Pembuatan Tawas dari Limbah Alumunium Foil

 

I. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

            Kata alumen pertama kali dinyatakan oleh Pliny dalam bukunya yang berjudul “Natural History”. Buku ini merupakan Jilid ke-35 dan tepatnya dalam bab 15 ia memberikan penjelasan bahwa alumen ditemukan secara alami di bumi.  Ia beranggapan bahwa alumen merupakan salah satu jenis obat-obatan dan berfungsi dalam proses perubahan warna suatu zat.  Anggapannya ini muncul ketika melihat fakta bahwa ketika ada sumber air yang tercemar kemudian diberikan alumen, maka air akan berubah warna yang tadinya hitam menjadi berkurang kadar kekotorannya.  Sifat yang dimiliki alumen ini kemudian menjadi solusi untuk pencemaran besi sulfat dalam air.  Namun, Pliny menganggap bahwa larutan (kalium) tawas biasa tidak memiliki sifat ini melainkan senyawa yang memiliki sifat koagulan tersebut adalah spesies sulfat dari besi dan aluminium.

            Dengan produksi di seluruh dunia 2,9 juta ton pada tahun 1982, aluminium sulfat adalah senyawa aluminium terpenting setelah aluminium oksida dan hidroksida.  Senyawa ini sudah tercakup dalam Non-Ferrous Metals Bref. Para produsen yang paling penting adalah Amerika Serikat (dengan 1,1 juta ton pada tahun 1984 atas dasar 17% Al₂O), Eropa Barat (dengan 0,9 juta ton per tahun) dan Jepang (dengan 0,8 juta ton per tahun atas dasar 14% Al₂O₃). Aluminium sulfat juga merupakan bahan awal untuk senyawa aluminium lainnya. Hingga di zaman sekarang penggunaan tawas semakin pesat digunakan untuk kebutuhan industri maupun non industrial. Maka dari itu percobaan ini dilakukan pembuatan tawas dari limbah alumunium foil,sehingga dapat mengurangi limbah alumunium foil di lingkungan sekitar.

1.2 Tujuan Percobaan

       Dapat  mengetahui proses pembuatan tawas dari limbah alumunium foil

II. Tinjauan Pustaka 

Tawas (kalium aluminiumsulfat) dihasilkan dengan mereaksikan logam aluminium (Al) dalam larutan basa kuat (kalium hidroksida) akan larut membentuk aluminat menurut persamaan reaksi :

2 Al + 2 KOH + 2 H₂O                2 KAlO₂ + 3 H₂ ………………….(1)

Kadang-kadang ditulis dalam bentuk ion sebagai kompleks aluminat yang persamaan reaksinya :

2 Al + 2 OH^- + 6 H₂O                2 Al(OH)₄^- + 3 H₂ ……………….(2)

Larutan aluminat dinetralkan dengan asam sulfat, mula-mula terbentuk endapan berwarna putih dari alumunium hidroksida [Al(OH)₃] yang dengan penambahan asam sulfat endapan putih semakin banyak yang jika didiamkan akan terbentuk Kristal seperti kaca dari tawas (kalium aluminiumsulfat) atau sering disebut alum. Secara singkat reaksi yang terjadi dapat ditulis sebagai berikut :

2 KAlO₂ + 2 H₂O + H₂SO₄   ------>        K₂SO₄ + 2 Al(OH)₃ …………(3)

H₂SO₄ + K₂SO₄ + 2 Al(OH)₃       ------->      2 KAl(SO₄)₂ + 6 H₂O ……….(4)

24 H₂O + 2 KAl(SO₄)₂     -------->      2 KAl(SO₄)₂.12 H₂O ………………(5)

Reaksi keseluruhan :

2 Al + 2 KOH + 10 H₂O + 4 H₂SO₄   ------>       2 KAl(SO₄)₂ +.12 H₂O + 3   H₂ ……….(6)

Larutan pada persamaan (2) dopanaskan pada suhu 60-80^oC untuk menguapkan airnya dan suhu pemanasan tidak boleh lebih dari 80^oC karena tawas akan larut dalam air mendidih. Pada proses penguapan selama 10 menit dan didinginkan akan terbentuk Kristal dari KAl(SO₄)₂.12 H₂Oalumunium khususnya senyawa sulfat banyak digunakan pada industry kertas. Selain itu, tawas banyak digunakan di i ndustri–industri baik digunakan sebagai koagulan dalam pengolahan air dan air buangan maupun penyamakan kulit dan bahan pewarna di industri tekstil. Namun tawas natrium yang kita buat kali ini juga dapat digunakan sebagai bahan pengembang roti. Selain itu tawas pun dapat digunakan untuk mengentalkan lateks (getah karet yang cair) sehingga menjadi membeku.

III. Alat dan Bahan

            Alat :

           - Erlenmeyer

           - Gelas ukur

           - Cawan petri

           - Gelas beaker

           - Corong

           - Kertas saring

           - Gunting

           - Pipet

            Bahan :

           - Alumunium foil

           - KOH

           - H2SO4

           - Etanol

           - Es batu

IV. Cara Kerja

Ditimbang alumunium foil yang telah digunting kecil sebanyak 1 gram

↓

Dimasukkan alumunium foil kedalam Erlenmeyer berisi KOH, diamati perubahan yang terjadi

↓

Diamkan dan dinginkan larutan kemudian disaring, filtrate ditaruh dalam Erlenmeyer

↓

Disiapkan H2SO4 dalam gelas beaker

↓

Dimasukkan H2S04 tersebut dalam Erlenmeyer sampe membentuk endapan putih

↓

Diamkan beberapa saat lalu saring dengan kertas saring yang telah ditimbang

↓

Setelah filtrate terpisah, residu pada kertas saring dicuci dengan etanol. Diulangi 2 kali

↓

Ditimbang kristal yang terbentuk

V. Pengamatan

        Bobot Kertas Saring KOH       : 0,4147 gram

         Bobot Kertas Saring + Tawas : 6,6278 gram

         Bobot Tawas                              : 6,2131 gram 

 

VI. Pembahasan

 

     Praktikum kali ini adalah pembuatan tawas menggunakan bahan alumunium dicampur dengan KOH10% dan dengan NaOH 20%. Tawas adalah kelompok garam rangkap berhidrat berupa kristal dan bersifat isomorf. Tawas ini dikenal dengan nama KAl(SO₄)₂.12 H₂O yang dikenal banyak sebagai koagulan didalam pengolahan air maupun limbah. Sebagai koagulan alum sulfat sangat efektif untuk mengendapkan partikel yang melayang baik dalam bentuk koloid maupun suspensi. Alum merupakan salah satu senyawa kimia yang dibuat dari molekul air dan dua jenis garam, salah satunya biasanya Al₂(SO₄)₃. Alum kalium merupakan senyawa yang tidak berwarna dan mempunyai bentuk kristal oktahedral atau kubus ketika kalium sulfat dan aluminium sulfat keduanya dilarutkan dan didinginkan. Larutan alum kalium tersebut bersifat asam. Proses awal pembuatan tawas dilakukan dengan melarutkan potongan potongan aluminium foil yang sudah dipotong kecil kecil dalam larutan KOH sambil dipanaskan. Pemanasan ini bertujuan untuk mempercepat kelarutannya, karena semakin tinggi suhu dan semakin luas permukaan zat maka kelarutannya semakin besar.

Pada penambahan KOH reaksi berjalan cepat dan bersifat eksoterm karena menghasilkan kalor. Dalam reaksi ini terbentuk gas H₂ yang ditandai dengan munculnya gelembung- gelembung gas. Gelembung-gelembung gas hilang setelah semua aluminium bereaksi. Setelah Al larut, dihasilkan larutan berwarna  hitam. Reaksi antar Al dan KOH berlangsung melalui persamaan berikut

2Al _(s) + 2KOH _(aq) + 2H₂O _{(l)      —————->}       2KAlO_{2 (aq)} + 3H_{2 (g)}

Setelah proses pelarutan selesai, dilakukan proses penyaringan, proses penyaringan ini bertujuan untuk menyaring ion-ion pengganggu, dan yang tersisa hanya tinggal filtratnya. filtrat ini kemudian diambil, dan ditetesi dengan asam sulfat 50%. Proses penambahan asam sulfat ini dilakukan secara perlahan sambil diaduk, hal ini bertujuan agar semua Al yang berada di dalamnya dapat bereaksi sempurna dengan pembentukan endapan yang sempurna secara teratur. Penambahan asam sulfat secara perlahan juga bertujuan agar dapat mengendalikan pH dengan mengecek pH setiap beberapa tetes sekali, sehingga larutan tidak akan terlalu asam dan tidak terlalu basa, sehingga penambahan H₂SO₄ dapat dihentikan tepat pada pH 1-2, karena pada pH 1-2 terjadi pengendapan yang sempurna dan dapat mengikat kation K⁺ dan Al³⁺.  Larutan asam sulfat 50% sebelumnya dibuat dengan cara pengenceran asam, sulfat 98%(yang tersedia di laboratorium)  yaitu dengan mencampurkan H₂SO₄ dan aquades dengan perbandingan volume 1:1. Reaksi antar zat yang dihasilkan dari reaksi antar Al dan KOH dengan asam sulfat menghasilkan endapan yang berwarna putih.

2KAlO_{2 (aq)} +2H₂O _(l) + H₂SO_4(aq) ————->    K₂SO_4(aq) + Al(OH)_{3 (s)}

Warna putih yang terbentuk berasal dari senyawa Al(OH)_3. senyawa Al(OH)₃ yang bersifat basa dicampurkan dengan asam sulfat hingga pHnya 1-2. Hal tersebut bertujuan untuk membentuk kation-kation (K⁺ dan Al³⁺) yang merupakan elemen elemen yang diperlukan untuk membentuk tawas.

H₂SO_4(aq) + K₂SO_4(aq) + 2Al(OH)_{3 (s)   ————–>}        2Kal(SO₄)_{2 (aq)} + 6H₂O

Larutan pH 1-2 tersebut dipanaskan dengan suhu 60-80^oC. Setelah dipanaskan dan kemudian didinginkan terbentuklah kristal-kristal tawas. Pada percobaan ini pada saat dipanaskan suhunya dikendalikan dengan mengukur setiap beberapa menit sekali dengan termometer. Apabila suhunya terlalu tinggi (>80^oC), maka suhu hotplate diturunkan, kemudian sebaliknya bila suhu larutan rendah untuk mempercepatnya maka suhu hotplate dinaikkan. Kristal-kristal tawas yang telah didinginkan. Pada saat pendinginan ini, larutan dibiarkan diudara terbuka hingga dingin, pada saat ini endapan yang terbentuk adalah Kal(SO₄)_2.12H₂O. Setelah dingin, dilakukan penyaringan dan dibilas dengan air dan alkohol, yang bertujan untuk mencuci endapan dan membilas sisa tawas yang tersisa di erlenmeyer serta fungsi alkoholnya untuk mempercepat penguapan larutan pencuci. Kristal yang terbentuk kemudian disaring dan dikeringkan.Sehingga didapatkan kristal tawas dengan berat 6,2131 gram. Pada percobaan ini tidak dilakukan analisis titik leleh, sehingga hanya dilakukan pembuatan tawas dari aluminium foil saja.

24 H₂O + 2Kal(SO₄)_{2 (aq)   ————->}      2Kal(SO₄)_2.12H₂O_(s)

Sedangkan pada percobaan pembuatan tawas dengan campuran antara aluminium foil dengan NaOH tidak terbentuk tawas ini terjadi akibat NaOH yang digunakan merupakan NaOH yang didapat dipasaran. Diduga NaOH ini tidak benar-benar murni sehingga tidak terbentuk tawas.

VII. Kesimpulan

Pembuatan tawas dari limbah alumunium foil dapat dilakukan dengan katalis KOH 10% dengan berat tawas 6,2131 gram dan Pembuatan tawas dari limbah alumunium foil tidak terbentuk dengan katalis NaOH 20%.