pembuatan Amonia dana Asam Sulfat
Pembuatan
Asam Sulfat dengan Proses Kontak
Salah satu
cara pembuatan asam sulfat melalui proses industri dengan produk yang cukup
besar adalah dengan proses kontak. Bahan yang digunakan pada proses ini adalah belerang dan melalui proses
berikut.
a. Belerang dibakar di udara, sehingga bereaksi dengan
oksigen dan menghasilkan gas belerang dioksida.
b. Belerang dioksida direaksikan dengan oksigen dan dihasilkan belerang trioksida.
Reaksi ini berlangsung lambat, maka dipercepat dengan katalis vanadium pentaoksida (V2O5) pada suhu ± 450 °C.
c. SO3 yang dihasilkan, kemudian dipisahkan, dan direaksikan dengan air untuk menghasilkan asam sulfat.
d. Reaksi tersebut berlangsung hebat sekali dan menghasilkan asam sulfat yang sangat korosif. Untuk mengatasi hal ini, gas SO3 dialirkan melalui menara yang di dalamnya terdapat aliran H2SO4 pekat, sehingga terbentuk asam pirosulfat (H2S2O7) atau disebut “oleum”. Asam pirosulfat direaksikan
b. Belerang dioksida direaksikan dengan oksigen dan dihasilkan belerang trioksida.
Reaksi ini berlangsung lambat, maka dipercepat dengan katalis vanadium pentaoksida (V2O5) pada suhu ± 450 °C.
c. SO3 yang dihasilkan, kemudian dipisahkan, dan direaksikan dengan air untuk menghasilkan asam sulfat.
d. Reaksi tersebut berlangsung hebat sekali dan menghasilkan asam sulfat yang sangat korosif. Untuk mengatasi hal ini, gas SO3 dialirkan melalui menara yang di dalamnya terdapat aliran H2SO4 pekat, sehingga terbentuk asam pirosulfat (H2S2O7) atau disebut “oleum”. Asam pirosulfat direaksikan
Beberapa
manfaat asam sulfat adalah untuk pembuatan pupuk, di antaranya pupuk
superfosfat, detergen, cat kuku, cat warna, fiber, plastik, industri logam, dan
pengisi aki. Asam sulfat kuat 93% sampai dengan 99% digunakan untuk pembuatan
berbagai bahan kimia nitrogen, sintesis fenol, pemulihan asam lemak dalam
pembuatan sabun, pembuatan asam fosfat dan tripel superfosfat. Oleum (H2S2O7)
digunakan dalam pengolahan minyak bumi, TNT (trinitrotoluena), dan zat warna
serta untuk memperkuat asam lemah.
Berikut ini
adalah diagram alir pabrik asam sulfat kontak yang menggunakan pembakaran
belerang dan absorpsi tunggal dengan injeksi udara (pengenceran) antartahap.
Banyak
proses industri zat kimia yang didasarkan pada reaksi kesetimbangan. Agar
efesien, kondisi reaksi haruslah diusahakan sedemikian sehingga menggeser
kesetimbangan ke arah produk dan meminimalkan reaksi balik. Misalnya:
Pembuatan Amonia menurut proses Haber-Bosch, Nitrogen terdapat melimpah di udara, yaitu sekitar 78% volume. Walaupun demikian, senyawa nitrogen tidak terdapat banyak di alam. Satu-satunya sumber alam yang penting ialah NaNO3 yang disebut Sendawa Chili. Sementara itu, kebutuhan senyawa nitrogen semakin banyak, misalnya untuk industri pupuk, dan bahan peledak.
Pembuatan Amonia menurut proses Haber-Bosch, Nitrogen terdapat melimpah di udara, yaitu sekitar 78% volume. Walaupun demikian, senyawa nitrogen tidak terdapat banyak di alam. Satu-satunya sumber alam yang penting ialah NaNO3 yang disebut Sendawa Chili. Sementara itu, kebutuhan senyawa nitrogen semakin banyak, misalnya untuk industri pupuk, dan bahan peledak.
Oleh karena itu, proses sintesis senyawa nitrogen,
fiksasi nitrogen buatan, merupakan proses industri yang sangat penting. Metode
yang utama adalah mereaksikan nitrogen dengan hidrogen membentuk amonia.
Selanjutnya amonia dapat diubah menjadi senyawa nitrogen lain seperti asam
nitrat dan garam nitrat.
Dasar teori pembuatan amonia dari nitrogen dan hidrogen ditemukan oleh Fritz Haber (1908), seorang ahli kimia dari Jerman. Sedangkan proses industri pembuatan amonia untuk produksi secara besar-besaran ditemukan oleh Carl Bosch, seorang insinyur kimia juga dari Jerman. Persamaan termokimia reaksi sintesis amonia adalah :
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ; Delta H = -92,4kJ Pada 25oC ; Kp = 6,2×105
Berdasarkan prinsip kesetimbangan kondisi yang menguntungkan untuk ketuntasan reaksi ke kanan (pembentukan NH3) adalah suhu rendah dan tekanan tinggi. Akan tetapi, reaksi tersebut berlangsung sangat lambat pada suhu rendah, bahkan pada suhu 500oC sekalipun. Dipihak lain, karena reaksi ke kanan eksoterm, penambahan suhu akan mengurangi rendemen.
Proses Haber-Bosch semula dilangsungkan pada suhu sekitar 500 derajat celcius dan tekanan sekitar 150-350 atm dengan katalisator, yaitu serbuk besi dicampur dengan Al2O3, MgO, CaO, dan K2O.
Dewasa ini, seiring dengan kemajuan teknologi, digunakan tekanan yang jauh lebih besar, bahkan mencapai 700 atm. Untuk mengurangi reaksi balik, maka amonia yang terbentuk segera dipisahkan.
Mula-mula campuran gas nitrogen dan hidrogen dikompresi (dimampatkan) hingga mencapai tekanan yang diinginkan. Kemudian campuran gas dipanaskan dalam suatu ruangan yang bersama katalisator sehingga terbentuk amonia.
Dasar teori pembuatan amonia dari nitrogen dan hidrogen ditemukan oleh Fritz Haber (1908), seorang ahli kimia dari Jerman. Sedangkan proses industri pembuatan amonia untuk produksi secara besar-besaran ditemukan oleh Carl Bosch, seorang insinyur kimia juga dari Jerman. Persamaan termokimia reaksi sintesis amonia adalah :
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ; Delta H = -92,4kJ Pada 25oC ; Kp = 6,2×105
Berdasarkan prinsip kesetimbangan kondisi yang menguntungkan untuk ketuntasan reaksi ke kanan (pembentukan NH3) adalah suhu rendah dan tekanan tinggi. Akan tetapi, reaksi tersebut berlangsung sangat lambat pada suhu rendah, bahkan pada suhu 500oC sekalipun. Dipihak lain, karena reaksi ke kanan eksoterm, penambahan suhu akan mengurangi rendemen.
Proses Haber-Bosch semula dilangsungkan pada suhu sekitar 500 derajat celcius dan tekanan sekitar 150-350 atm dengan katalisator, yaitu serbuk besi dicampur dengan Al2O3, MgO, CaO, dan K2O.
Dewasa ini, seiring dengan kemajuan teknologi, digunakan tekanan yang jauh lebih besar, bahkan mencapai 700 atm. Untuk mengurangi reaksi balik, maka amonia yang terbentuk segera dipisahkan.
Mula-mula campuran gas nitrogen dan hidrogen dikompresi (dimampatkan) hingga mencapai tekanan yang diinginkan. Kemudian campuran gas dipanaskan dalam suatu ruangan yang bersama katalisator sehingga terbentuk amonia.
Pembuatan Asam
Sulfat dengan Proses Kontak
Salah satu
cara pembuatan asam sulfat melalui proses industri dengan produk yang cukup
besar adalah dengan proses kontak. Bahan yang digunakan pada proses ini adalah
belerang dan melalui proses berikut.
a. Belerang
dibakar di udara, sehingga bereaksi dengan oksigen dan menghasilkan gas
belerang dioksida.
b. Belerang dioksida direaksikan dengan oksigen dan dihasilkan belerang trioksida.
Reaksi ini berlangsung lambat, maka dipercepat dengan katalis vanadium pentaoksida (V2O5) pada suhu ± 450 °C.
c. SO3 yang dihasilkan, kemudian dipisahkan, dan direaksikan dengan air untuk menghasilkan asam sulfat.
d. Reaksi tersebut berlangsung hebat sekali dan menghasilkan asam sulfat yang sangat korosif. Untuk mengatasi hal ini, gas SO3 dialirkan melalui menara yang di dalamnya terdapat aliran H2SO4 pekat, sehingga terbentuk asam pirosulfat (H2S2O7) atau disebut “oleum”. Asam pirosulfat direaksikan
b. Belerang dioksida direaksikan dengan oksigen dan dihasilkan belerang trioksida.
Reaksi ini berlangsung lambat, maka dipercepat dengan katalis vanadium pentaoksida (V2O5) pada suhu ± 450 °C.
c. SO3 yang dihasilkan, kemudian dipisahkan, dan direaksikan dengan air untuk menghasilkan asam sulfat.
d. Reaksi tersebut berlangsung hebat sekali dan menghasilkan asam sulfat yang sangat korosif. Untuk mengatasi hal ini, gas SO3 dialirkan melalui menara yang di dalamnya terdapat aliran H2SO4 pekat, sehingga terbentuk asam pirosulfat (H2S2O7) atau disebut “oleum”. Asam pirosulfat direaksikan
Beberapa
manfaat asam sulfat adalah untuk pembuatan pupuk, di antaranya pupuk
superfosfat, detergen, cat kuku, cat warna, fiber, plastik, industri logam, dan
pengisi aki. Asam sulfat kuat 93% sampai dengan 99% digunakan untuk pembuatan
berbagai bahan kimia nitrogen, sintesis fenol, pemulihan asam lemak dalam
pembuatan sabun, pembuatan asam fosfat dan tripel superfosfat. Oleum (H2S2O7)
digunakan dalam pengolahan minyak bumi, TNT (trinitrotoluena), dan zat warna
serta untuk memperkuat asam lemah.
Pembuatan NH3 (Ammonia) dan H2SO4 (Asam Sulfat)
Pembuatan Amonia
Amonia (NH3) merupakan senyawa nitrogen yang banyak digunakan sebagai bahan dasar pembuatan pupuk urea dan ZA, serat sintetik (nilon dan sejenisnya), dan bahan peledak TNT (trinitro toluena). Pembuatan amonia yang dikemukakan oleh Fritz Haber (1905), prosesnya disebut Proses Haber.
Reaksi yang terjadi adalah kesetimbangan antara gas N2, H2,
dan NH3 ditulis sebagai berikut:
N2(g) + 3 H2(g) 2↔ NH3(g) ΔH = –92 kJ
N2(g) + 3 H2(g) 2↔ NH3(g) ΔH = –92 kJ
Untuk proses
ini, gas N2 diperoleh dari hasil penyulingan udara, sedangkan gas H2 diperoleh
dari hasil reaksi antara gas alam dengan air. Pada suhu kamar, reaksi ini
berlangsung sangat lambat maka untuk memperoleh hasil yang maksimal,reaksi
dilakukan pada suhu tinggi, tekanan tinggi, dan diberi katalis besi. Reaksi
pembentukan ammonia merupakan reaksi eksoterm. Menurut Le Chatelier
kesetimbangan akan bergeser ke arah NH3 jika suhu rendah. Masalahnya
adalah katalis besi hanya berfungsi efektif pada suhu tinggi, akibatnya
pembentukan amonia berlangsung lama pada suhu rendah.
Berdasarkan pertimbangan ini proses pembuatan amonia
dilakukan pada suhu tinggi ±450°C (suhu optinum) agar reaksi berlangsung cepat
sekalipun dengan resiko kesetimbangan akan bergeser ke arah N2dan H2.
Untuk mengimbangi pergeseran ke arah N2 dan H2 oleh suhu
tinggi, maka tekanan yang digunakan harus tinggi sampai mencapai antara 200–400
atm. Tekanan yang tinggi menyebabkan molekul-molekul semakin rapat sehingga
tabrakan molekul-molekul semakin sering. Hal ini mengakibatkan reaksi bertambah
cepat, sehingga NH3 semakin banyak terbentuk.
Selain itu untuk mengurangi NH3 kembali
menjadi N2dan H2 maka NH3 yang terbentuk
segera dipisahkan. Campuran gas kemudian didinginkan sehingga gas NH3 mencair.
Titik didih gas NH3 lebih tinggi dari titik didih gas N2
dan H2, maka gas NH3 akan terpisah sebagai cairan. Gas
nitrogen dan gas hidrogen yang belum bereaksi dan gas NH3 yang tidak
mencair diresirkulasi, dicampur dengan gas N2 dan H2,
kemudian dialirkan kembali ke dalam tangki.
Bagan
pembuatan amonia secara sederhana dapat dilihat pada Gambar berikut :
Pembuatan Asam Sulfat
Salah satu cara pembuatan asam sulfat secara industri yang produknya cukup besar adalah dengan proses kontak. Bahan yang digunakan pada proses ini adalah belerang dan prosesnya berlangsung sebagai berikut.
1. Belerang dibakar di udara sehingga akan
bereaksi dengan oksigen dan menghasilkan gas belerang dioksida.
Reaksi: S(s) + O2(g) ↔ SO2(g)
2. Belerang dioksida direaksikan lagi dengan oksigen dan dihasilkan belerang
trioksida.
Reaksi: 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g)
ΔH = –196,6 kJ.
Reaksi ini merupakan reaksi kesetimbangan dan eksoterm
sehingga suhu tidak dilakukan pada suhu tinggi tetapi ±450°C, untuk menghindari
kesetimbangan ke arah SO2 dan O2.
3. Reaksi
ini berlangsung lambat, maka dipercepat dengan katalis. Katalis yang digunakan
adalah vanadium pentaoksida (V2O5).
4. Tekanan seharusnya lebih tinggi, tetapi pada
prakteknya karena ada katalis maka SO3 sudah cukup banyak terbentuk
sehingga tekanan dilakukan pada keadaan normal yaitu 1 atm.
5. SO3 yang dihasilkan segera dipisahkan
sehingga kesetimbangan bergeser terus ke arah SO3. SO3
yang dihasilkan direaksikan dengan H2SO4 pekat dan
membentuk asam pirosulfat (H2S2O7). Asam
pirosulfat akan direaksikan dengan air sampai menghasilkan asam sulfat ±98%.
Reaksi:
SO3(g) + H2SO4(aq) ↔ H2S2O7(aq)
H2S2O7(aq) + H2O(l) ↔2 H2SO4(l)
SO3(g) + H2SO4(aq) ↔ H2S2O7(aq)
H2S2O7(aq) + H2O(l) ↔2 H2SO4(l)
cara pembuatan
D. Cara
pembuatan
a. Proses Frasch
Cara frasch adalah mengambil belerang dari deposit belerang di bawah tanah, pompa frasch dirancang oleh Herman Frasch dari Amerika Serikat tahun 1904.
Pada proses ini pipa logam berdiameter 15 cm yang terdapat 2 pipa konsentrik yang lebih kecil ditanam sampai menyentuh lapisan belerang. Uap air yang sangat panas dipompa dan dimasukan melalui pipa luar, sehingga belerang meleleh. Kemudian dimasukan udara bertekanan tinggi melalui pipa terkecil, sehingga terbentuk busa belerang dan terpompa ke atas melalui pipa ketiga. Seperti gambar di bawah ini
.
Kemurnian belerang yang keluar mencapai 99,5%. Pada dewasa ini 50% belerang yang digunakan dalam industri diperoleh dengan proses frasch
b. Proses kontak
Pada pembuatan belerang dengan proses kontak bahan baku yang digunakan belerang, udara dan air.
S(s)+O2(g) SO2(aq)
2SO2(g)+O2(g)↔2SO3(g)
SO3(g)+H2O(l)→H2SO4(aq)
Pertama-tama belerang padat dimasukan kedalam drum berputar lalu dibakar dengan oksigen dari udara dan hasilnya gas SO2 dimurnikan dengan pengendap elektrostatika ( kawat-kawat betegangan tinggi ) partikel-partikel debu dan kotoran lain menjadi bermuatan dan tertarik oleh kawat yang muatannya berlawanan, sehingga debu-debu itu jatuh kelantai ruangan.
Campuran gas SO2 dan udara kemudian dialirkan kedalam ruangan yang dilengkapi katalis serbuk V2O5. Disini berlangsung proses kontak yaitu kontak antara campuran gas-gas dengan katalis. Gas SO2 bereaksi dengan oksigen dengan udara untuk membentuk gas SO3.
2SO2(g)+O2(g)↔2SO3(g) ∆H = -90 kJ
Agar reaksi ini bergeser kekanan gas SO3 yang terbentuk segera direaksikan dengan air untuk menghasilkan H2SO4
SO3(g)+H2O(l)→ H2SO4(aq)
Gas SO3 direaksikan dengan H2SO4 untuk membentuk asam pirosulfat, H2S2O7 kemudian barulah asam pirosulfat direaksikan denga air untuk membentuk asam sulfat SO3¬(g)+H2SO4(aq) →H2S2O7(aq)
H2S2O7(aq)+H2O→2H2SO4¬(aq)
E. Senyawa-senyawa sulfur
1. Hidrogen Biner
Hidrogen Sulfida
Hidrogen Sulfida adalah sebuah bahan kimia laboratorium yang penting, karena di pakai secara luas dalam analisis kualitatif. Zat ini dapat dengan mudah di buat dengan aksi asam terhadap sulfida logam, atau dengan hidrolisis tioasetamida :
FeS + 2HCl → H2S + FeCl2
CH3CSNH2 + H2O → H2S + CH3CONH2
Hidrogen Sulfida adalah gas yang beracun dan dapat larut dalam air.
H2S + H2O → H3O+ +HS-
2. Polisulfida Logam
Belerang tidak hanya terikat bersama dalam belerang unsur, tetapi dapat bereaksi juga dengan ion sulfida dengan membentuk ion polisulfida.
BaS + 2S → BaS3
Ion polisulfida ukurannya berkisar dari S22- sampai S63-. Kristal polisulfida yang paling terkenal, yaitu bijih besi yang umum seperti pirit (FeS2).
3. Oksida dan Asam okso
a. SO2 dan SO3
Sulfur dioksida (SO2) adalah gas tidak berwarna. Berbau khas memerihkan mata dan dapat merusak saluran pernapasan, sebab apabila terisap oleh pernapasan secara berlebihan akan bereaksi dengan air dalam saluran pernapasan dan membentuk asam sulfit yang akan merusak jaringan dan menimbulkan rasa sakit. Sulfur dioksida dapat terbentuk pada pembakaran batu bara yang mengandung belerang, dan pemanggangan bijih sulfida. Sulfur dioksida dapat melarut dengan baik dalam air.
SO2(g) + H2O(l) → H2SO3 (aq).
Sampai kini belum ditemukan sepesi H2SO3 dalam larutan, dan dianggap bahwa jika SO3 dialirkan kedalam air terbentuk suatu hidrat, namun telah dikenal garam hidrogen sulfit dan garam sulfit. Setengah dari sulfur dioksida berasal dari pembangkit energi dan proses industri yang menggunakan bahan baku yang mengandung belerang.
Meskipun pada keadan biasa SO3 sukar terbentuk pada keadaan tertentu, SO2 dapat dioksida menjadi SO3. London smog / smog kelabu terjadi dari campuran SO partikulat dan kabut, zat dalam partikulat dapat mengkatalisa pembentuk SO3 dari SO2 dan dengan udara lembab dapat menghasilkan kabut yang mengandung asam sulfat.
Sifat SO2 yang mudah larut dan menghasilkan asam seperti dijelaskan di atas mengakibatkan persoalan lingkungan seperti misalnya hujan asam.Terjadinya hujan asam yaitu dari pembakaran bahan bakar posil seperti minyak dan batu bara akan di hasilkan NOx dan SOx juga partikel lain.Polutan akan tinggal beberapa lama di udara dan kemudian musnah terdeposisi kepermukaan bumi , selama polutan diudara, kualitas udara menurun yang dapat berakibat langsung pada kesehatan manusia seperti sesak napas / gatal-gatal di kulit. Polutan seperti oksida sulfur (SO2) dan dioksida nitrogen (NO2) melalui reaksi oksidasi dengan ozon akan berubah menjadi (SO3) dan NO3 selanjutnya berubah menjadi senyawa sulfat dan senyawa nitrat.
Senyawa-senyawa tersebut akan berpindah dari atmosfer kepermukaan bumi melalui hujan dan deposisi langsung sehingga di kenal dengan deposisi basah dan deposisi kering. Proses deposisi basah terjadi dengan pembentukan awan dan akhirnya turun sebagai hujan salju atau kabut yang mengandung asam.
Deposisi asam yang terkandung dalam hujan dapat menggambarkan kondisi keasaman air hujan dalam angka pH. Kategori angka pH mengindikasikan hujan basa atau asam. Bila air hujan mempunyai nilai pH di bawah 5,6 di katakan telah terjadi hujan asam di daerah tersebut.
b. Asam Sulfat
Pada suhu kamar belerang trioksida berupa padatan yang terdiri dari satuan SO3 dengan struktur yang rumit. Padatan ini mudah menguap dan pada pase gas SO3 terdiri dari molekul segitiga planar . Sulfur trioksida dapat dibuat dengan cara oksida belerang dioksida dengan oksigen.
2SO2(g) + O2(g) → 2SO3 ∆H = -98kJ mol-1
SO2 sangat stabil diudara. Dengan adanya katalis, oksida SO2 menjadi SO3 segera berlangsung. Gas SO3 bereaksi dengan air membentuk H2SO4
SO3(g) + H2O (l) → H2SO4(l)
Pabrik asam sulfat memerlukan belerang dioksida yang dapat diperoleh dari
a. Pembakaran belerang
S + O2 → SO2
b. Pirit (seng sulfida)
Pada pemanggangan bijih-bijih logam ini, dihasilkan sulfur dioksida sebagai hasil samping
4FeSO4 + 11O2 → 2Fe2O3 + SO2
2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2
c. Anhidrit.CaSO4
CaSO4 + 2C → 2CO2 + CaS
CaS + 3CaSO4 → 4CaO + 4SO2
Untuk mempermudah pengenalan asal dari gas oksida belerang dan terjadinya asam sulfat di atmosfer dapat dilihat skema berikut ini :
c. Thiosulfat
Dalam sejumlah senyawa sebuah atom belerang dianggap menggantikan sebuah atom oksigen. Belerang bereaksi dengan ion sulfit membentuk sebuah ion sulfat :
S + SO32- → S2O32-
F. Kegunaan sulfur
Sulfur mempunyai banyak kegunaan diantaranya sebagai bahan baku pembuatan asam sulfat, pembuatan karbon di sulfida, CS2 (bahan baku serat rayon) serta pada proses vulkanisasi karet (ikatan silang belerang akan memperkuat polimer karet).
A. Asam sulfat
Di gunakan sebagai bahan baku senyawa-senyawa sulfat, antara lain sebagai berikut:
1. H2SO4 di gunakan sebagai pereaksi dalam pembuatan pupuk superfosfat, Ca(H2PO4)2.dengan reaksi Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4
2. Al2(SO4)3 zat penjernih air yang dikenal dengan tawas
Tawas tersebut di tambahkan pada air yang keruh sehingga air yang keruh tadi menjadi jernih kembali
3. H2SO4 digunakan sebagai elektrolit pada aki kendaraan bermotor
H2SO4 dalam aki di gunakan sebagai cairan elektrolit untuk merendam pelat positif dan pelat negative pada aki,misal bahan aktif dri pelat positif terbuat daari oksida timah coklat(PbO2)sedang bahn aktif dari pelat negative ialah timah (Pb).pelat-pelat tersebut terendam oleh cairan elektrolit yaitu asam sulfat sehingga oksigen pada pelat positif akan bereaksi dengan hydrogen pada cairan elektrolit yang secara perlahn-lahan keduanya bergabung /berubah menjadi air (H2O),asam sulfat pada pada cairan elektrolit bergabung dengan timah di pelat positif maupun negative sehingga menempel di pelat-pelat tersebut dan membantu aki mengeluarkan arus .reaksi ini akan terus berlangsung sampai isi (tenaga baterei habis) atau mengalami discharge.
4. H2SO4 di gunakan untuk membersihkan logam-logam pada proses galvanisasi dan penyepuhan. Lapisan oksida pada permukan logam dihilangkan agar bahan penyalut dapat menempel kuat.
5. Industri Amonium Sulfat (NH4)2SO4
Senyawa amonium sulfat sebagai jenis pupuk yang di kenal dengan pupuk Z.A (zwavelvur amonium).Pupuk ini dibuat dengan mereaksikan asam sulfat dan Amonia
2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4
12. Dalam pembuatan fotografi .
Na2S2O3.5H2O di gunakan dalam fotografi untuk melarutkan perak bromida yang tidak reaktif dari emulsi dengan pembentukan komplek [Ag(S2O3)] dan [Ag(S2O3)2]3-
13. Alkil benzena sulfonat dalam deterjen.Deterjen dengan bahan ini bersifat keras, cara pembuatannya yaitu dengan mereaksikan Alkil Benzena dengan Belerang Trioksida, asam Sulfat pekat atau Oleum. Reaksi ini menghasilkan Alkil Benzena Sulfonat. Jika dipakai Dodekil Benzena maka persamaan reaksinya adalah
C6H5C12H25 + SO3 C6H4C12H25SO3H
(Dodekil Benzena Sulfonat)
Reaksi selanjutnya adalah netralisasi dengan NaOH sehingga dihasilkan Natrium Dodekil Benzena Sulfonat. Kemudian bahan yang sering di gunakan dalam deterjen yaitu lauril sulfat / lauril alkil sulfonat, deterjen dengan bahan ini sifatnya lunak cara pembuatannya yaitu mereaksikan Lauril Alkohol dengan asam Sulfat pekat menghasilkan asam Lauril Sulfat dengan reaksi:
C12H25OH + H2SO4 C12H25OSO3H + H2O
Asam Lauril Sulfat yang terjadi dinetralisasikan dengan larutan NaOH sehingga dihasilkan Natrium Lauril Sulfat.
B. Vulkanisasi karet dan ban
Selain sebagai bahan baku pembuatan asam sulfat, belerang juga berperan dalam proses vulkanisasi karet. Charles Goodyear pertama kali di tahun 1839 melakukan vulkanisasi ini dengan mencampurkan sulfur pada karet alam melalui proses pemanasan.
Karet alam merupakan polimer alam yang terkenal , terdiri dari beberapa ribu “ satuan isoprene ” yang terhubungkan satu sama lain,ikatan ini di sebut cross-linking.Rumus isoprene (2-metil butadiene) .
CH3 H
H2C ══ C − − −C ══ CH2
Dalam molekul karet , satuan isoprene saling bersambung membentuk rantai panjang. rumus molekulnya dapat di nyatakan dengan (C5H8)n.
Rantai yang sangat panjang dari satuan isoprene tidak dapat tersusun rapih sehingga karet terdiri dari kumpulan rantai yang kacau.
Jika karet di tarik , rantai tidak menjadi lurus, tetapi saling bertindihan.Karet alam tidak elastis dan mudah dioksidasi karena terdapat ikatan rangkap karbon-karbon , jika karet alam di panaskan bersama sedikit belerang maka karet ini menjadi elastis dan stabil. Rantai yang terpisah di sambung dengan atom belerang .Proses ini di sebut vulkanisasi.
∂∂∂ C ═ C ∂∂∂∂∂ C ═ C ∂∂∂ ∂∂∂C − C∂∂∂∂∂ C − C ∂∂∂
S S
S S
∂∂∂ C ═ C ∂∂∂∂∂ C═C C─C∂∂∂∂∂∂ C ─ C ∂∂∂
S S
S S
∂∂∂ C ═ C ∂∂∂∂∂ C═C ∂∂∂ C ═ C ∂∂∂∂∂ C − C ∂∂∂
Karet mentah karet hasil vulkanisasi
Vulkanisasi karet
SIMPULAN
Sulfur merupakan salah satu unsur kimia dalam table priodik dengan simbol S, nomer atom 16 dan termasuk dalam periode tiga.Unsur belerang di alam di temukan sebagai unsur bebas dan sebagai senyawaan. Cara pembuatan sulfur dilakukan dalam dua tahap yaitu dengan cara proses kontak dan proses pompa frasch
Sulfur dalam bentuk senyawa sangat penting dalam kehidupan diantaranya sebagai pembuatan bahan baku asam sulfat dan vulkanisasi karet. Selain berguna untuk kehidupan, sulfur juga mempunyai dampak yang berbahaya bagi kehidupan misalnya senyawa-senyawa belerang yang bertindak sebagai zat pencemar yang berbahaya adalah SO2 dan SO3 yang dapat menyebabkan radang paru-paru dan tenggorokan (merusak saluran pernapasan ) dan hujan asam.
a. Proses Frasch
Cara frasch adalah mengambil belerang dari deposit belerang di bawah tanah, pompa frasch dirancang oleh Herman Frasch dari Amerika Serikat tahun 1904.
Pada proses ini pipa logam berdiameter 15 cm yang terdapat 2 pipa konsentrik yang lebih kecil ditanam sampai menyentuh lapisan belerang. Uap air yang sangat panas dipompa dan dimasukan melalui pipa luar, sehingga belerang meleleh. Kemudian dimasukan udara bertekanan tinggi melalui pipa terkecil, sehingga terbentuk busa belerang dan terpompa ke atas melalui pipa ketiga. Seperti gambar di bawah ini
.
Kemurnian belerang yang keluar mencapai 99,5%. Pada dewasa ini 50% belerang yang digunakan dalam industri diperoleh dengan proses frasch
b. Proses kontak
Pada pembuatan belerang dengan proses kontak bahan baku yang digunakan belerang, udara dan air.
S(s)+O2(g) SO2(aq)
2SO2(g)+O2(g)↔2SO3(g)
SO3(g)+H2O(l)→H2SO4(aq)
Pertama-tama belerang padat dimasukan kedalam drum berputar lalu dibakar dengan oksigen dari udara dan hasilnya gas SO2 dimurnikan dengan pengendap elektrostatika ( kawat-kawat betegangan tinggi ) partikel-partikel debu dan kotoran lain menjadi bermuatan dan tertarik oleh kawat yang muatannya berlawanan, sehingga debu-debu itu jatuh kelantai ruangan.
Campuran gas SO2 dan udara kemudian dialirkan kedalam ruangan yang dilengkapi katalis serbuk V2O5. Disini berlangsung proses kontak yaitu kontak antara campuran gas-gas dengan katalis. Gas SO2 bereaksi dengan oksigen dengan udara untuk membentuk gas SO3.
2SO2(g)+O2(g)↔2SO3(g) ∆H = -90 kJ
Agar reaksi ini bergeser kekanan gas SO3 yang terbentuk segera direaksikan dengan air untuk menghasilkan H2SO4
SO3(g)+H2O(l)→ H2SO4(aq)
Gas SO3 direaksikan dengan H2SO4 untuk membentuk asam pirosulfat, H2S2O7 kemudian barulah asam pirosulfat direaksikan denga air untuk membentuk asam sulfat SO3¬(g)+H2SO4(aq) →H2S2O7(aq)
H2S2O7(aq)+H2O→2H2SO4¬(aq)
E. Senyawa-senyawa sulfur
1. Hidrogen Biner
Hidrogen Sulfida
Hidrogen Sulfida adalah sebuah bahan kimia laboratorium yang penting, karena di pakai secara luas dalam analisis kualitatif. Zat ini dapat dengan mudah di buat dengan aksi asam terhadap sulfida logam, atau dengan hidrolisis tioasetamida :
FeS + 2HCl → H2S + FeCl2
CH3CSNH2 + H2O → H2S + CH3CONH2
Hidrogen Sulfida adalah gas yang beracun dan dapat larut dalam air.
H2S + H2O → H3O+ +HS-
2. Polisulfida Logam
Belerang tidak hanya terikat bersama dalam belerang unsur, tetapi dapat bereaksi juga dengan ion sulfida dengan membentuk ion polisulfida.
BaS + 2S → BaS3
Ion polisulfida ukurannya berkisar dari S22- sampai S63-. Kristal polisulfida yang paling terkenal, yaitu bijih besi yang umum seperti pirit (FeS2).
3. Oksida dan Asam okso
a. SO2 dan SO3
Sulfur dioksida (SO2) adalah gas tidak berwarna. Berbau khas memerihkan mata dan dapat merusak saluran pernapasan, sebab apabila terisap oleh pernapasan secara berlebihan akan bereaksi dengan air dalam saluran pernapasan dan membentuk asam sulfit yang akan merusak jaringan dan menimbulkan rasa sakit. Sulfur dioksida dapat terbentuk pada pembakaran batu bara yang mengandung belerang, dan pemanggangan bijih sulfida. Sulfur dioksida dapat melarut dengan baik dalam air.
SO2(g) + H2O(l) → H2SO3 (aq).
Sampai kini belum ditemukan sepesi H2SO3 dalam larutan, dan dianggap bahwa jika SO3 dialirkan kedalam air terbentuk suatu hidrat, namun telah dikenal garam hidrogen sulfit dan garam sulfit. Setengah dari sulfur dioksida berasal dari pembangkit energi dan proses industri yang menggunakan bahan baku yang mengandung belerang.
Meskipun pada keadan biasa SO3 sukar terbentuk pada keadaan tertentu, SO2 dapat dioksida menjadi SO3. London smog / smog kelabu terjadi dari campuran SO partikulat dan kabut, zat dalam partikulat dapat mengkatalisa pembentuk SO3 dari SO2 dan dengan udara lembab dapat menghasilkan kabut yang mengandung asam sulfat.
Sifat SO2 yang mudah larut dan menghasilkan asam seperti dijelaskan di atas mengakibatkan persoalan lingkungan seperti misalnya hujan asam.Terjadinya hujan asam yaitu dari pembakaran bahan bakar posil seperti minyak dan batu bara akan di hasilkan NOx dan SOx juga partikel lain.Polutan akan tinggal beberapa lama di udara dan kemudian musnah terdeposisi kepermukaan bumi , selama polutan diudara, kualitas udara menurun yang dapat berakibat langsung pada kesehatan manusia seperti sesak napas / gatal-gatal di kulit. Polutan seperti oksida sulfur (SO2) dan dioksida nitrogen (NO2) melalui reaksi oksidasi dengan ozon akan berubah menjadi (SO3) dan NO3 selanjutnya berubah menjadi senyawa sulfat dan senyawa nitrat.
Senyawa-senyawa tersebut akan berpindah dari atmosfer kepermukaan bumi melalui hujan dan deposisi langsung sehingga di kenal dengan deposisi basah dan deposisi kering. Proses deposisi basah terjadi dengan pembentukan awan dan akhirnya turun sebagai hujan salju atau kabut yang mengandung asam.
Deposisi asam yang terkandung dalam hujan dapat menggambarkan kondisi keasaman air hujan dalam angka pH. Kategori angka pH mengindikasikan hujan basa atau asam. Bila air hujan mempunyai nilai pH di bawah 5,6 di katakan telah terjadi hujan asam di daerah tersebut.
b. Asam Sulfat
Pada suhu kamar belerang trioksida berupa padatan yang terdiri dari satuan SO3 dengan struktur yang rumit. Padatan ini mudah menguap dan pada pase gas SO3 terdiri dari molekul segitiga planar . Sulfur trioksida dapat dibuat dengan cara oksida belerang dioksida dengan oksigen.
2SO2(g) + O2(g) → 2SO3 ∆H = -98kJ mol-1
SO2 sangat stabil diudara. Dengan adanya katalis, oksida SO2 menjadi SO3 segera berlangsung. Gas SO3 bereaksi dengan air membentuk H2SO4
SO3(g) + H2O (l) → H2SO4(l)
Pabrik asam sulfat memerlukan belerang dioksida yang dapat diperoleh dari
a. Pembakaran belerang
S + O2 → SO2
b. Pirit (seng sulfida)
Pada pemanggangan bijih-bijih logam ini, dihasilkan sulfur dioksida sebagai hasil samping
4FeSO4 + 11O2 → 2Fe2O3 + SO2
2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2
c. Anhidrit.CaSO4
CaSO4 + 2C → 2CO2 + CaS
CaS + 3CaSO4 → 4CaO + 4SO2
Untuk mempermudah pengenalan asal dari gas oksida belerang dan terjadinya asam sulfat di atmosfer dapat dilihat skema berikut ini :
c. Thiosulfat
Dalam sejumlah senyawa sebuah atom belerang dianggap menggantikan sebuah atom oksigen. Belerang bereaksi dengan ion sulfit membentuk sebuah ion sulfat :
S + SO32- → S2O32-
F. Kegunaan sulfur
Sulfur mempunyai banyak kegunaan diantaranya sebagai bahan baku pembuatan asam sulfat, pembuatan karbon di sulfida, CS2 (bahan baku serat rayon) serta pada proses vulkanisasi karet (ikatan silang belerang akan memperkuat polimer karet).
A. Asam sulfat
Di gunakan sebagai bahan baku senyawa-senyawa sulfat, antara lain sebagai berikut:
1. H2SO4 di gunakan sebagai pereaksi dalam pembuatan pupuk superfosfat, Ca(H2PO4)2.dengan reaksi Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4
2. Al2(SO4)3 zat penjernih air yang dikenal dengan tawas
Tawas tersebut di tambahkan pada air yang keruh sehingga air yang keruh tadi menjadi jernih kembali
3. H2SO4 digunakan sebagai elektrolit pada aki kendaraan bermotor
H2SO4 dalam aki di gunakan sebagai cairan elektrolit untuk merendam pelat positif dan pelat negative pada aki,misal bahan aktif dri pelat positif terbuat daari oksida timah coklat(PbO2)sedang bahn aktif dari pelat negative ialah timah (Pb).pelat-pelat tersebut terendam oleh cairan elektrolit yaitu asam sulfat sehingga oksigen pada pelat positif akan bereaksi dengan hydrogen pada cairan elektrolit yang secara perlahn-lahan keduanya bergabung /berubah menjadi air (H2O),asam sulfat pada pada cairan elektrolit bergabung dengan timah di pelat positif maupun negative sehingga menempel di pelat-pelat tersebut dan membantu aki mengeluarkan arus .reaksi ini akan terus berlangsung sampai isi (tenaga baterei habis) atau mengalami discharge.
4. H2SO4 di gunakan untuk membersihkan logam-logam pada proses galvanisasi dan penyepuhan. Lapisan oksida pada permukan logam dihilangkan agar bahan penyalut dapat menempel kuat.
5. Industri Amonium Sulfat (NH4)2SO4
Senyawa amonium sulfat sebagai jenis pupuk yang di kenal dengan pupuk Z.A (zwavelvur amonium).Pupuk ini dibuat dengan mereaksikan asam sulfat dan Amonia
2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4
12. Dalam pembuatan fotografi .
Na2S2O3.5H2O di gunakan dalam fotografi untuk melarutkan perak bromida yang tidak reaktif dari emulsi dengan pembentukan komplek [Ag(S2O3)] dan [Ag(S2O3)2]3-
13. Alkil benzena sulfonat dalam deterjen.Deterjen dengan bahan ini bersifat keras, cara pembuatannya yaitu dengan mereaksikan Alkil Benzena dengan Belerang Trioksida, asam Sulfat pekat atau Oleum. Reaksi ini menghasilkan Alkil Benzena Sulfonat. Jika dipakai Dodekil Benzena maka persamaan reaksinya adalah
C6H5C12H25 + SO3 C6H4C12H25SO3H
(Dodekil Benzena Sulfonat)
Reaksi selanjutnya adalah netralisasi dengan NaOH sehingga dihasilkan Natrium Dodekil Benzena Sulfonat. Kemudian bahan yang sering di gunakan dalam deterjen yaitu lauril sulfat / lauril alkil sulfonat, deterjen dengan bahan ini sifatnya lunak cara pembuatannya yaitu mereaksikan Lauril Alkohol dengan asam Sulfat pekat menghasilkan asam Lauril Sulfat dengan reaksi:
C12H25OH + H2SO4 C12H25OSO3H + H2O
Asam Lauril Sulfat yang terjadi dinetralisasikan dengan larutan NaOH sehingga dihasilkan Natrium Lauril Sulfat.
B. Vulkanisasi karet dan ban
Selain sebagai bahan baku pembuatan asam sulfat, belerang juga berperan dalam proses vulkanisasi karet. Charles Goodyear pertama kali di tahun 1839 melakukan vulkanisasi ini dengan mencampurkan sulfur pada karet alam melalui proses pemanasan.
Karet alam merupakan polimer alam yang terkenal , terdiri dari beberapa ribu “ satuan isoprene ” yang terhubungkan satu sama lain,ikatan ini di sebut cross-linking.Rumus isoprene (2-metil butadiene) .
CH3 H
H2C ══ C − − −C ══ CH2
Dalam molekul karet , satuan isoprene saling bersambung membentuk rantai panjang. rumus molekulnya dapat di nyatakan dengan (C5H8)n.
Rantai yang sangat panjang dari satuan isoprene tidak dapat tersusun rapih sehingga karet terdiri dari kumpulan rantai yang kacau.
Jika karet di tarik , rantai tidak menjadi lurus, tetapi saling bertindihan.Karet alam tidak elastis dan mudah dioksidasi karena terdapat ikatan rangkap karbon-karbon , jika karet alam di panaskan bersama sedikit belerang maka karet ini menjadi elastis dan stabil. Rantai yang terpisah di sambung dengan atom belerang .Proses ini di sebut vulkanisasi.
∂∂∂ C ═ C ∂∂∂∂∂ C ═ C ∂∂∂ ∂∂∂C − C∂∂∂∂∂ C − C ∂∂∂
S S
S S
∂∂∂ C ═ C ∂∂∂∂∂ C═C C─C∂∂∂∂∂∂ C ─ C ∂∂∂
S S
S S
∂∂∂ C ═ C ∂∂∂∂∂ C═C ∂∂∂ C ═ C ∂∂∂∂∂ C − C ∂∂∂
Karet mentah karet hasil vulkanisasi
Vulkanisasi karet
SIMPULAN
Sulfur merupakan salah satu unsur kimia dalam table priodik dengan simbol S, nomer atom 16 dan termasuk dalam periode tiga.Unsur belerang di alam di temukan sebagai unsur bebas dan sebagai senyawaan. Cara pembuatan sulfur dilakukan dalam dua tahap yaitu dengan cara proses kontak dan proses pompa frasch
Sulfur dalam bentuk senyawa sangat penting dalam kehidupan diantaranya sebagai pembuatan bahan baku asam sulfat dan vulkanisasi karet. Selain berguna untuk kehidupan, sulfur juga mempunyai dampak yang berbahaya bagi kehidupan misalnya senyawa-senyawa belerang yang bertindak sebagai zat pencemar yang berbahaya adalah SO2 dan SO3 yang dapat menyebabkan radang paru-paru dan tenggorokan (merusak saluran pernapasan ) dan hujan asam.
Komentar
Posting Komentar