Rabu, 21 Oktober 2015
Selasa, 20 Oktober 2015
|
Rangkuman
Jurnal Studi Pengaruh Jenis dan Komposisi Katalis pada Proses Pertumbuhan
Carbon Nanotube (CNT) dengan Metode Catalytic Chemical Vapour Deposition
DISUSUN
OLEH :
NAMA :
MOKH ALFAN NOVIANTO
NIM :
41615110026
FAKULTAS :
TEKNIK INDUSTRI
LATAR BELAKANG
Carbon Nanotube merupakan salah satu teknologi nano yang banyak digunakan dalam
berbagai ilmu pengetahuan diantaranya dalam bidang elektronik, bidang kimia dan lain – lain.
Penelitian ini dirancang dengan menggunakan sistem Catalytic Chemical Vapour Deposition (CCVD) untuk sintesis CNT dari gas asetilen dengan menggunakan katalis Co/Al2O3 dan katalis
Fe/Al2O3 dengan berat katalis 0,3 gram, suhu operasi 700oC, dan rasio laju alir gas N2 dan gas
Asetilen yaitu 1:1.
Teknologi nano merupakan hal baru dalam bidang ilmu pengetahuan dan teknologi.
Teknologi nano merupakan bentuk perpaduan material-material fungsional, dengan tujuan untuk mempermudah sistem-sistem dengan pengaturan skala
panjang nanometer (1-100 nm) beserta fenomena penyebarannya dengan skala tersebut. Nano berarti seper-satu milyar dari sesuatu.
Sebagai perbandingan 10 nm adalah 1000 kali lebih kecil dibandingkan dengan diameter dari rambut manusia.
Aplikasi Carbon Nanotube sudah banyak digunakan dalam berbagai bidang
ilmu pengetahuan diantaranya : Elektronik, (Sensor kimia-fisika, biosensor,
kapasitor, transistor, dll). Bidang Kimia (Elektroda, Penyimpan gas hidrogen,
baterai litium, membran separasi, katalis pembantu dan absorben).
HASIL DAN PEMBAHASAN
11. Sintesis Carbon Nanotube (CNT) dari
gas asetilin dengan Metode Catalytic Chemical Vapour Deposition (CCVD) Berbasis
Katalis Cobalt.
Sintesis CNT pada penelitian ini
menggunakan gas asetilin yang mempunyai ikatan karbon rangkap tiga sehingga
bisa dijadikan sebagai sumber karbon dan gas nitrogen sebagai inert yang
berguna untuk menghilagkan oksigen dalam stainless steel yang memungkinkan bisa
timbulnya reaksi oksidasi. Perbandingan gas asetilin dengan gas Nitrogen 1:1.
Hasil sintesis CNT dari gas
asetilin dengan metode CCVD berbasis catalis cobalt dengan komposisi 3% menghasilkan
berat CNT yang lebih banyak dibandingkan dengan katalis Co/Al2O3
dengan komposisi 3,5%. Hal ini disebabkan karena katalis dengan komposisi 3%
mempunyai jumlah surface area yang lebih besar sehingga lebih banyak mengikat
atom C dari gas asetilin yang digunakan sebagai sumber karbon.
2. Sintesis Carbon Nanotube (CNT) dari
gas asetilin dengan metode Catalytic Chemical Vapour Deposition (CCVD) Berbasis
Katalis Fe.
Hasil
Sintesis CNT dari gas asetilin dengan metode CCVD berbasis katalis Fe dengan Scanning
Electron Microscopy (SEM) dengan komposisi Fe/Al2O3 3%
dapat menghasilkan berat CNT 0,8 gram sedangkan dengan katalis Fe/Al2O3
komposisi 3,5% menghasilkan berat CNT 0,3 gram. Hal ini disebabkan karena
katalis dengan komposisi 3% mempunyai jumlah surface area yang besar sehingga
banyak mengikat atom C dari gas asetilin yang digunakan sebagai sumber carbon
dan CNT yang akan dihasilkan pada proses ini berbentuk tipe Multi-walled
Nanotube (MWNT).
3. Pengaruh Jenis Katalis dalam
Sintesis Carbon Nanotube (CNT) dari gas asetilin dengan Metode Catalytic
Chemical Vapour Deposition (CCVD).
Sintesis
Carbon Nanotube (CNT) dari gas asetilin dengan metode Catalytic Chemical Vapour
Deposition (CCVD) menggunakan dua jenis katalis yang berbeda yaitu Co/Al2O3
dan Fe/Al2O3 dengan berat yang sama sebesar 0,3
gram degnag perbandingan laju alir gas 1:1. Didapatkan berat produk CNT yang
dihasilkan dari katalis Fe/Al2O3 lebih banyak hal ini
karena katalis Fe yang digunakan dalam sintesis CNT mempunyai active sites yang
lebih besar dalam proses dekomposisi karbon serta katalis juga mempunyai
kecenderungan yang kuat untuk aglomerasi dengan atom lain (karbon) karena sifat
kemagnetannya.
Ukuran
partikel katalis sangat berpengaruh diameter karbon yang terbentuk dimana
diameter carbon nanotube yang terbentuk semakin membesar seiring dengan
penambahan konsentrasi cobalt.
Dalam
pembentukan carbon nanotube dengan metode CCVD,katalis memiliki peranan penting
diantaranya mengkatalisasi proses dehidrogenasi molekul Acetylen sehingga
menghasilkan ikatan yang terdiri dari atom C. Nano partikel Co dan Fe akan
berperan sebagai awal mula membentuk struktur tubular pada Carbon Nanotube.
4. Pengaruh Kalsinasi (dalam Proses
Pembuatan Katalis) dalam Sintesis Carbon Nanotube (CNT) dari gas asetilin
dengan Metode Catalytic Chemical Vapour Deposition (CCVD).
Sintesis
Carbon Nanotube (CNT) dari gas asetilin dengan metode Catalytic Chemical Vapour
Deposition (CCVD) menggunakan dua jenis katalis dengan perlakuan yang berbeda
selama pembuatan katalis yaitu Co/Al2O3 3% dan Fe/Al2O3
3% yang dikalsinasi dengan berat kalatis Co/Al2O3 3%
dan Fe/Al2O3 3% tanpa kalsinasi dengan berat katalis
sebesar 0,3 gram dengan perbandingan laju alir gas asetilin dan gas nitrogen
1:1.
Sintesis
CNT menggunakan katalis yang sudah dikalsinasi dan menggunakan katalis tanpa
dikalsinasi memberikan efek yang berbeda pada proses pertumbuhan CNT dengan
katalis yang tidak dikalsinasi tidak terbentuk CNT dan dengan katalis yang
sudah dikalsinasi.
Sintesis
CNT dengan menggunakan katalis yang sudah dikalsinasi akan terbentuk CNT dengan
struktur pipa-pipa tubular, Sedangkan sintesis dengan katalis yang tidak
dikalsinasi tidak dapat terbentuk CNT sama sekali. Dengan kalsinasi akan dapat
menghilangkan air yang terjebak dalam pori katalis. Katalis tanpa kalsinasi
yang berada dalam stainless stell pada temperatur 700oC hanya akan
terjadi proses sintering karena tidak adanya komponen aktif pada permukaan pori
katalis.
PELUANG
PENELITIAN SELANJUTNYA
Teknologi nano merupakan alat untuk mengontrol material-material yang
dibuat dalam ukuran atom dan molekul. Filamen-filamen
karbon dengan diameter yang sangat kecil (lebih kecil dari 10nm) dipersiapkan
pada tahun 1970.an sampai tahun 1980.an dengan mensintesis uap sehingga
menumbuhkan serat-serat karbon dengan dekomposisi hidrokarbon pada temperatur
yang tinggi dengan menambahkan katalis logam transisi dengan ukuran diameter
partikel <10nm (Kroto dkk 1985, dan Iijima 1991). Meskipun begitu tidak ada
yang bisa menjelaskan secara rinci sistematik dari filamen-filamen yang sangat
kecil seperti yang sudah ditemukan saat ini.
Dalam sintesis CNT
dengan berat katalis dan kondisi operasi yang sama, tetapi konsentrasi komponen
aktif pada katalis berbeda memberikan pengaruh terhadap diameter dan berat
produk CNT yang dihasilkan. Semakin besar konsentrasi komponen aktif katalis
maka diameter CNT yang dihasilkan semakin besar, dan semakin tinggi konsentrasi
komponen aktif pada katalis yang digunakan, semakin sedikit berat produk yang
dihasilkan.
Penggunaan katalis Co/Al2O3
dan Fe/Al2O3 memberikan pengaruh yang berbeda pada
sintesis Carbon Nanotube (CNT), dimana pada CNT yang menggunakan
katalis Fe/Al2O3 mempunyai diameter yang lebih besar dan
berat produk yang lebih banyak dibanding dengan CNT yang menggunakan katalis
Co/Al2O3.
Senin, 19 Oktober 2015
|
Artikel
Korosi Pada Logam Besi
DISUSUN
OLEH :
NAMA :
MOKH ALFAN NOVIANTO
NIM :
41615110026
FAKULTAS :
TEKNIK INDUSTRI
A. Pengertian Korosi atau Perkarataan
Korosi atau perkaratan logam merupakan proses
oksidasi sebuah logam dengan udara atau elektrolit lainnya, dimana udara atau
elektrolit akan mengami reduksi, sehingga proses korosi merupakan proses elektrokimia.
B. Proses
terjadinya karat
Korosi terjadi melalui reaksi redoks, di mana logam
mengalami oksidasi, sedangkan oksigen mengalami reduksi. Karat logam umumnya
berupa oksida atau karbonat. Karat pada besi berupa zat yang berwarna
cokelat-merah dengan rumus kimia Fe2O3·xH2O. Oksida besi (karat) dapat
mengelupas, sehingga secara bertahap permukaan yang baru terbuka itu mengalami
korosi. Berbeda dengan aluminium, hasil korosi berupa Al2O3 membentuk lapisan
yang melindungi lapisan logam dari korosi selanjutnya. Hal ini dapat
menerangkan mengapa panic dari besi lebih cepat rusak jika dibiarkan, sedangkan
panci dari aluminium lebih awet.
Korosi secara keseluruhan merupakan proses
elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi sebagai anode, di
mana besi mengalami oksidasi.
Fe(s) à Fe2+(aq) + 2e–
Elektron yang dibebaskan dalam oksidasi akan
mengalir ke bagian lain untuk mereduksi oksigen.
O2(g) + 2 H2O(l) + 4e–à 4 OH–(l)
Ion besi(II) yang terbentuk pada anode akan
teroksidasi membentuk besi(III) yang kemudian membentuk senyawa oksida
terhidrasi Fe2O3·xH2O yang disebut karat.
C. Penyebab
terjadinya karat
Berdasarkan pengetahuan tentang mekanisme korosi,
Kita dapat menyimpulkan faktor-faktor apa yang menyebabkan terbentuknya korosi
pada logam sehingga korosi dapat dihindari.
Percobaan
/ Praktikum Faktor-Faktor yang Dapat Menyebabkan Korosi
Tujuan
:
Menjelaskan faktor-faktor yang dapat menyebabkan
korosi.
Alat
:
Tabung reaksi
Paku
Amplas
Bahan
:
Air
CaCl2
Oli
NaCl 0,5%
Aseton
Langkah
Kerja :
Sediakan 5 buah tabung. Masing-masing diisi dengan
paku yang permukaannya sudah diampelas dan dibersihkan dengan aseton.
Tabung 1 diisi dengan sedikit air agar sebagian paku
terendam air dan sebagian lagi bersentuhan dengan udara.
Tabung 2 diisi dengan udara tanpa uap air
(tambahkan CaCl2 untuk menyerap uap air dari udara) dan tabung ditutup
rapat.
Tabung 3 diisi dengan air tanpa udara terlarut,
yaitu air yang sudah dididihkan dan tabung ditutup rapat.
Tabung 4 diisi dengan oli agar tidak ada udara
maupun uap air yang masuk.
Tabung 5 diisi dengan sedikit larutan NaCl 0,5%
(sebagian paku terendam larutan dan sebagian lagi bersentuhan dengan udara.
Amati perubahan yang terjadi pada paku setiap hari
selama 3 hari.
Pertanyaan
:
Bagaimana kondisi paku pada setiap tabung reaksi?
Pada tabung manakah paku berkarat dan tidak berkarat?
Setelah dibiarkan beberapa hari, logam besi (paku)
akan terkorosi yang dibuktikan oleh terbentuknya karat (karat adalah produk
dari peristiwa korosi).Korosi dapat terjadi jika ada udara (khususnya
gas O2) dan air. Jika hanya ada air atau gas O2 saja,
korosi tidak terjadi. Adanya garam terlarut dalam air akan mempercepat proses
korosi. Hal ini disebabkan dalam larutan garam terdapat ion-ion yang membantu
mempercepat hantaran ion-ion Fe2+ hasil oksidasi.
Kekerasan karat meningkat dengan cepat oleh adanya
garam sebab kelarutan garam meningkatkan daya hantar ion-ion oleh larutan
sehingga mempercepat proses korosi. Ion-ion klorida juga membentuk senyawa
kompleks yang stabil dengan ion Fe3+. Faktor ini cenderung meningkatkan
kelarutan besi sehingga dapat mempercepat korosi.
Kesimpulan
yang menyebabkan karat pada besi:
1. Kelembaban udara
2. Elektrolit
3. Zat terlarut pembentuk
asam (CO2, SO2)
4. Adanya O2
5. Lapisan pada permukaan
logam
6. Letak logam dalam
deret potensial reduksi
D. Persamaan
reaksi pembentukan karat
Pada daerah anodik (daerah permukaan yang
bersentuhan dengan air) terjadi pelarutan atom-atom besi disertai pelepasan
elektron membentuk ion Fe2+ yang larut dalam air.
Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e–(ANODE)
Elektron yang dilepaskan mengalir melalui besi,
sebagaimana elektron mengalir melalui rangkaian luar pada sel volta menuju
daerah katodik hingga terjadi reduksi gas oksigen dari udara:
O2(g) + 2H2O(g) + 2e– → 4OH–(aq)(KATODE)
Ion Fe2+ yang larut dalam tetesan air
bergerak menuju daerah katodik, sebagaimana ion-ion melewati jembatan garam
dalam sel volta dan bereaksi dengan
ion-ion OH– membentuk Fe(OH)2. Fe(OH)2 yang terbentuk
dioksidasi oleh oksigen membentuk karat.
Fe2+(aq) + 4OH–(aq) → Fe(OH)2(s)
2Fe(OH)2(s) + O2(g) → Fe2O3.nH2O(s)
Reaksi keseluruhan pada korosi besi adalah sebagai
berikut:
|
4Fe(s) + 3O2(g) + n H2O(l)
|
→
|
2Fe2O3.nH2O(s)
|
|
Karat
|
E. Oksidator
dan reduktor
Sejak dulu, para pakar kimia sudah mengetahui bahwa
oksigen dapat bereaksi dengan banyak unsur. Senyawa yang terbentuk dari hasil
reaksi dengan oksigen dinamakan oksidasehingga reaksi antara oksigen dan
suatu unsur dinamakanreaksi oksidasi.
P4(s) + 5O2(g) →2P2O5(g)
P4(s) + 5O2(g) →2P2O5(g)
Karat besi adalah senyawa yang terbentuk dari hasil
reaksi antara besi dan oksigen (besi oksida). Perkaratan besi merupakan salah
satu contoh dari reaksi oksidasi. Persamaan reaksi pembentukan oksida besi
dapat ditulis sebagai berikut.
4Fe(s) + 3O2(g) → 2Fe2O3(s)
Pada reaksi tersebut, besi mengalami oksidasi dengan
cara mengikat oksigen menjadi besi oksida. Kebalikan dari reaksi oksidasi
dinamakan reaksi reduksi. Pada reaksi reduksi terjadi pelepasan oksigen.
Besi oksida dapat direduksi dengan cara direaksikan dengan gas hidrogen,
persamaan reaksinya:
Fe2O3(s) + 3H2(g)→2Fe(s) + 3H2O(g)
Contoh:
C(s) + O2(g)→CO2(g) (reaksi oksidasi)
CO(g) + H2(g) →C(s) + H2O(g) (reaksi reduksi)
2SO2(g) + O2(g) →2SO3(g) (reaksi oksidasi)
CH4(g) + 2O2(g)→CO2(s) + 2H2O(g) (reaksi oksidasi).
F. Hasil
Analisis
Hasil analisis dari logam besi yang berubah menjadi
karat adalah Korosi atau perkaratan logam merupakan proses oksidasi sebuah
logam dengan udara atau elektrolit lainnya, dimana udara atau elektrolit akan
mengami reduksi, sehingga proses korosi merupakan proses elektrokimia,
dangan proses Korosi terjadi melalui reaksi
redoks, di mana logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen mengalami reduksi.
Penyebabnya antara
lain :
1. Kelembaban udara
2. Elektrolit
3. Zat terlarut pembentuk
asam (CO2, SO2)
4. Adanya O2
5. Lapisan pada permukaan
logam
6. Letak logam dalam
deret potensial reduksi
Untuk itu persamaan reaksi
pembentukan karatnya dapat dituliskan dengan :
Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e–(ANODE)
O2(g) + 2H2O(g) + 2e– → 4OH–(aq) (KATODE)
Reaksi keseluruhan pada korosi besi adalah sebagai
berikut :
|
4Fe(s) + 3O2(g) + n H2O(l)
|
→
|
2Fe2O3.nH2O(s)
|
|
Karat
|
||
Karat besi adalah senyawa yang terbentuk dari hasil
reaksi antara besi dan oksigen (besi oksida). Perkaratan besi merupakan salah
satu contoh dari reaksi oksidasi. Persamaan reaksi pembentukan oksida besi
dapat ditulis sebagai berikut.
4Fe(s) + 3O2(g) → 2Fe2O3(s)
Pada reaksi tersebut, besi mengalami oksidasi dengan
cara mengikat oksigen menjadi besi oksida. Kebalikan dari reaksi oksidasi
dinamakan reaksi reduksi. Pada reaksi reduksi terjadi pelepasan oksigen.
Besi oksida dapat direduksi dengan cara direaksikan dengan gas hidrogen,
persamaan reaksinya:
Fe2O3(s) + 3H2(g)→2Fe(s) + 3H2O(g).
G. Kesimpulan
Korosi atau perkaratan logam merupakan proses
oksidasi sebuah logam dengan udara atau elektrolit lainnya, dimana udara atau
elektrolit akan mengami reduksi, sehingga proses korosi merupakan proses
elektrokimia.
1. Proses
terjadinya perkaratan :
Korosi terjadi melalui reaksi redoks, di mana logam
mengalami oksidasi, sedangkan oksigen mengalami reduksi.
2. Penyebab
terjadinya karat :
1. Kelembaban udara
2. Elektrolit
3. Zat terlarut pembentuk asam
(CO2, SO2)
4. Adanya O2
5. Lapisan pada permukaan logam
6. Letak logam dalam deret potensial reduksi.
3. Persamaan
reaksi pembentukan karat :
Anode:Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e–
Katode: O2(g) + 2H2O(g) + 2e– → 4OH–(aq)
Katode: O2(g) + 2H2O(g) + 2e– → 4OH–(aq)
4. Oksidator
dan reduktor :
reaksi oksidasi, pada reaksi tersebut besi mengalami
oksidasi dengan cara mengikat oksigen menjadi besi oksida. Kebalikan dari
reaksi oksidasi dinamakan reaksi
Pada reaksi reduksi terjadi pelepasan oksigen.
Minggu, 18 Oktober 2015
Langganan:
Postingan (Atom)