Life Note's Hafidz Husni

Minggu, 27 Februari 2011

Pengeecoran

PENDAHULUAN

Coran dibuat dari logam yang dicairkan, dituang kedalam cetakan, kemudian dibiarkan dingin dan membeku. Sejarah pegecoran dimulai ketika orang mengetahui bagaimana mencairkan logam dan memasukan kedalam cetakan. Hal itu terjadi kira-kira tahun 4.000 sebelum masehi.
Awal penggunaan logam adalah ketika orang membuat perhiasan dari emas dan perak tempaan, dan kemudian membuat senjata atau mata bajak dengan menempa tembaga, hal itu karena dimungkinkan karena logam-logam ini ditemukan di alam dalam keadaan murni, sehingga dengan mudah orang-orang dapat menempanya. Pengecoran perunggu pertama dilakukan di Mesopotamia kemudian berkembang ke Asia Tenggara, India, dan Cina. Proses pengecoran ini dilakukan dengan cara menuang logam cair kedalam rongga yang terbuat dari batu. Bahan batu tersebut adalah pasir, batu gamping dan tanah liat untuk menguatkannya.
Cetakan biasanya dibuat dengan cara memadatkan pasir. Pasir yang biasa digunakan adalah pasir alam atau pasir buatan yang mengandung kadar lempung. Cetakan pasir mudah dibuat dan tidak mahal harganya asalkan memakai pasir yang cocok. Pasir cetak yang baik harus memiliki sifat-sifat tertentu yang memenuhi persyaratan diantaranya adalah permeabilitas. Pengujian permeabilitas dilakukan untuk mengetahui kemampuan aliran udara atau gas saat proses penuangan logam cair.
Pengecoran merupakan salah satu cara pembentukan logam banyak digunakan orang. Kebutuhan akan teknik pengecoran ini meningkat seiring dengan banyak permintaan logam yang dibutuhkan masyarakat. Pembangunan di bidang industri misalnya, dalam memenuhi kebutuhan akan mesin-mesin produksi yang sebagian besar terbuat dari logam semakin hari semakin bertambah. Untuk membuat coran dilakukan proses-proses seperti pencairan logam, membuat cetakan, menuang, membongkar dan membersihkan cetakan. Proses mencairkan logam dilakukan dalam berbagai macam tanur seperti tanur induksi frekwensi rendah yang digunakan untuk besi cor, tanur busur listrik yang digunakan untuk baja coran dan tanur krus untuk tembaga dan logam paduan ringan lainnya. Dalam proses pengecoran banyak variabel yang menentukan produk coran maka dibutuhkan kehati-hatian dalam proses ini, baik dalam mendesain bentuk cetakan, pembuatan cetakan, penuangan dan pembersihan cetakan.
Oleh karena itu penting sekali untuk mengenal dan memahami teknik-teknik dari pengecoran. Maka, perlu diadakan praktikum untuk mengenalkan teknik pengecoran pada aplikasinya.
TINJAUAN PUSTAKA
Awal penggunaan logam oleh orang ialah ketika orang membuat perhiasan dari emas atau perak tempaan, dan kemudian membuat senjata atau mata bajak dengan menempa baja,. Hal itu dimungkinkan karena logam-logam ini terdapat di alam dalam keadaan murni, sehingga dengan mudah orang dapat menempanya. Kemudian secara kebetulan orang menemukan tembaga mencair, selanjutnya mengetahui cara untuk menuangkan logam cair ke dalam cetakan. Dengan demikian untuk pertama kalinya orang dapat membuat coran yang berbentuk rumit, seperti perabot rumah tangga atau perhiasan.
Produk yang dihasilkan pada waktu itu adalah meriam, peluru meriam, tungku, pipa, dan lain-lain. Cara pengecoran pada zaman itu adalah menuangkan secara langsung logam cair yang didapat dari bijih besi ke dalam cetakan. Jadi tidak dengan jalan mencairkan kembali besi kasar seperti yang kita lakukan sekarang ini. Kokas ditemukan di Inggris pada abad 18, yang kemudian di Perancis diusahakan agar kokas tersebut dapat dipakai untuk mencairkan kembali besi kasar dalam tanur kecil dalam usaha membuat coran. Kemudian tanur yang serupa dengan tanur kupola yang ada sekarang, di buat Inggris, dengan cara mencairkan besi kasar yang dilakukan kira-kira sama dengan cara yang dilakukan orang sekarang.

2.2 Pengertian Pengecoran
Pengecoran adalah sebagian dari proses pembentukan logam melalui fasa cair dengan menggunkaan cetakan (mould), adapun proses pengecoran meliputi pembuatan cetakan, proses peleburan logam, penuangan logam cair kedalam cetakan, dan pembersihan coran serta daur ulang pasir cetak.
Produk dari pengecoran biasa disebut dengan coran atau benda cor. Pengecoran juga dapat diistilahkan denagan foundry, namun kata foundry mempunyai artian yang lebih luas, yaitu segala macam yang berhubungan dengan pengecoran. Menurut definisinya pengecoran adalah menuangkan cairan logam kedalam suatu cetakan yang berongga kemudian dibiarkan dingin dan membeku mengikuti bentuk cetakan.

2.3 Membuat Coran
Pada saat membuat coran harus dilakukan proses-proses seperti : pencairan logam, membuat cetakan, menuang, membongkar dan membersihkan coran.Untuk mencairkan logam bermacam-macam tanur dipakai, umumnya kupola atau tanur induksi frekuensi rendah dipergunakan untuk besi cor, tanur busur listrik atau tanur induksi frekuensi tinggi dipergunakan untuk baja cor dan tanur krus untuk paduan tembaga atau coran paduan ringan, karena tanur-tanur ini dapat memberikan logam cair yang baik dan sangat ekonomis untuk logam-logam tersebut.

Bahan baku Tungku Ladel

Sistem pengolahan Mesin Pembuat Penuangan
pasir cetakan

Pasir Rangka cetak
Pembongkaran

Pembersihan

Pemeriksaan
Gambar 1. Aliran Proses Pembuatan Coran.

Di bawah ini akan dijelaskan macam-macam dari pengecoran, yaitu sebagai berikut :
1. Pengecoran cetak adalah satu cara pengecoran dimana logam cair ditekan ke dalam cetakan logam dengan tekanan tinggi, coran tipis dapat dibuat dengan cara ini.
2. Pengecoran tekanan rendah adalah satu cara pengecoran dimana diberikan tekanan yang sedikit lebih tinggi dari tekanan atmosfir pada permukaan logam dalam tanur, tekanan ini mengakibatkan mengalirnya logam cair ke atas melalui pipa ke dalam cetakan.
3. Pengecoran sentrifugal adalah suatu cara pengecoran dimana cetakan diputar dan logam cair dituangkan ke dalamnya, sehingga logam cair tertekan oleh gaya sentrifugal dan kemudian membeku. Coran berbentuk pipa dapat dibuat dengan jalan tersebut.
Pada saat setelah penuangan, coran dikeluarkan dari cetakan dan dibersihkan, bagian-bagian yang tidak perlu dibuang dari coran. Kemudian coran diselesaikan dan dibersihkan dengan disemprot mimis atau semacamnya agar memberikan rupa dan kerusakan, dan akhirnya dilakukan pemeriksaan dimensi.
Oleh karena itu untuk membuat coran yang baik, perencana dan pembuat coran perlu mengerti mengenai pengecoran. Bahan-bahan untuk pengecoran yang biasa digunakan yaitu coran besi cor, coran baja, coran paduan tembaga, coran logam ringan, dan coran paduan lain.

2.4 Pola
Hal pertama yang harus dilakukan pada pembuatan pola adalah mendeskripsikan gambar perencanaan produk menjadi gambar untuk pengecoran, sehingga pola dapat memenuhi beberapa ketentuan-ketentuan, antara lain:
1. Pola harus mudah dikeluarkan
2. Penempatan Inti harus mudah
3. Sistim saluran harus dibuat sempurna untuk mendapatkan aliran logam
cair yang optimum
4. Kemiringan Pola
Setiap pola yang akan dibuat harus memiliki kemiringan tertentu yang bertujuan untuk memudahkan pencabutan pola dari cetakannya sehingga tidak mengalami kerusakan. Kemiringan setiap pola tergantung pada tinggi rendahnya ukuran pola tersebut, yaitu:
a) Apabila ukuran dari suatu pola tinggi maka kemiringannya kecil.
b) Apabila ukuran dari suatu pola rendah maka kemiringannya besar.
5. Permesinan
Setelah dilakukan proses pengecoran, maka suatu produk coran akan dilanjutkan dengan proses permesinan. Oleh karena itu dalam hal pembuatan pola harus memperhatikan tambahan ukuran untuk perlakuan permesinan. Biasanya penambahan ukuran ini hanya diberikan pada bagian-bagian tetentu yang akan dilakukan proses permesinan. Penentuan ketebalan ini berbeda-beda, tergantung pada bahan, ukuran, serta keadaan pekerjaan mekanik.
6. Penyusutan Pola
Pada pembuatan setiap pola harus diketahui dahulu material apa yang akan digunakan untuk pembuatan produk corannya contohnya: Alumunium, besi, baja, kuningan, tembaga dan lain-lain, karena hal ini akan mempengaruhi faktor penyusutan ketika proses pembekuan dan pendinginan logam. Besarnya penyusutan sering tidak homogen, hal ini tergantung pada bahan coran, bentuk, tempat, tebal coran ataupun ukuran dan kekuatan inti.
2.4.1 Jenis Pola
Pola mempunyai berbagai macam bentuk antara lain adalah :
1. Pola pejal
Pola pejal adalah pola yang biasa dipakai yang bentuknya hampir
serupa dengan bentuk coran.
2. Pola Pelat Pasangan
Pola ini merupakan pelat dimana pada kedua belahnya ditempelkan pola demikian juga saluran turun, saluran masuk, dan penambah. Pla ini cocok sekali untuk masa produksi dari coran kecil. Pola biasanya dibuat dari logam atau plastik.
3. Pola Pelat Kup dan Drag
Dalam hal ini pola kayu, logam atau plastik dilekatkan pada dua pelat demikian juga saluran turun pengalir, saluran masuk, dan penambah. Pelat tersebut adalah pelat kup dan pelat drag. Kedua pelat dijamin oleh pena-pena agar bagian atas dan bawah dari coran menjadi cocok. Pola semacam ini dipakai untuk meningkatkan produksi.
4. Pola Cetakan Sapuan
Dalam hal ini bentuk dari coran silinder atau bentuk benda putar. Alat ini dibuat dari pelat dengan sebuah penggeret dan pemutar pada tengahnya. Pembuatan cetakan dilakukan dengan memutar penggeret disekeliling pemutar.
5. Pola Penggeret dan Penuntun
Ini dipergunakan untuk pipa lurus atau pipa lengkung yang penampangnya tidak berubah. Penuntun dibuat dari kayu, dan pembuatan cetakan dilakukan dengan menggerakkan penggeret sepanjang penuntun. Harga pola ini tidak mahal, tetapi pembuatan cetakannya membutuhkan waktu dua atau tiga kali waktu yang diperlukanuntuk pembuatan cetakan biasa dengan pola tunggal.
6. Pola Penggeret Berputar dengan Rangka Cetak
Ini suatu kasus dimana bagian pola dapat diputar secara konsentris. Kedua ujung dari penggeret mempunyai poros. Pembuatan cetakan dilakukan dengan mengayunkan penggeret sekeliling porosnya.
2.4.2 Bahan Pola
Adapun syarat-syarat kayu yang dapat digunakan dalam pembentukan pola
antara lain:
1. Kayu dalam kondisi kering (agar tidak terjadi pelentingan).
2. Mempunyai serat-serat yang halus.
3. Tidak nudah retak atau pecah akibat pengerjaan.
4. Mudah dikerjakan tangan ataupun mesin.

2.5 Pembuatan Cetakan Pasir
Pasir cetak merupakan suatu bahan yang memiliki sifat-sifat tertentu yang dapat digunakan sebagai cetakan, sehingga tidak semua pasir dapat dijadikan pasir cetak. Dapat dikatakan bahwa coran yang baik dihasilkan dari logam yang sesuai dan dituang ke dalam cetakan yang baik, yang terbuat dari pasir cetak yang baik pula. Sifat-sifat pasir cetak yang baik adalah:
1. Permeabilitas yang cukup baik untuk melewatkan dengan cepat gas yang terjadi pada saat logam cair dituang ke dalam cetakan.
2. Kekuatan yang cukup baik untuk menahan tekanan pada saat logam cair dituang ke dalam cetakan.
3. Mampu cetaknya baik.
4. Mampu padatnya baik.
5. Dapat digunakan ulang untuk cetakan.
6. Mampu ambruk setelah penuangannya baik.
7. Tidak menimbulkan polusi.
8. Harganya murah.
Ada beberapa jenis cetakan yaitu antara lain :
1. Cetakan pasir basah (green sand moulds)
2. Cetakan pasir muka kering (skin dried moulds).
3. Cetakan pasir kering (dry sand moulds).
4. Cetakan semen (cemen process moulds).
5. Cetakan pasir proses CO2 (CO2 process moulds).
6. Cetakan pasir kulit kerang (croning/shell process moulds)

2.6 Peleburan
Secara konstruksi, tanur ini lebih sederhana dari tanur induksi frekuensi menengah, karena tidak diperlukan peralatan perubah frekuensi. Frekuensi yang digunakan adalah 50 Hz (frekuensi jaringan listrik). Frekuensi yang rendah mengakibatkan gejolak pada cairan di dalam tanur, tetapi tidak mampu melebur bahan baku yang berukuran kecil. Oleh karena itu pada tanur ini harus selalu ditinggalkan cairan paling sediit ¼ dari isi tanur saat penuangan bila tanur akan dioperasikan kembali.

Gambar 2. Tanur Induksi (kiri) dan Tanur Induksi Saluran (kanan).

2.7 Penuangan
Proses penuangan ini merupakan proses penting dalam pengecoran walaupun berlangsung dalam waktu yang pendek saja. Kecerobohan yang dilakukan dapat membahayakan keselamatan pekerja dan selalu berakibat rusaknya benda tuangan. Untuk menjamin hasil yang baik pada pekerjaan ini, maka digunakan ladel penuangan yang memenuhi syarat-syarat teknis maupun keselamatan kerja. Ladel ini harus digunakan untuk membawa logam cair dari tanur ke cetakan dan menuangkannya dengan aman.
Ladel penuang terbuat dari pelat baja yang bagian dalamnya dilapisi dengan tanah liat, pasir cetak ataupun bahan tahan api lain dan dikeringkan dengan baik. Ladel yang lembab sama sekali tidak berguna, karena pada saat diisi akan menimbulkan uap air yang bercampur dengan cairan. Hal ini akan menyebabkan timbulnya gas pada tuangan. Disamping itu bahaya yang lebih besar timbul karena pecahnya lapisan pelindung menyebabkan cairan tumpah.
Beberapa hal yang harus diperhatikan pada saat penuangan :
1. Menahan terak
Terak akan mengambang dipermukaan cairan dan diusahakan tidak turut tertuang pada cetakan, oleh karena itu terak ini sesaat sebelum penuangan disingkirkan dengan bantuan batang penyingkir. Batang penyingkir harus kering dan dipanaskan terlebih dahulu, jika tidak maka akan terjadi uap air atau bahkan ledakan yang cukup berbahaya. Cara lain yang dilakukan pada ladel kecil yaitu dengan menaburkan pengikat terak pada permukaan cairan sampai terak menjadi suatu lapisan pada permukaan cairan dan tertinggal di dalam ladel pada saat penuangan. Pengikat terak tersebut adalah sekam maupun bahan industri (slag remover).
2. Posisi Ladel
Posisi ladel harus serendah dan sedekat mungkin dengan cawan tuang, hal ini bertujuan untuk mengurangi oksidasi, menghindari pusaran, dan erosi.
3. Penuangan
Cara penuangan terdiri dari 3 macam, yaitu : penuangan radial, tangensial, dan sentral. Dari ketiganya hanya cara penuangan radial yang dibenarkan, karena dengan cara ini pusaran maupun aliran yang kacau dapat dikurangi. Dalam hal ini bentuk cawan tuang sangat mempengaruhi penuangan.
4. Waktu penuangan
Waktu penuangan ini dapat dihitung dengan tepat. Faktor-faktor yang mempengaruhi perhitungan ini adalah tinggi penuangan, luas penampang saluran masuk, dan volume tuangan. Maka tugas penuang cetakan di sini hanyalah menuangkan cairan ke dalam cetakan pada ketinggian yang sesuai dengan yang dianjurkan.

2.8 Proses Pembersihan
Pekerjaan pembersihan adalah pekerjaan lanjut dari pengecoran untuk membebaskan hasil tuangan (coran) dari pasir cetakan, sistem penuangan, dan penambah, sirip tuangan dan bagian lain yang tidak dikehendaki. Proses ini meliputi pembongkaran, penyemprotan, dan penyelesaian.
1. Pembongkaran
Pembongkaran adalah pekerjaan pembebasan tuangan dari cetakannya terutama pasir cetak.

a) Penggetar tempel
Penggetar tempel menggantikan cara lama di mana dalam membebaskan tuangan dari pasir cetak dilakukan dengan pemukulan pada rangka cetaknya. Penggetar hanya sekedar ditempelkan pada rangka cetak kemudian bergetar secara elektris, maupun secara hidrolis. Karena getaran ini, pasir akan rontok. Penggetar ini hanya digunakan untuk pasir dengan pengikat bentonit.

Gambar 3. Penggetar Tempel.
b) Meja penggetar
Meja penggetar bekerja lebih praktis dari pada penggetar tempel, dimana cetakan hanya diatasnya dan digetarkan. Pasir akan rontok, menembus lubang pada lantai penggetar dan dengan ban berjalan dikirim kembali ke mesin pendaur ulang

Gambar 4. Meja Penggetar.

Minggu, 20 Februari 2011

Tugas ekonomi teknik

Usaha : pembuatan PANCI

Diketahui : INVESTASI AWAL
Peralatan, bahan baku, sewa tempat 75.000.000

PENGELUARAN BULANAN
Gaji karyawan tiap 1 set 3.500
Jumlah produk per hari per karyawan 10 set
Gaji karyawan sebulan 1.050.000
Total gaji 4 karyawan 4.200.000
Harga bahan baku per kg 8.700
Jumlah bahan baku 5-6 ton per bulan
Total bahan baku per bulan 50.000.000
Total PENGELUARAN BULANAN 54.200.000

PENGHASILAN BULANAN
Harga per set 50.000
Jumlah produk per bulan 1200
Total penjualan per bulan 60.000.000

LABA BERSIH 5.800.000

n 1 bulan

Ditanya : a. Jangka waktu balik modal?
b. Berapakah ROR dari bisnis ini?

Jawab Month
0 75.000.000 - -75.000.000
1 54.200.000 60.000.000 5.800.000 -92%
2 54.200.000 60.000.000 5.800.000 #NUM! -68%
3 54.200.000 60.000.000 5.800.000 #NUM! -48%
4 54.200.000 60.000.000 5.800.000 -34,64%
5 54.200.000 60.000.000 5.800.000 -25,12%
6 54.200.000 60.000.000 5.800.000 -18,33%
7 54.200.000 60.000.000 5.800.000 -13,35%
8 54.200.000 60.000.000 5.800.000 -9,59%
9 54.200.000 60.000.000 5.800.000 -6,69%
10 54.200.000 60.000.000 5.800.000 -4,42%
11 54.200.000 60.000.000 5.800.000 -2,60%
12 54.200.000 60.000.000 5.800.000 -1,13%
13 54.200.000 60.000.000 5.800.000 0,08%
14 54.200.000 60.000.000 5.800.000 1,08%
15 54.200.000 60.000.000 5.800.000 1,92%
16 54.200.000 60.000.000 5.800.000 2,62%
17 54.200.000 60.000.000 5.800.000 3,22%
18 54.200.000 60.000.000 5.800.000 3,74%
19 54.200.000 60.000.000 5.800.000 4,18%
20 54.200.000 60.000.000 5.800.000 4,57%
21 54.200.000 60.000.000 5.800.000 4,90%
22 54.200.000 60.000.000 5.800.000 5,20%
23 54.200.000 60.000.000 5.800.000 5,45%
24 54.200.000 60.000.000 5.800.000 5,68%

a. Jangka waktu usaha sampai balik modal : 12-13 bulan
b. ROR saat balik modal 0,08% 69.600.000
ROR per bulan 5,68%
ROR per tahun 68%

0 -170.000.000
1 66.000.000
2 66.000.000
3 66.000.000
4 21.000.000
13%

Kamis, 17 Februari 2011

Tugas Reduksi Bijih Besi

PRODUKTIVITAS TANUR TINGGI

1.1 PENDAHULUAN
Gambar di bawah ini menjelaskan tentang proses tanur tinggi secara umum.

Gambar 1. Proses pada tanur tinggi
Terdapat beberapa faktor yang menentukan produktifitas tanur tinggi agar jauh lebih efesien. Faktor – faktor tersebut akan dibahas pada halaman selanjutnya, sedangkan gambar di bawah ini menerangkan tentang reaksi yang terjadi pada tanur tinggi baik reduksi secara langsung ataupun tidak langsung.

Gambar 2. Reaksi – reaksi yang terjadi pada tanur tinggi

Perkembangan teknologi tanur tinggi antara tahun 1860 dan 1960 secara perlahan tapi pasti. Selama periode ini diameter yang digunakan meningkat dari 1 meter menjadi 8 atau 9 meter dengan produksi dari 25 – 150 THM menjadi 1500 – 2000 THM tiap harinya secara berturut-turut. Terkait dengan hal itu pada tahun 1960an terjadi ekspansi dalam bidang teknologi yang berkembang dengan cepat mengenai diameter tanur tinggi menjadi dua kali lipatnya dan peningkatan produksi menjadi lima kali lipat. Sekarang ini khususnya di Jepang, tanur dengan diameter 14 – 15 meter dapat memproduksi 10000 – 12000 THM per hari.
Karena peningkatan diameter, tentunya terjadi peningkatan tinggi dan volume. Karena pertumbuhan dibatasi oleh kekuatan mekanik dari besi, diimbangi dengan kokas, kapasitas tanur tinggi meningkat ke samping daripada ke atas untuk meningkatkan volume supaya pemanasan dan reduksi berlangsung dengan efisien. Kinerja volume meningkat, pada tahun 1960 dari 64 m3 memproduksi 25 THM per hari menjadi 5000 m3 memproduksi 13000 THM per hari pada tahun 1975, dan direncanakan untuk kedepannya sekitar 5500 m3 dengan laju kapasitas 14000 THM per hari.
Secara teoritis gambaran tingginya produktivitas mungkin tidak mengherankan terkait dengan meningkatnya volume tanur tinggi misalnya semakin tinggi pemasukan oksigen akan semakin banyak kokas yang terbakar, oleh karena itu produktivitasnya semakin bertambah.
Produktivitas bergantung pada banyaknya jumlah karbon yang terbakar pada tiap unit di tuyers dan tuyer karbon dikonsumsi untuk memproduksi besi kasar. Dengan kata lain, produktivitas adalah fungsi dari gas pada saat reaksi tuyers berlangsung dan dibutuhkan untuk memproduksi besi kasar. Banyaknya kokas biasanya disebut dengan jumlah kokas atau laju pembakaran kokas atau laju dorong per hari. Pengkonsumsian kokas untuk tiap unit besi kasar diistilahkan sebagai laju konsumsi kokas atau mudahnya disebut laju kokas dalam kilogram atau tonase per THM. Laju produktivitas dikenal juga sebagai laju pelelehan atau keluaran yang didenotasikan seperti
P = Q/K …………….. (1)
Dimana,
P= Produktivitas, THM per hari
Q= Pembakaran kokas, Tonase per hari
K= Konsumsi kokas, Tonase per THM

Dari persamaan 1, dapat disimpulkan bahwa apabila produktivitas meningkat sejalan dengan meningkatnya pembakaran kokas dan berbanding terbalik dengan pengkonsumsian kokas. Laju Produksi P dapat ditentukan dengan cara
P (THM / hari) = … (2)
Karena saat ini setiap hari jumlah pembakaran kokas digantikan oleh pembakaran hydrogen, produktivitas dapat digambarkan seperti dibawah ini
P = …… (3)

read more

Tugas Pirometalurgi

TEKNIK PENGOLAHAN TEMBAGA

Tembaga atau Cupper berlambang unsur Cu berasal dari bahasa yunani Kypros atau Siprus berarti merah. Tembaga adalah salah satu dari dua logam dibumi selain emas yang berwarna merah atau kekuningan, mempunyai nomor Atom 29 dengan kepadatan 8, 92g/ cm3 . Tembaga murni mencair pada suhu 1083° C dan akan menjadi uap atau mendidih pada suhu 2567° C pada tekanan normal.
Dalam Sistim Periodik Unsur masuk di golongan IB, satu golongan dengan perak dan emas yang berarti bahwa tembaga adalah salah satu dari logam mulia, itu karena tingkat kereaktifannya yang rendah.

• Sifat-sifat tembaga antara lain:

1. Kuat dan Ulet
2. Dapat ditempa
3. Tahan Korosi
4. Penghantar listrik dan panas yang baik
5. Logam yang kurang aktif

Bijih tembaga yang terpenting adalah berupa sulfida seperti kalkosit dan kalkopirit. Penambangan tembaga di Indonesia terdapat di Papua ( irja) , Sulut, Jabar dan beberapa daerah lain di Indonesia.

• Penggunaan Tembaga

1. Untuk kawat listrik
2. Untuk membuat logam paduan
Seperti:
• Kupronikel, terdiri dari 75% Cu dan Ni 25% , untuk membuat koin.
• Duralium, terdiri dari Al 96% dan Cu 4% , untuk komponen pesawat.
• Kuningan, terdiri dari Cu 70% dan Zn 30% , untuk alat musik dan berbagai aksesoris.
• Perunggu, terdiri dari Cu 95% dan Sn 5% , untuk membuat patung dan ornament

Tembaga ( II) sulfat, CuSO4.5H2O yang dikenal dengan nama terusi atau blue vitriol digunakan sebagai fungisida, misalnya pada kolam renang. Kegunaan lain adalah pada pemurnian tembaga dan penyepuhan dengan tembaga.

Tembaga di alam terdapat sebagai:

• Sulfida, seperti chalcopite, bronit, chalcocite, covelite.
• Oksida, seperti cuprite, ferronite

Untuk pengolahan mineral tembaga menjadi tembaga batang dikenal 2 macan cara, yaitu:

A. Phyrometalurgi

Adalah suatu proses pengolahan mineral dengan dasar panas. Inti dari proses ini adalah pengolahan tembaga dengan melalui suatu proses yang bertujuan untuk mengubah pengotor senyawa Sulfida menjadi Oksida atau disebut dengan proses Roasting

CuFeS2+ 9O2 menjadi 2Cu2S+ 2Fe2O3+ 6SO2

Pada persamaan kimia diatas menunjukan bahwa proses Roasting bertujuan untuk mengubah Besi Sulfida menjadi Besi Oksida sedangkan Tembaga tetap Sulfida. Diubahnya besi sulfida menjadi besi oksida adalah agar pada proses selanjutnya yaitu smelting atau peleburan, tembaga sulfida akan mencair meninggalkan besi oksida yang bertitik cair lebih tinggi dan akan ditinggalkan sebagai terak pengotor, sedangkan tembaga yang telah mencair akan turun kebawah karena berat jenis tembaga yang lebih tinggi dari besi oksida. Adapun urutan prosesnya sebagai berikut:

1. Bijih tembaga dihaluskan dengan alat peremuk batuan
2. Bijih dicampur air sehingga terbentuk slurry
3. Slurry dimasukkan ke tangki sel flotasi dengan tujuan pemisahan dari mineral pengotor
4. Diperoleh konsentrat Cu dalam bentuk Cu dengan kadar tinggi
5. Diproses lanjut dalam pabrik pengawa-airan ( dewatering plant) untuk menghilangkan air dengan:
• Penyaring putar
• Pengeringan sampai di dapat konsentrat Cu yang kering
6. Roasting atau pemanggangan bertujuan untuk proses reduksi pengotor
7. Ekstraksi tembaga murni dari konsentrat tembaga dengan dengan:
• Prometalurgi
• Elektrolisis ( dengan arus listrik)

Namun seiring dengan kemajuan teknologi, proses Phyrometalurgi sudah tidak diterapkan untuk pengolahan tembaga, karena kemudian diketahui ada suatu proses yang lebih ekonomis untuk pengolahan tembaga yaitu hidrometalurgi. Phyrometalurgi tetap digunakan tetapi dipakai pada pengolahan-pengolahan mineral lain seperti nikel, manganese, chrom dll.

B. Hidrometalurgi

Hidrometalurgi adalah suatu proses pengolahan tembaga dari batuan alam dengan berdasar pada air sebagai pengolahnya, namun maksud air adalah bukan air biasa melainkan air yang telah dicampur dengan suatu asam tertentu sebagai reduktor. Hidrometalurgi dipakai karena keuntungan-keuntungannya antara lain :

o Biaya pengolahan yang rendah
o Recovery yang tinggi
o Proses pengolahan relatif mudah
o Investasi alat yang rendah sehingga memungkinkan percepatan BEP
o Proses pengolahan yang relatif lebih singkat

Pada proses ini dipakai suatu asam sebagai reduktor yaitu asam sulfat ( H2SO4) yang mudah didapatkan dan rendah biaya pengolahan. Dipakainya asam sulfat sebagai pereduktor adalah bertujuan untuk membentuk tembaga sulfat ( CuSO4.5H2O) . Tembaga adalah suatu unsur yang sangat mudah membentuk sulfida. Maka dari itu asam sulfat dipakai sebagai pilihan. Adapun prosesnya adalah sebagai berikut :

o Mula-mula batuan tembaga dihancurkan hingga menjadi halus sampai mess tertentu.
o Selanjutnya tempatkan pada suatu tabung yang terbuat dari bahan tahan asam ( plastik, fiber, dll) lalu ditambah air dengan ukuran tertentu.
o Kemudian tambahkan asam sulfat pekat sambil diaduk agar terbentuk larutan tembaga sulfat ( CuSO4.5H2O) .
o Setelah terbentuk larutan tembaga sulfat pindahkan pada suatu tabung elektrolisis yang bertujuan untuk mengambil ion tembaga dari larutan tembaga sulfat yang terbentuk pada proses pengasaman.
o Secara bertahap ambil tembaga yang menempel pada katoda, dan tembaga hasil dari katoda adalah tembaga murni.
o Selanjutnya tembaga hasil dari katoda siap untuk proses peleburan pada tungku peleburan tembaga yang mampu menghasilkan suhu 1300° C.

Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa pengolahan mineral tembaga untuk saat ini yang terbaik dan termurah dari biaya produksi adalah proses hidrometalurgi yang dilanjutkan dengan proses elektrolisa kemudian dilanjutkan dengan proses peleburan.
Maka dari itulah kami menyarankan proses hidrometalurgi dan elektrolisis yang akan kami terapkan pada teknologi pengolahan untuk batuan dari Indonesia karena proses ini sangat tepat diterapkan untuk jenis batuan dari Indonesia.

Senin, 28 Juni 2010

BTA

Tugas Bata Tahan Api
DISUSUN OLEH :
KELOMPOK 4

ALFINA
ARIF MAULANA
MUHAMMAD GANESHA
LINA ANDRIYANI
ANDRE OSMOND
YUSUF FERIANSYAH
ALI MISRI
ANANG REZA
HAFIDZ HUSNI
JUSEPA F.
MAMAK DEDI

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan khadirat Allah SWT karena atas berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas Bata Tahan Api ini. Tugas ini dibuat sebagai syarat pada mata kuliah Bata Tahan Api.
Penulisan tugas ini berdasarkan sumber yang telah ada, mulai dari buku hingga internet. Dalam tugas ini telah dipaparkan tentang Refractoriness Under Load.
Penulis menyadari dalam penulisan tugas ini masih terdapat kekurangan, penulis mengharapakan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan tugas ini dan semoga tugas ini bermanfaat bagi semua pihak.

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Pengertian Keramik
Keramik adalah bahan padat anorganik yang bukan logam. Contoh keramik : keramik cina, porselein, gelas, semen, refraktori (bata tahan api). Bahan keramik adalah bahan dasar penyusun kerak bumi seperti : Si02, Al2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O. Mullite (3Al2O3.2SiO2) dan gelas mempunyai sifat yang berbeda dari aslinya.

1.2 Kegunaan Keramik
Industri elektromagnetik, bahan-bahan mekanik, peralatan optik, barang-barang termal dan dalam bidang kedokteran untuk kebutuhan makhluk hidup dalam bidang implantasi tulang yang rusak atau bahan tambal gigi (biokeramik).

1.3 Karakteristik Refraktori
• Mikro-Struktur
• Texture
• Mechanical Property
• Thermal Property
• Chemical Property
• Workability

BAB II
PEMBAHASAN

SIFAT-SIFAT PENTING PADA REFRAKTORI ADALAH :
• Porositas
• Thermal and Electrical Conductivity
• Refractoriness
• Refractoriness Under Load
• Cold Strength
• Thermal Shock
• Slag Resistance
• Abrasion Resistance
• Thermal exspantion and volume change

Refraktori adalah suatu bahan yang mempunyai sifat yang dapat mempertahankan bentuknya pada temperatur tinggi, karena itu banyak digunakan sebagai pelapis tanur untuk proses-proses yang memperlukan temperatur tinggi. Dalam makalah ini hanya akan dibahas tentang Refractoriness Under Load (RUL). Pada Thermal Property, terdapat Refractoriness, Thermal Expansion, Thermal Conductivity, Specific Heat Capacity, Thermal Shock, Refractoriness Under Load, Creep dan Permanent Linier Change. Refractoriness merupakan sifat refraktori untuk dapat bertahan pada temperatur yang tinggi.
Yang termasuk material refraktori bila memiliki temperatur minimum 1580 C dan high refractory →1780 C
PCE (pyrometric cone equivalent value) →pemanasan dilakukan 1500 C / Jam (2,50 C / menit) dalam dapur.
Sedangkan Refractoriness Under Load (RUL) adalah kemampuan refraktori untuk tidak memuai dan retak saat dimasukkan muatan dan menentukan maksimal temperatur pemakaian refraktori dibawah kondisi beban tekan serta penting untuk mengetahui kondisi tekanan /beban tinggi. Pengujian pada RUL ini menggunakan Creep Test. Creep merupakan suatu mekanisme deformasi material dalam bentuk peregangan/ pemuluran yang disebabkan oleh tegangan yang statis (konstan) walaupun masih dibawah yield stress dan terjadi pada temperatur tinggi (minimal 40 % dari temperatur melting/ 0,4 Tm). Karena adanya RUL maka proses Creep timbul.
Di bawah ini ada beberapa pengujian refraktori :
• Refractoriness Under Load (RUL)
• Creep yang dikompresi (CIC)
• Modulus of rupture (HMOR)
• Refractoriness (PCE)
• Konduktivitas termal (TCT).
Khusus kekuatan-metode pengujian telah ditetapkan untuk keramik tahan api, yang sebagian besar dari komposisi heterogen. Refractoriness Under Load (RUL) dan Creep yang dikompresi (CIC) mengidentifikasi ketahanan deformasi sepotong tes di bawah beban didefinisikan dan suhu / faktor waktu. Modulus rupture pada suhu tinggi (HMOR) ditentukan dengan modulus panas tester pecah. Perilaku leleh heterogen keramik ini ditentukan secara tidak langsung melalui perbandingan dengan kerucut Seger yang disebut (emp - Pyrometric Cone Equivalent). Ini semua sesuai dengan instrumen dan standar aplikasi yang bersangkutan, misalnya ISO 1893, ISO 3187, ISO 5013, DIN EN 993-7/8/9/12, DIN 51048, DIN 51053, DIN 51063.

Refractoriness under load (rul) adalah ukuran perilaku deformasi produk keramik refraktori dikenakan beban konstan dan suhu meningkat. Rentang temperatur yang melembutkan terjadi tidak identik dengan kisaran leleh bahan baku murni, namun harus ditentukan dengan andal rul 421 untuk memeriksa penggunaan produk refraktori dalam aplikasi temperatur tinggi.

Creep di kompresi (CIC) mengacu persen penyusutan dari benda uji tahan api bawah beban konstan dan terkena suhu tinggi konstan selama jangka waktu yang panjang.

Modulus of rupture (MOR) merupakan variabel penting dalam karakterisasi bahan refraktori. Penentuan beban maksimum pada suhu tinggi adalah properti yang bersama dengan sifat thermophysical lain, merupakan parameter yang penting untuk pengendalian kualitas dan pengembangan lapisan dapur api. Modulus rupture didefinisikan sebagai tegangan maksimum benda uji segi empat dari dimensi tertentu dapat menahan dalam uji bending 3-point sampai pecah, dinyatakan dalam N/mm2 atau MPa.

Model HMOR 422 E / 4 digunakan untuk menguji potongan kecil tunggal uji sesuai dengan metode load 4-titik dengan jarak antara tepi dukungan dari 40 mm. Memasukkan benda uji ini disederhanakan oleh shell tungku split user-friendly (suhu maksimum 1450 ° C). Unit ini menggunakan sistem pengukuran diferensial seperti yang digunakan oleh rul / CIC 421 untuk penentuan akurat dari deformasi benda uji.
Karena heterogenitas komposisi dan struktur, keramik refraktori tidak menunjukkan titik lebur seragam. Refractoriness ini ditandai dengan penentuan optik setara kerucut pyrometric (menurut Seger), yaitu temperatur di mana ujung sebuah kerucut yang terbuat dari bahan sampel melunakkan ke titik yang menyentuh pelat dasar. Referensi kerucut dengan mapan kerucut pyrometric setara dengan interval suhu 10 ° C dan di atas (yang ditunjuk SK xxx xx atau ISO) bersama dengan kerucut uji terbuat dari bahan sampel dipanaskan dalam tungku yang sama, sehingga mungkin untuk membuat suhu penentuan akurat perbandingan untuk titik lembek bahan refraktori dalam waktu kira-kira. 20 ° C.

Konduktivitas termal dan difusivitas termal adalah parameter yang paling penting bagi thermophysical karakterisasi sifat termal transportasi bahan atau komponen. Metode panas-kawat adalah metode mutlak bagi penentuan langsung dari konduktivitas termal, berdasarkan pengukuran kenaikan suhu sumber panas linear / kawat panas (teknik cross-kawat) atau pada jarak tertentu dari sumber panas linear ( kawat paralel-teknik).

Kabel panas dan termokopel yang tertanam antara dua keping pengujian, yang membentuk majelis tes yang sebenarnya. Peningkatan suhu yang tergantung pada waktu setelah pemanasan arus diaktifkan adalah ukuran konduktivitas termal material yang sedang diuji.

BAB III
KESIMPULAN

Keramik adalah bahan padat anorganik yang bukan logam.
SIFAT-SIFAT PENTING PADA REFRAKTORI ADALAH :
• Porositas
• Thermal and Elictrical Conductivity
• Refractoriness
• Refractoriness Under Load
• Cold Strength
• Thermal Shock
• Slag Resistance
• Abrasion Resistance
• Thermal exspantion and volume change
Refractoriness Under Load (RUL) adalah kemampuan refraktori untuk tidak memuai dan retak saat dimasukkan muatan dan menentukan maksimal temperatur pemakaian refraktori dibawah kondisi beban tekan serta penting untuk mengetahui kondisi tekanan /beban tinggi.

Jumat, 18 Desember 2009

Kromatografi gas

MAKALAH KROMATOGRAFI

Oleh:

Hafidz Husni Saepudin/080234

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA

CILEGON

2009

Pendahuluan

Pemisahan komponen menjadi komponen-komponennya adalah penting dalam semua cabang ilmu kimia dan tidak lebih kurang halnya dalam banyak bidang yang lain, yang telah mempergunakan teknik-teknik kimia untuk memecahkan berbagai permasalahan yang luas. Dalam hubungan ini, arti kromatografi hamper tidak dilebih-lebihkan. Dengan cara kromatografik, pemisahan dalam banyak keadaan dilakukan lebih cepat dan efektif daripada sebelumnya dan banyak pemisahan secara rutin dapat berhasil yang kiranya tidak akan dapat diusahakan dengan teknik-teknik lain.

Pendobrakan-pendobrakan yang dilakukan dengan cara-cara kromatografik antara lain, dalam mendapatkan pengertian tentang strktur dan fungsi enzim dan protein-protein yang lain dalam bidang penelitian biologik. Penilaian pencemaran udara dan air, penentuan sisa-sisa pembasmi hama pada buah-buahan dan sayur-sayuran, pengenalan dan pengelompokan bakteri, pengawasan terhadap gas-gas pernafasan selama pembiusan, dan lain-lain. Dari semua studi demikian yang berdasarkan kromatografi akan merupakan daftar yang pasti berkepanjangan.

kromatografi gas digunakan untuk memisahkan senyawa kimia dalm campuran kimia. Cairan dan padatan yang dapat diubah menjadi keadaan gas, juga dapat dipisahkan dengan menggunakan metode ini. Bensin adalah contoh cairan yang bisa dipisahkan menjadi komponennya menggunakan kromatografi gas.

Definisi

Secara etimologi, Kromatografi berasal dari bahasa yunani yang berarti ‘warna’ dan ‘tulis’.

kromatografi gas (GC), merupakan jenis kromatografi yang digunakan dalam kimia organik untuk pemisahan dan analisis, Oleh karena itu, senyawa-senyawa kimia yang akan dipisahkan haruslah dalam bentuk gas pula. GC dapat digunakan untuk menguji kemurnian dari bahan tertentu, atau memisahkan berbagai komponen dari campuran. Kromatologi gas memisahkan suatu campuran berdasarkan kecepatan migrasinya di dalam fasa diam yang dibawa oleh fasa gerak. Sedangkan perbedaan migrasi ini disebabkan oleh adanya perbedaan interaksi diantara senyawa-senyawa kimia tersebut (di dalam campuran) dengan fasa diam dan fasa geraknya. Interaksi ini adalah adsorbsi, partisi, penukar ion dan jel permiasi.

Kromatografi gas ini banyak digunkan untuk senyawa-senyawa yang mudah dirubah ke dalam bentuk gas atau yang mempunyai titik didih rendah. Misalnya senyawa-senyawa monoterpen, diterpen, fraksi minyak bumi dan sebagainya. Yang penting senyawa tersebut mudah dirubah ke dalam bentuk gas dan tidak rusak selama dalam bentuk gasnya. Dalam beberapa situasi, GC dapat membantu dalam mengidentifikasi sebuah kompleks.

Menurut keulemans Kromatografi adalah suatu metode pemisahan fisik, dimana komponen-komponen yang dipisahkan di distribusikan di antara dua fasa, lapisan stasioner dan cairan yang merembes pada lapisan tersebut

Peralatan Dasar untuk GC

Gambar 1.1 Peralatan Dasar Kromatografi

Gas dalam silinder baja bertekanan tinggi dialirkan melalui kolom yang berisi fasa diam. Cuplikan yang berisi campuran yang akan dipisahkan disuntikkan ke dalam aliran gas tersebut. Kemudian cuplikan dbawa oleh gas ke dalm kolom dan dilam kolom terjadi proses pemsahan. Komponen-komponen campuran yang telah terpisahkan satu persatu meninggalkan kolom. Suatu detector diletakkan di ujung kolom untuk mendeteks jenis maupun jumlah tiap komponen dalam campran. Hasl pendektesian direkam dengan rekorder dan dinamakan kromatogram yang terdiri dari beberapa peak. Jumlah peak yang dihasilkan menyatakan jumlah senyawa yang terdapat dalam campuran.

Teori

Faktor Kapasitas

Faktor kapasitas merupakan suatu ukuran interaksi suatu senyawa dengan fasa diam

yang diformulasikan sebagai berikut:

K’ : faktor kapasitas

t_{r :} waktu retensi yaitu waktu yang diperlukan oleh suatu senyawa yangberinteraksi dengan fasa diam untuk meninggalkan kolom

t_{0 :} waktu yangdibutuhkan oleh senyawa ynag tidak berinterksi dengan fasa diam untuk meninggalkan kolom

Senyawa-senyawa yang mempunyai harga factor kapasitas tinggi menunjukan

senyawa tersebut berinteraksi dengan fasa diam secara kuat. Sebaliknya senyawa-senyawa

yang mempunyai harga factor kapasitas rendah menunjukan senyawa yang berinteraksi

secara lemah.

Selektivitas

Secara umum, selektivitas dapat diartikan sebagai ukuran keterpilihan yang diformulasikan sebagai berikut:

Α adalah selektivitas k’₁ dan k’₂ adalah masing-masing factor kapasitas senyawa 1 dan senyawa 2. Harga selektivitas dapat sama dengan satu atau lebih besar dari satu. Bila harga

α = 1 berarti senyawa 1 dan 2 keluar bersama-sama. Dengan kata lain senyawa 1 tidak dapat dipisahkan dari senyawa 2. Sebaliknya bila harga α > 1maka senyawa 1 keluar lebih cepat dari pada senyawa 2. Semakin besar harga α semakin baik proses pemisahannya.

Dalam kromatografi gas, persamaan 1.2 dapat dikembangkan lebih lanjut dengan mempertimbangkan sifat-sifat gas sehingga selektivitas dapat difomulasikankembali sebagai berikut:

Untuk fasa diam cair maka

[L]₁ menyatakan konsentras zat cair dan [G]₁ menyatakan konsentrasi gas sementara ; X1 menyatakan faksi mol, ns menyatakan solute dan Vl menyatakan volume fasa diam. Berdasarkan hokum gas PV = nRT maka ; n adalah jumlah mol, V adalah volume, P adalah tekanan, R tetapan gas, dan T suhu dalam derajat Kelvin. Berdasarkan Roult: P = γP^oX Dengan catatan P adalah tekanan parsial , γ adalah koefisien aktifitas, Po adalah tekanan uap murni, X adlah frksi mol maka selanjutnya

Berdasarkan uraian di atas maka persamaan 1.4 dapat dituliskan dengan cara lain sebagai berikut:

Dengan cara serupa data diperoleh

Dengan mendistribusikan persamaan 1.5 dan 1.6 ke dalam persamaan 1.3 maka dapat diperoleh formula selektivvitas dalam bntuk lain sebagai berikut :

Berdasarkan persamaan 1.57 terlihat bahwa selektivitas dipengaruhi oleh koefisien aktifitas (γ) dan tekanan uap (P^o). Koefisien aktifitas menggambarkan interaksi solute dengan fasa diam. Sedangkan tekanan uap berhubungan dengan suhu sehingga dalam prakteknyasuhu eksperimen dapat divariasikan untuk mendapatkan selektivitas yang tinggi. Jadi selektivitaspemisahan dengan kromatografi gas dapat dioptimalkandengan mengontrol fasa diam dan fasa suhu.

Efisiensi

Tingkat efisiensi pemisahan dengan kromatografi gas tercermin pada peak –peak kromatogram yang dihasilkan. Semakin lebar suatu peak kromatogram maka dapat dikatakan pemisahan semakin kurang efisien. Secara kuantitatif , efisiensi ini dapat dijelaskan dengan teori plat, bayangkanlah bahwa dalam proses kromatografi terjadi kesetimbangan distribusi diantara fasa gerak dan fasa diam ketika solute bergerak melalui kolom. Dengan kata lain, kromatografi merupakan proses ekstraksi yang berkesinambungan. Masih ingatkah proses ekstraksi? Semakin banyak proses ekstraksi dilakukan maka semakin sempurna pemisahan. Teori plat dapat diartikan bahwa sepanjang kolom terjadi proses ekstraksi sebanyak N kali. Perhitungan harga N didasarkanpadaa asumsi bahwa peak kromatogram berbentuk kurva Gaussian seperti terlihat pada gambar 1.2

$C:\Documents and Settings\Khairal Irhas\Local Settings\My Documents\My Pictures\j.bmp$ $C:\Documents and Settings\Khairal Irhas\Local Settings\My Documents\My Pictures\diagram.bmp$

$C:\Documents and Settings\Khairal Irhas\Local Settings\My Documents\My Pictures\j.bmp$

Gambar 1.2 kromatogram ideal bentuk Gaussian

Dengan mengukur waktu retensi dan lebar peak maka jumlah plat teoritik dapat dihitung dengan persamaan berikut:

Tr adalah waktu retensi dan σ adalah standar deviasi. Secara praktis, standar deviasi (σ) dapat diganti dengan lebar peak (w)

Efisiensi pemisahan dapat juga dinyatakan dalam bentuk parameter lain HETP (height equivalent teoritical plate) yang difomulasikan sebagai berikut:

L menyatakan panjang kolom . kebalikan dari harga N, semakn kecil harga HETPN semakin efisien. Oleh karena pemisahan terjadi di dalam kolom maka efisiensi pemisahan berarti menggambarkan baik atau jeleknya suatu kolom.

Efisiensi pemisahan erat hubungannya dengan mekanisme perjalanan solute –solut yang mempengaruhi efisiensi. Pertama, untuk keluar dari kolom solute-solut dapat mengambil, jalan atau celah yang berbeda di dalam fasa diam. Sebagian solut mengambil jalan terpendek dan sebagian solute mengambil jalan berbelok-belok sehingga sebagian solute sampai tujuan lebih cepat dari yang lain. Akibat perbedaan waktu kedatngan di detector menyebabkan peak kromatogram melebar atau kurang efisien. Mkanisme ini dinamakan difusi Eddy (Eddy diffusion). Kedua, solut-solut berkecenderungan untuk berdifusi ke segala arah. Semakin lama solute berada dalam kolom maka semakin besar pula kecenderungan berdifusi dan hal ini mengakibatkan melebarnya peak kromatogarm Mekanisme yang kedua ini dinamakan difusi longitudinal (longitudinal diffusion) . Difusi longitudinal terutama terjadi pada kromatografi gas karena difusi dalam gas 10⁴ lebih cepat dari pada dalam zat cair. Ketiga,sebagian solute berada dalam fasa gerak dan sebagian lafi berada dalam fasa diam. Bila fasa gerak mengalir secara cepat sementara solute tidak dapat keluar dari fasa diam secara cepat maka sebagian solute tertinggal saat mencapai detector . Hal ini mengakibatkan melebarnya peak kromatogram. Sekaligus membuat pemisahan tidak efisien. Mekanismeketiga ini dinamakan transfer masa (mass transfer).

Resolusi

Tujuan utama dari kromatografi adalah mendapatkan pemisahan yang sempurna. Derajat pemisahan (R_s) dalam kromatografi dinyatakan dengan istilah resolusi yang diformulasikan sebagai berikut:

Berdasarkan persamaan 1.10 terlihat bahwa resolusi dipengaruhi oleh tiga factor yaitu efisiensi (N), selektivitas (α), dan retensi (k’).

Segi-Segi Kromatologi Gas

Gas-Pembawa

Bermacam-macam gas telah digunakan dalam KGC, misalnya, hydrogen, helium, helium, memungkinkan difusi yang lebih longitudinal dari solute, yang cenderung menurunkan efisiensi kolom, terutama pada laju arus yang lebih rendah. Maka nitrogen mungkin merupkan suatu pilihan yang lebih baik untuk gas-pembawa agar dapat dilakukan suatu pemisahan yang benar-benar sukar. Tambahan pula nitrogen lebih mueah dari pada helium dan lebih aman dalam laboratorium dari pada hydrogen. Akan tetapi ada perimbangan lain, yaitu cirri-ciri detectornya. Jelas layak bahwa tanggapan terhadap gas-pembawa yang selalu ada.

Pengambilan Bahan

Sejumlah kecil sampel yang akan dianalisis diinjeksikan pada mesin menggunakan semprit kecil. Jarum semprit menembus lempengan karet tebal (Lempengan karet ini disebut septum) yang mana akan mengubah bentuknya kembali secara otomatis ketika semprit ditarik keluar dari lempengan karet tersebut.

Injektor berada dalam oven yang mana temperaturnya dapat dikontrol. Oven tersebut cukup panas sehingga sampel dapat mendidih dan diangkut ke kolom oleh gas pembawa misalnya helium atau gas lainnya.

Ada dua tipe utama kolom dalam kromatografi gas-cair. Tipe pertama, tube panjang dan tipis berisi material padatan; Tipe kedua, lebih tipis dan memiliki fase diam yang berikatan dengan pada bagian terdalam permukaannya.

Untuk menyederhanakan, kita akan melihat pada kolom terpadatkan. Kolom biasanya dibuat dari baja tak berkarat dengan panjang antara 1 sampai 4 meter, dengan diameter internal sampai 4 mm. Kolom digulung sehingga dapat disesuakan dengan oven yang terkontrol secara termostatis. Kolom dipadatkan dengan tanah diatomae, yang merupakan batu yang sangat berpori. Tanah ini dilapisis dengan cairan bertitik didih tinggi, biasanya polimer lilin.

Temperatur kolom

Temperatur kolom dapat bervariasi antara 50^oC sampai 250^oC. Temperatur kolom lebih rendah daripada gerbang injeksi pada oven, sehingga beberapa komponen campuran dapat berkondensasi pada awal kolom

Dalam beberapa kasus, seperti yang anda akan lihat pada bagian bawah, kolom memulai pada temperatur rendah dan kemudian terus menerus menjadi lebih panas dibawah pengawasan komputer saat analisis berlangsung.

Ada tiga hal yang dapat berlangsung pada molekul tertentu dalam campuran yang diinjeksikan pada kolom:

· Molekul dapat berkondensasi pada fase diam.

· Molekul dapat larut dalam cairan pada permukaan fase diam

· Molekul dapat tetap pada fase gas

Dari ketiga kemungkinan itu, tak satupun yang bersifat permanen.

Senyawa yang mempunyai titik didih yang lebih tinggi dari temperatur kolom secara jelas cenderung akan berkondensasi pada bagian awal kolom. Namun, beberapa bagian dari senyawa tersebut akan menguap kembali dengan dengan jalan yang sama seperti air yang menguap saat udara panas, meskipun temperatur dibawah 100^oC. Peluangnya akan berkondensasi lebih sedikit selama berada didalam kolom.

Sama halnya untuk beberapa molekul dapat larut dalam fase diam cair. Beberapa senyawa akan lebih mudah larut dalam cairan dibanding yang lainnya. Senyawa yang lebih mudah larut akan menghabiskan waktunya untuk diserap pada fase diam: sedangkan senyawa yang suka larut akan menghabiskan waktunya lebih banyak dalam fase gas.

Proses dimana zat membagi dirinya menjadi dua pelarut yang tidak bercampurkan karena perbedaan kelarutan, dimana kelarutan dalam satu pelarut satu lebih mudah dibanding dengan pelarut lainnya disebut sebagai partisi. Sekarang, anda bisa beralasan untuk memperdebatkan bahwa gas seperti helium tidak dapat dijelaskan sebagai â€œpelarutâ€�. Tetapi, istilah partisi masih dapat digunakan dalam kromatografi gas-cair.

Anda dapat mengatakan bahwa substansi antara fase diam cair dan gas. Beberapa molekul dalam substansi menghabiskan waktu untuk larut dalam cairan dan beberapa lainnya menghabiskan waktu untuk bergerak bersama-sama dengan gas.

Detektor

Ada beberapa tipe detektor yang biasa digunakan. Detektor ionisasi nyala dijelaskan pada bagian bawah penjelasan ini, merupakan detektor yang umum dan lebih mudah untuk dijelaskan daripada detektor alternatif lainnya.

Detektor ionisasi nyala

Dalam mekanisme reaksi, pembakaran senyawa organik merupakan hal yang sangat kompleks. Selama proses, sejumlah ion-ion dan elektron-elektron dihasilkan dalam nyala. Kehadiran ion dan elektron dapat dideteksi.

Seluruh detektor ditutup dalam oven yang lebih panas dibanding dengan temperatur kolom. Hal itu menghentikan kondensasi dalam detektor.

$G:\other\Kromatografi Gas-Cair _ Chem-Is-Try.Org _ Situs Kimia Indonesia __files\gas2.gif$

Gambar 1.3 detektor ionisasi nyala

Jika tidak terdapat senyawa organik datang dari kolom, anda hanya memiliki nyala hidrogen yang terbakar dalam air. Sekarang, anggaplah bahwa satu senyawa dalam campuran anda analisa mulai masuk ke dalam detektor.

Ketika dibakar, itu akan menghasilkan sejumlah ion-ion dan elektron-elektron dalam nyala. Ion positif akan beratraksi pada katoda silinder. Ion-ion negatif dan elektron-elektron akan beratraksi pancarannya masing-masing yang mana merupakan anoda.

Hal ini serupa dengan apa yang terjadi selama elektrolisis normal.

Pada katoda, ion positif akan mendatangi elektron-elektron dari katoda dan menjadi netral. Pada anoda, beberapa elektron dalam nyala akan dipindahkan pada elektroda positif; ion-ion negatif akan memberikan elektron-elektronnya pada elektroda dan menjadi netral.

Kehilangam elektron-elektron dari satu elektroda dan perolehan dari elektroda lain, akan menghasilkan aliran elektron-elektron dalam sirkuit eksternal dari anoda ke katoda. Dengan kata lain, anda akan memperoleh arus listrik.

Arus yang diperoleh tidak besar, tetapi dapat diperkuat. Jika senyawa-senyawa organik lebih banyak dalam nyala, maka akan banyak juga dihasilkan ion-ion, dan dengan demikian akan terjadi arus listrik yang lebih kuat. Ini adalah pendekatan yang beralasan, khususnya jka anda berbicara tentang senyawa-senyawa yang serupa, arus yang anda ukur sebanding dengan jumlah senyawa dalam nyala.

Kekurangan detektor ionisasi nyala

Kekurangan utama dari detektor ini adalah pengrusakan setiap hasil yang keluar dari kolom sebagaimana yang terdeteksi. Jika anda akan mengrimkan hasil ke spektrometer massa, misalnya untuk analisa lanjut, anda tidak dapat menggunakan detektor tipe ini.

Penerjemahan hasil dari detektor

Hasil akan direkam sebagai urutan puncak-puncak; setiap puncak mewakili satu senyawa dalam campuran yang melalui detektor. Sepanjang anda mengontrol secara hati-hati kondisi dalam kolom, anda dapat menggunakan waktu retensi untuk membantu mengidentifikasi senyawa yang tampak-tentu saja anda atau seseorang lain telah menganalisa senyawa murni dari berbagai senyawa pada kondisi yang sama.

$G:\other\Kromatografi Gas-Cair _ Chem-Is-Try.Org _ Situs Kimia Indonesia __files\gas3.gif$

Gambar 1.4 Hasil Kromatogram

Area dibawah puncak sebanding dengan jumlah setiap senyawa yang telah melewati detektor, dan area ini dapat dihitung secara otomatis melalui komputer yang dihubungkan dengan monitor. Area yang akan diukur tampak sebagai bagian yang berwarna hijau dalam gambar yang disederhanakan.

Perlu dicatat bahwa tinggi puncak tidak merupakan masalah, tetapi total area dibawah puncak. Dalam beberapa contoh tertentu, bagian kiri gambar adalah puncak tertinggi dan memiliki area yang paling luas. Hal ini tidak selalu merupakan hal seharusnya..

Mungkin saja sejumlah besar satu senyawa dapat tampak, tetapi dapat terbukti dari kolom dalam jumlah relatif sedikit melalui jumlah yang lama. Pengukuran area selain tinggi puncak dapat dipergunakan dalam hal ini.

Kegunaan Kromatografi Gas

Pembatasan utama pada GC ini adalah yang mengenai mudahnya menguap. Contohnya harus memiliki tekanan uap cukup pada suhu kolom, memiliki titik didih rendah, dan tidak rusak dalam bentuk gasnya.

Kebanyakan contoh anorganik tidak cukup menguap untuk memperkenankan penggunaan GC secara langsung, meskipun beberapa penelitian telah dilakukan pada suhu-suhu sangat tinggi dengan menggunakan garam-garam leburan atau campuran eutektik sebagai fasa cair stasioner. Helida dari beberapa unsur seperti timah, titanium, arsen, dan antimony cukup mudah menguap, dan telah di pisahkan dengan GC. Sejumlah logam seperti berilium, alumunium, tembaga, besi, krom, dan kobal telah dapat di GC kan dalam bentuk senyawa-senyawa khelat yang cukup mudah menguap dengan asitelaseton dan turunan yang difluorinasikan. Misalnya aluminium, besi, dan tembaga telah ditentukan dalam logam-campur dengan melarutkan contoh diikuti dengan ekstraksi logam-logamnya ke dalam larutan klorofom dari trifuoroasetilaseton yang kemudian di klamotografikan. Kesalahan-kesalahan relative setingkat 0,2 hingga 3% telah dilaporkan.

Dalam dunia industri alat-alat analisa dapat dipakai untuk memantau atau menganalisa bahan baku, proses dan produk. Contohnya alat kromatografi gas dipakai untuk menganalisa produk dari unit pabrik kimia (chemical plant). Chemical plant ini memproduksi gas nitrogen, oksigen dan hidrogen serta gas mulia dengan bahan baku udara, Produk yang dihasilkan dianalisa bisa menggunakan metode Orsat atau yg canggih pakai kramatografi ini. GC ini juga dipakai untuk analisis kandungan senyawa,material atau komponen dari produk yang bermasalah/reject (biasanya untuk mengetahui adanya kontaminasi atau tidak.

Gc menampilkan diri sebagai terkemuka dalam usahanya untuk mengamati dan mengendalikan disrtibusi zat pencemaran dalam lingkungan.