LAMPIRAN 2 PERHITUNGAN

LAMPIRAN 2 PERHITUNGAN

1. Menghitung Jumlah NaOH yang Digunakan Konsentrasi NaOH

= 0.05 N

Volume Air + Elektrolit

= 1000 ml

Berat Molekul NaOH

= 40 gr/grmol

(Sember: Kimia Analisis Dasar, 2010 POLSRI)

Dari volume 1000 ml larutan NaOH digunakan 850 ml untuk proses Elektrolisis

2. Menghitung Bedan Tekan Manometer U dan Tekanan Pada Tabung Pemampungan Gas H2 a. Elektroda 4 Lempeng dan Arus 5 A Manometer tabung U menggunakan Air sebagai media pembacaan Perbedaan tinggi tekan pada detik pertanma = 16.5 cmH2O = 156 mmH2O x = 2941.9137 Pa

Tekanan tabung pada detik pertama

= 0,05 atm (tekanan Pengukuran) = 0,05 atm + 1 atm = 1.05 atm (Tekanan Absolute)

Untuk detik selanjutnya menggunakan rumus yang sama dan di dapatkan hasil sebagai berikut:

49

50

Tabel 13. ∆P Tabung U Pada Elektroda 4 Lempeng dan Arus 5 Amper Waktu (detik)

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330

∆P mmH2O 165 145 120 90 44 23 15 8 6 4 3

Pa 1618.0525 1421.9250 1176.7655 882.5741 431.4807 225.5467 147.0957 78.4510 58.8383 39.2255 29.4191

Tekanan Tabung Absolute (atm) 1.1 1.19 1.25 1.31 1.4 1.42 1.47 1.49 1.5 1.5 1.5

b. Elektroda 6 Lempeng dan Arus 5 Ampere Tabel 14. ∆P Manometer Tabung U Pada Elektroda 6 Lempeng dan Arus 5 Ampere No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Waktu (detik) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300

∆P mmH2O 175 150 60 40 25 20 15 10 5 5

Pa 1716.1163 1470.9569 588.3827 392.2552 245.1595 196.1276 147.0957 98.0638 49.0319 49.0319

Tekanan Tabung Absolute (atm) 1.09 1.12 1.2 1.21 1.23 1.25 1.27 1.29 1.32 1.34

51

c. Elektroda 8 Lempeng dan Arus 5 Amper Tabel 15. ∆P Manometer Tabung U Elektroda 8 Lempeng dan Arus 5 Amper Waktu (detik) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

∆P mmH2O 230 180 95 30 25 20 10 5 5 5 5

Pa 2255.4672 1765.1482 931.6060 294.1914 245.1595 196.1276 98.0638 49.0319 49.0319 49.0319 49.0319

Tekanan Tabung Absolute (atm) 1.05 1.1 1.2 1.22 1.25 1.28 1.29 1.3 1.31 1.32 1.33

d. Elektroda 4 Lempeng dan Arus 10Ampere Tabel 16. ∆P Manometer Tabung U pada Elektroda 4 Lempeng dan Arus 10Ampere No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

∆P

Waktu (detik)

mmH2O

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510

130 130 115 105 100 95 90 85 75 65 60 36 30 45 30 21 5

Pa 1274.8293 1274.8293 1127.7336 1029.6698 980.6379 931.6060 882.5741 833.5422 735.4784 637.4146 588.3827 353.0296 294.1914 441.2871 294.1914 205.9340 49.0319

Tekanan Tabung Absolute (atm) 1.08 1.12 1.19 1.23 1.29 1.32 1.39 1.42 1.48 1.49 1.5 1.52 1.52 1.53 1.54 1.55 1.56

52

e. Elektroda 6 Lempeng dan Arus 10Ampere Tabel 17. Beda Tekan Manometer Tabung U Pada Elektroda 6 Lempeng dan Arus 10Ampere No

Waktu (detik)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510

Beda Tekanan, mmH2O Pa 280 2745.7861 220 2157.4034 190 1863.2120 155 1519.9887 140 1372.8931 80 784.5103 50 490.3190 30 294.1914 21 205.9340 17 166.7084 16 156.9021 15 147.0957 12 117.6765 8 78.4510 5 49.0319 5 49.0319 5 49.0319

Tekanan TabungAbsolute (atm) 1.1 1.19 1.25 1.31 1.4 1.42 1.47 1.49 1.5 1.5 1.5 1.52 1.54 1.54 1.56 1.58 1.58

f. Elektroda 8 Lempeng dan Arus 10 Ampere Tabel 18. Beda Tekan Manometer Tabung U Pada Elektroda 8 Lempeng dan Arus 10 Ampere No

Waktu (detik)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570

Beda Tekanan, mmH2O Pa 220 2157.403 200 1961.276 180 1765.148 155 1519.989 140 1372.893 80 784.5103 50 490.319 30 294.1914 21 205.934 17 166.7084 16 156.9021 15 147.0957 14 137.2893 14 137.2893 12 117.6765 8 78.451 5 49.0319 5 49.0319 5 49.0319

Tekanan Tabung Absolute (atm) 1.08 1.16 1.25 1.32 1.38 1.44 1.46 1.5 1.52 1.54 1.54 1.56 1.58 1.58 1.59 1.61 1.61 1.63 1.65

53

g. Elektroda 4 Lempeng dan Arus 15 Ampere Tabel 19. Beda Tekan Manometer Tabung U Pada Elektroda 4 Lempeng dan Arus 15 Ampere No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Waktu (detik) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690

Beda Tekanan, mmH2O Pa 120 1176.7655 115 1127.7336 105 1029.6698 95 931.6060 90 882.5741 80 784.5103 75 735.4784 74 725.6720 68 666.8338 66 647.2210 65 637.4146 63 617.8019 55 539.3508 48 470.7062 36 353.0296 28 274.5786 25 245.1595 23 225.5467 14 137.2893 12 117.6765 11 107.8702 8 78.4510 5 49.0319

Tekanan Tabung Absolute (atm) 0.02 0.09 0.12 0.19 0.22 0.29 0.35 0.39 0.43 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.72 0.78 0.8 0.8 0.81 0.81 0.83 0.83 0.84

54

h. Elektroda 6 Lempeng dan Arus 15 Ampere Tabel 20. Beda Tekan Manometer Tabung U Pada Elektroda 6 Lempeng dan Arus 15 Ampere No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Waktu (detik) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690

Beda Tekanan, mmH2O Pa 300 2941.9137 300 2941.9137 300 2941.9137 300 2941.9137 300 2941.9137 300 2941.9137 300 2941.9137 280 2745.7861 245 2402.5629 235 2304.4991 230 2255.4672 180 1765.1482 180 1765.1482 170 1667.0844 120 1176.7655 80 784.5103 65 637.4146 60 588.3827 45 441.2871 40 392.2552 20 196.1276 20 196.1276 20 196.1276

Tekanan Tabung Absolute (atm) 0.09 0.18 0.24 0.27 0.31 0.39 0.41 0.5 0.59 0.62 0.7 0.79 0.82 0.83 0.89 0.91 0.98 0.94 0.99 0.99 1 1.1 1.2

55

i. Elektroda 8 Lempeng dan Arus 15 Ampere Tabel 21. Beda Tekan Manometer Tabung U Pada Elektroda 8 Lempeng dan Arus 15 Ampere No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Waktu (detik) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 720 750

Beda Tekanan, mmH2O Pa 300 2941.9137 300 2941.9137 300 2941.9137 300 2941.9137 300 2941.9137 300 2941.9137 300 2941.9137 300 2941.9137 300 2941.9137 280 2745.7861 245 2402.5629 235 2304.4991 230 2255.4672 180 1765.1482 180 1765.1482 170 1667.0844 120 1176.7655 80 784.5103 65 637.4146 60 588.3827 45 441.2871 40 392.2552 20 196.1276 20 196.1276 20 196.1276

Tekanan Tabung Absolute (atm) 1.1 1.18 1.24 1.32 1.39 1.46 1.51 1.56 1.6 1.64 1.68 1.71 1.76 1.78 1.8 1.84 1.86 1.9 1.92 1.94 1.96 2 2.1 2.2 2.3

3. Menghitung Densitas Campuran dan Laju Alir Gas Pada Orifice (Houge, 1997) Densitas Hydrogen = 0,085 kg/m3 Densitas Oksigen = 1,354 kg/m3 (Sumber :http://en.wikipedia.org/wiki/ ,2014)

56

4. Menghitung Luas Permukaan Tube dan Plat Orifice Diketahui : d-in tube

=5

mm

d-orrifice

=0,8

mm (Hougen,1997)

(Hougen,1997)

5. Data Perhitungan Penentuan Jumlah Gas Hasil Elektrolisi 5.1. Secara Teoritis 1. Mencari Laju Alir Rata Rata Perhitungan

jumlah

gas

hasil

Elektrolisis

secarateoritis

dengan

menggunakan persamaan yang menggunakan konstanta Orifice, dimana pengukuran laju alir gas yang dihasilkan dari Bubbler menggunakan piringan orifice sebagai pembacaan beda tekanan (

aliran gas hasil elektrolisis.

Persamaan yang digunakan:

(Sumber:http://www.efunda.com/formulae/fluids/calc_orifice_flowmeter.cfm#calc) Dimana: Q

= Laju Alir Has Hasil Elektrolisi (liter/detik)

Cd

= Konstanta Orifice = Beda Tekanan (Pa)

A2

= Luas tube Aliran (cm2)

57

A1

= Luas Plat Orifice (cm2) = Densitas Campuran Gas hasil Elektrolisis (gr/liter)

-

Untuk Arus 5 Amper dan 4 Lempeng Elektroda

Luas Permukaan Tube Aliran = 19.6250 mm2 Luas Permukaan Plat Orifice = 0.5024 mm2 Densitas Oxyhydrogen

= 0.5080 Kg/m3

Cd Orifice

= 0.6

Tabel 22.Laju Alir Untuk Arus 5 Amper dan 4 Lempeng Elektroda No

Waktu (detik)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330

Total Laju Alir Rata-rata Laju Alir Rat-rata

=

Laju Alir Rat-rata

=

Laju Alir Rat-rata

= 11.8656 ml/s

Laju Alir (ml/s) 24.07493063 22.56872753 20.53116983 17.78051464 12.43224072 8.98849519 7.258864705 5.301125255 4.590909139 3.748461615 3.246262984 130.5217022 11.86560929

58

Tabel 23. Laju Alir Untuk Arus 5 Amper dan 6 Lempeng Elektroda No

Waktu (detik)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330

Total Laju Alir Rata-rata (ml/s)

Laju Alir (ml/s) 24.07493063 22.56872753 20.53116983 17.78051464 12.43224072 8.98849519 7.258864705 5.301125255 4.590909139 3.748461615 3.246262984 130.5217022 11.86560929

Tabel 24. Laju Alir Untuk Arus 5 Amper dan 8 Lempeng Elektroda

No

Waktu (detik)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330


Laju Alir (ml/s) 28.42411754 25.14544495 18.26774224 10.26558491 9.371154039 8.381814983 5.926838213 4.190907492 4.190907492 4.190907492 4.190907492 122.5463268 11.14057517

59

Tabel 25. Laju Alir Untuk Arus 10 Amper dan 4 Lempeng Elektroda No

Waktu (detik)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510


Laju Alir (ml/s) 21.36952 21.36952 20.09889 19.20515 18.74231 18.26774 17.78051 17.27955 16.23131 15.11053 14.51773 11.24538 10.26558 12.57272 10.26558 8.588805 4.190907 257.1018 15.12363

Tabel 26. Laju Alir Untuk Arus 10 Amper dan 6 Lempeng Elektroda Waktu No Laju Alir (ml/s) (detik) 1 30 31.36187995 2 60 27.79933536 3 90 25.83448883 4 120 23.33398538 5 150 22.17619798 6 180 16.76362997 7 210 13.25281314 8 240 10.26558491 9 270 8.588804546 10 300 7.727651587 11 330 7.496923231 12 360 7.258864705 13 390 6.492525968 14 420 5.301125255 15 450 4.190907492 16 480 4.190907492 17 510 4.190907492 Total 226.2265333 Laju Alir Rata-rata (ml/s) 13.30744313

60


No

Waktu (detik)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570


Laju Alir (ml/s) 27.79933536 26.50562627 25.14544495 23.33398538 22.17619798 16.76362997 13.25281314 10.26558491 8.588804546 7.727651587 7.496923231 7.258864705 7.012729546 7.012729546 6.492525968 5.301125255 4.190907492 4.190907492 4.190907492 234.7066948 12.35298394

61


No

Waktu (detik)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690


Laju Alir (ml/s) 20.53117 20.09889 19.20515 18.26774 17.78051 16.76363 16.23131 16.12274 15.4553 15.22632 15.11053 14.87625 13.89967 12.98505 11.24538 9.917497 9.371154 8.988495 7.01273 6.492526 6.21612 5.301125 4.190907 301.2902 13.09957

62


No

Waktu (Detik)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690


Laju Alir (ml/s) 32.46262984 32.46262984 32.46262984 32.46262984 32.46262984 32.46262984 32.46262984 31.36187995 29.33635244 28.73141422 28.42411754 25.14544495 25.14544495 24.43697998 20.53116983 16.76362997 15.11053185 14.51772941 12.57272247 11.85367643 8.381814983 8.381814983 8.381814983 536.3149478 23.31804121

63


No

Waktu (detik)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 720 750

Total Laju Alir Rata-rata(ml/s)

Laju Alir (ml/s) 32.46262 32.46262 32.46262 32.46262 32.46262 32.46262 32.46262 32.46262 32.46262 31.36187 29.33635 28.73141 28.42411 25.14544 25.14544 24.43698 20.53116 16.76363 15.11053 14.51772 12.57272 11.85367 8.381814 8.381814 8.381814 601.2402 24.04960

5.2.1 Mencari Jumlah Gas yang Dihasilkan dengn menggunakan rumus gas ideal (Hougen.1997) sehingga

64

Dimana: P

= Tekanan Tabung Penampung Gas (atm)

V

= Volume Gas Penampung (liter)

n

= mol gas H2

R

= Konstanta Gas 0,082 L·atm·K-1·mol-1

T

= Suhu (K)

Diketehui : P

= 1,62 atm

T

= 28 0C = 301 K

Gas Oxyhidrogen yang dihasilkan

= =

=

Gas H2yang Dihasilkan

= =

=

65

Gas O2yang Dihasilkan

= = = = =

2H2O

2H2

+

O2

B:

mol

BM : 18 m:

2

32

g/ mol

2.5128 g

Untuk data masing-masing arus dan lempeng menggunakan rumus yang sama dan di dapatkan hasil sebagai berikut:

Tabel 31.Jumlah Gas ynag Dihasilkan Secara Teori Jumlah Arus (Ampere) 5

10

15

Jumlah Lempeng Elektroda (Buah) 4 6 8 4 6 8 4 6 8

Gas Campuran (Oxyhidrogen) (mol) 0.2094 0.1833 0.1995 0.4874 0.4344 0.4707 0.6774 1.4341 1.5463

Gas H2 (mol)

Gas O2 (mol)

0.1396 0.1222 0.1333 0.3249 0.2896 0.3138 0.4516 0.956 1.0308

0.0698 0.0611 0.0665 0.1624 0.1448 0.1569 0.2258 0.4783 0.5154

66

5.2. Secara Praktek Perhitungan

jumlah

gas

hasil

Elektrolisis(Oxyhydrogen)

dengan

menggunakan hukum gas ideal sehingga Dimana: P

= Tekanan Tabung Penampung Gas (atm)

V

= Volume Gas Penampung (liter)

n

= mol gas H2

R


T

= Suhu (K)

Massa Molekul Relatif H2

=2

Gas H2yang Dihasilkan

= =

=

Gas O2 yang Dihasilkan

= = = = =

gr/grmol

67

2H2O

2H2

+

O2

B :

mol

BM : 18 m:

2

32

g/ mol

2.5092

g

Untuk hasil masing-masing mol menggunakan rumus yang sama dan di dapatkan hasil sebagai berikut: Tabel 32. Jumlah Gas ynag Dihasilkan Secara Praktek Jumlah Arus (Ampere)

Jumlah Lempeng Elektroda (Buah)

Gas Campuran (Oxyhidrogen) (mol)

4 6 8 4 6 8 4 6 8

0.2091 0.2107 0.2123 0.0323 0.2503 0.2614 0.2931 0.3485 0.3644

5

10

15

Gas H2 (mol) 0.1394 0.1404 0.1415 0.0215 0.1668 0.1742 0.1954 0.2323 0.2429

Gas O2 (mol) 0.0697 0.0702 0.0707 0.0107 0.0834 0.087 0.0977 0.1162 0.1214

6. Menghitung Oksigen yang Terserap Pada Bubbler Pada 1.32 atm 301 K, kelarutan O2 di dalam air

=8.0537 ml/lt

Kandungan O2 di dalam air

= 6,04 ml/lt

(Sumber; http://www.colby.edu/chemistry/CH331/O2%20Solubility.html)

Volume Air pada Bubbler

= 0,98 liter

Densisty O2

= 0,0014 gr/ml

(Sumber :http://en.wikipedia.org/wiki/ ,2014)

Kemampuan penyerapan O2dalam Air (Bubbler) = kelarutan O2 di dalam air - Kandungan O2 di dalam air = 10,5194 ml/lt - 6,04 ml/lt = 2.0137ml/lt

68

O2 terserap

= Kemampuan penyerapan O2x Volume Bubbler = 2.0137ml/lt x 0,98 liter = 1.973426ml

Massa O2 terserap

= O2 terserap x Densisty O2 = 1.973426 mlx 0,0014 gr/ml = 0.0027 gr : 32 gr/mol = 0,0001 mol

Untuk hasil masing-masing mol menggunakan rumus yang sama dan di dapatkan hasil sebagai berikut: Tabel 33. Jumlah Oksigen yang terserap pada Bubbler Jumlah Arus (Ampere) 5

10

15


KeLarutan Dalam Air (ml/lt)

Kemampuan Penyerapan O2 dalam air (ml/lt)

O2 Terserap (ml)

Massa O2 Terserap (gr)

8.0537 9.4464 8.2353 9.4464 9.5675 9.9914 11.2025 13.3219 13.9274

2.0137 3.4064 2.1953 3.4064 3.5275 3.9514 5.1625 7.2819 7.8874

1.9734 3.3382 2.1513 3.3382 3.4569 3.8723 5.0592 7.1362 7.7296

0.0026 0.0045 0.0029 0.0045 0.0046 0.0052 0.0068 0.0096 0.0104

7. Data Perhitungan H2O yang Terserap Pada Absorber Berat Reaktor +Larutan Elektrolit sebelum = 1475 gr Berat Reaktor +Larutan Elektrolit sesudah

= 1460 gr

Berat Absorber

= 500 gr

Produk Keluaran Rektor Elektrolisis

= 1475 gr - 1460 gr = 15 gr

Produk Keluaran Rektor Elektrolisis (m H2O + m H2 + m O2)

= 15 gr

Dimana:

m H2

= 0.2789 gr

m O2`

= 2.2336 gr

m H2O yang terserap

= ditanya (x)

69

jadi, m H2O yang terserap adalah Produk Keluaran Rektor Elektrolisis

= (m H2O + m H2 + m O2)

15 gr

= (m H2O + 0.2789 + 2.2336)gr

m H2O

= 12.4876 gr (H2O yang terserap)

Berat Absorber SetelahProses Elektrolisis

= Berat Absorber + m H2O = 500 gr + 12.4876 gr = 512.4875 gr

Untuk hasil masing-masing mol menggunakan rumus yang sama dan di dapatkan hasil sebagai berikut:

Tabel 34.Perhitungan H2O yang Terserap Absorber Jumlah Jumlah Lempeng Arus Elektroda (Ampere) (Buah) 4 5 6 8 4 10 6 8 4 15 6 8

Berat Rektor Sebelum (gr) 1475

1475

1475

Berat Reaktor Sesudah (gr) 1460 1459 1459 1455 1453 1451 1450 1448 1445

Produk Massa H2O Hasil yang Elektrolisis Terserap (gr) (gr) 15 12.4875 16 13.4684 16 15.4493 20 19.6074 22 13.4684 24 15.4493 25 21.4757 27 22.8074 30 25.6165

Berat Absorber Sebelum (gr) 500

500

500

8. Neracamassa Komponen Elektroisis 8.1 Untuk arus 5 Amper dan 4 Lempeng Elektroda a. Neraca Massa pada Reaktor Elektrolisis Tabel 35. Neraca Massa Pada Reaktor Untuk arus 5 Amper dan 4 Lempeng Elektroda Komponen H2O + Reaktor Elektrolisis H20 O2 H2 Total

Input (gr) 1475

1475

Output (gr) 1460 12.4875 2.23355 0.27885 1475

Berat Absorber Setelah (gr) 512.4875 513.4684 515.449 519.6074 513.4684 515.4493 521.4757 522.8074 525.6165

70

b. Neraca Massa pada Bubbler Elektrolisis Tabel 36 Neraca Massa Pada BubblerElektrolisis Untuk arus 5 Amper dan 4 Lempeng Elektroda Komponen H20

Input (gr) Output (gr) Keterangan 12.4875 12.487 Pada Absrber 0.0026 2.23355 to Bubbler 2.2308 0.27885 0.2788 15 15

O2 H2 Total

c. Neraca Massa padaAbsorber Elektrolisis Tabel 37. Neraca Massa Pada Absorber Elektrolisis Untuk arus 5 Amper dan 4 Lempeng Elektroda Komponen

Input (gr)

Output (gr)

H20

12.4875

O2

2.23087

H2 Silica Gel Total

0.2788 500 515

Keterangan

Pada Absrber to Bubbler 0.2788 to Storage 512.4875 pada Absorber 515 2.2308

8.2 Untuk arus 5 Amper dan 6 Lempeng Elektroda a. Neraca Massa pada Reaktor Elektrolisis Tabel 38. Neraca Massa pada Reaktor Elektrolisis Untuk Arus 5 Amper dan 6 Lempeng Elektroda Komponen H2O + Reaktor Elektrolisis H20

Input (gr) 1475

1459 13.4684

O2

2.2505 0.2809

H2 Total

Output (gr)

1475

1475

71

b. Neraca Massa pada Bubbler Elektrolisis Tabel 39 Neraca Massa Pada BubblerElektrolisis Untuk Arus 5 Amper dan 6 Lempeng Elektroda Komponen

Input (gr)

H20

Output (gr)

13.4684

O2

13.4684 0.0027

2.2477

H2

Keterangan

0.2788

2.2477 0.2788

16

16

Total

Pada Absrber to Bubbler


Input (gr)

Output (gr)

H20

13.4684

O2

2.2308

2.2308

H2

0.2809

0.2809

Silica Gel

500

513.46849

Total

516

516

Keterangan Pada Absrber to Bubbler to Storage pada Absorber

8.3 Untuk arus 5 Amper dan 8 Lempeng Elektroda a. Neraca Massa pada Reaktor Elektrolisis Tabel 41. Neraca Massa pada Reaktor Elektrolisis Untuk arus 5 Amper dan 8 Lempeng Elektroda Komponen H2O + Reaktor Elektrolisis H20

Input (gr) 1475

1457 15.4493

O2

2.2675 0.2830

H2 Total

Output (gr)

1475

1475

72

b. Neraca Massa pada Bubbler Elektrolisis Tabel 42 Neraca Massa Pada BubblerElektrolisis Untuk arus 5 Amper dan 8 Lempeng Elektroda Komponen

Input (gr)

H20

Output (gr)

15.4493

O2

Keterangan

15.4493 0.0029

2.2675

H2

0.2830

2.2646 0.2830

18

18

Total



Input (gr)

Output (gr)

H20

15.4493

O2

2.2675

2.2675

H2

0.2830

0.2830

Silica Gel

500

515.4493

Total

518

518



Input (gr) 1475

1455 19.6074

O2

0.34940 0.0431

H2 Total

Output (gr)

1475

1475

73


Input (gr)

H20

Output (gr)

19.6074

O2

19.6074 0.0045

0.34945

H2

Keterangan

0.0431

0.3448 0.0431

20

20

Total



Input (gr)

Output (gr)

H20

19.6074

O2

0.3494

0.3494

H2

0.0431

0.0431

Silica Gel

500

519.6074

Total

520

520



Input (gr) 1475

1453 18.9912

O2

2.6749 0.333

H2 Total

Output (gr)

1475

1475

74


Input (gr)

H20

Output (gr)

18.9912

O2

18.9912 0.0046

2.6749

H2

Keterangan

0.3337

2.6702 0.3337

22

22

Total



Input (gr)

Output (gr)

H20

18.9912

O2

2.6749

2.6749

H2

0.3337

0.3337

Silica Gel

500

518.9913

Total

522

522


8.5 Untuk arus 10 Amper dan 8Lempeng Elektroda a. Neraca Massa pada Reaktor Elektrolisis Tabel 50. Neraca Massa pada Reaktor Elektrolisis Untuk arus 10 Amper dan 8 Lempeng Elektroda Komponen H2O + Reaktor Elektrolisis H20

Input (gr) 1475

1451 20.8575

O2

2.7938 0.3485

H2 Total

Output (gr)

1475

1475

75

b. Neraca Massa pada Bubbler Elektrolisis Tabel 51. Neraca Massa Pada BubblerElektrolisis Untuk arus 10 Amper dan 8 Lempeng Elektroda Komponen

Input (gr)

H20

Output (gr)

20.8575

O2

20.8575 0.0052

2.7938

H2

Keterangan

0.3485

2.7885 0.3485

24

24

Total



Input (gr)

Output (gr)

H20

20.85753

O2

2.7938

2.7938

H2

0.3485

0.3485

Silica Gel

500

520.8575

Total

524

524



Input (gr) 1475

1450 21.4757

O2

3.1334 0.3908

H2 Total

Output (gr)

1475

1475

76

b. Neraca Massa pada Bubbler Elektrolisis Tabel 54. Neraca Massa Pada BubblerElektrolisis Untuk arus 15 Amper dan 4 Lempeng Elektroda Komponen

Input (gr)

H20

Output (gr)

21.4757

O2

21.4757 0.0068

3.1334

H2

Keterangan

0.3908

3.1266 0.3908

25

25

Total



Input (gr)

Output (gr)

Keterangan

H20

21.475

O2

3.1334

3.1334

H2

0.3908

0.3908

Silica Gel

500

521.4757

Total

525

525

Pada Absrber to Bubbler to Storage pada Absorber


Input (gr) 1475

1448 22.8074

O2

3.7277 0.4647

H2 Total

Output (gr)

1475

1475

77

b. Neraca Massa pada Bubbler Elektrolisis Tabel 57. Neraca Massa Pada BubblerElektrolisis Untuk arus 15 Amper dan 6 Lempeng Elektroda Komponen H20

Input (gr)

Output (gr)

22.8074

O2

22.8074 0.0096

3.7277

H2

Keterangan

0.4647

3.7181 0.4647

27

27

Total



Input (gr)

Output (gr)

H2O

22.8074

O2

3.7277

3.7277

H2

0.4647

0.4647

Silica Gel

500

522.8074

Total

527

527


8.8 Untuk arus 15 Amper dan 8 Lempeng Elektroda a. Neraca Massa pada Reaktor Elektrolisis Tabel 59. Neraca Massa pada Reaktor Elektrolisis Untuk arus 15 Amper dan 8 Lempeng Elektroda Komponen

Input (gr)

H2O + Reaktor Elektrolisis

1475

Output (gr) 1445

H2O

25.6165

O2

3.8976 0.4858

H2 Total

1475

1475

78

b. Neraca Massa pada Bubbler Elektrolisis Tabel 60. Neraca Massa Pada BubblerElektrolisis Untuk arus 15 Amper dan 8 Lempeng Elektroda Komponen H20 O2 H2

Input (gr)

Output (gr)

25.6165

Keterangan

25.6165 0.0104

3.8976 0.48589

3.8871 0.4858

30

30

Total



Input (gr)

Output (gr)

H20

25.616

O2

3.8976

3.8976

H2

0.4858

0.4858

Silica Gel

500

525.6165

Total

530

530


9. Menghitung Energi yang digunakan pada Proses Elektrolisis 9.1 Untuk Arus 5 Amper

Sehingga:

(http://en.wikipedia.org/wiki/Nernst_equation,2014)

79

Dimana: E

= Potensial Sel = Potensial Reduksi

R


T

= Suhu (K)

F

= Kontanta Fareday (96500)

n

= Jumlah Mol gas yanh dihasilkan

K

= Kesetimbangan

Anode (oxidation)

: 2 H2O(l)

→ O2(g) + 4 H+(aq) + 4e− Eoox =-1.23 V

Cathode (reduction) : 2 H+(aq) + 2e− → H2(g) Total Reaksi 2H2O

: 2 H2O(l) 2H2

→

(x2 e−)

2H2(g) + O2(g) +

Eored = 0 V Eototal = 1.23 V

O2

(Sumber: http://mediabelajaronline.blogspot.com/2011/11/kesetimbangan-kimia.html)

Diketahui: [H2]2 = 0.0194 mol [O2]

= 0.0698 mol 2

[H2O] = 0.4813 mol

80

Jadi:

Energi yang Disuplai - Secara Teori Diketahui : V

= 12 Volt

A

= 5 Amper

T

= 330detik

= 12Volt x5 A x 330detik = 2041.3445 Watt

- Secara Praktek V

= 12 Volt

A

= 1,667Ampere (Karena 2 Cell Elektroda yang didunakan)

T

= 330detik

= 12 Voltx1,667 A x 330detik = 9900 Watt Untuk hasil masing-masing Arus menggunakan rumus yang sama dan di dapatkan hasil sebagai berikut:

81

Tabel 62.Energi yang Digunaka pasa Proses Elektrolisi Energi yang Disuplai Jumlah Arus (Ampere) 5

10

15

Jumlah Lempeng Elektroda (Buah)

Kesetimbangan (K)

ln K

E sel

4 6 8 4 6 8 4 6 8

0.0028 0.0024 0.0019 3.67E-08 0.002 0.0019 0.00262 0.00391 0.00354

-5.8712 -5.9998 -6.2517 -12.5336 -6.1698 -6.2271 -5.9419 -5.542 -5.6409

1.2371 1.2372 1.2375 1.3287 1.2372 1.2375 1.3287 1.2372 1.2375

Teori

Praktek

2041.34 1855.92 3526.96 6776.533 7046.9155 7045.7098 12784.1327 12772.5592 13882.0075

9900 6000 8550 30600 22800 17100 62100 41400 33750

10. Menghitung Efisiensi Elektrik, % Heat Loss dan SFC (Sfecific Fuel Consume) Energi Disosiasi H2O Standar H2 O H2 Entalpi -285.83 kJ 0 Entropi 69.91 J/K 130.68 J/K

0.5 O2 0 0.5 x 205.14 J/K

Perubahan ΔH = 285.83 kJ TΔS = 48.7 kJ

(Sumber: http://www.engineeringtoolbox.com/saturated-steam-properties-d_101.html)

% Efisiensi Elektrik = =

x 100 %

82

% Heat Loss

=

x 100 %

=

x 100 %

= = =

= =

Tabel 63.Efisiensi Elektrik dan % Heat Lossserta SFC (Sfecific Fuel Consume) Jumlah Arus (Ampere) 5

10

15


Efisiensi Elektrik (% ) 20.6196 30.9320 41.2509 22.1455 30.9075 41.2029 20.5863 30.8515 41.1318

Heat Loss (% )

SFC (Joule/gr)

79.38035 69.06798 58.74902 77.85446 69.09247 58.79701 79.41363 69.14840 58.86812

107.5809 71.1813 52.9876 1391.76 119.8369 86.0647 230.2813 129.0971 92.6131

LAMPIRAN 2 PERHITUNGAN

Recommend Documents