Laporan Praktikum Hidrokarbon | Penentuan Densitas Batubara

PENENTUAN DENSITAS BATUBARA

I.              TUJUAN PERCOBAAN

Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan mampu :

1.    Dapat melakukan analisa penentuan densitas batubara menggunakan larutan typol 0,1 %

2.    Dapat menghitung densitas dari batubara sesuai dengan rumus densitas batubara yang ada pada modul

3.    Dapat menggunakan alat dengan baik dan benar

II.           ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN

2.1         Alat – alat yang digunakan :

-        Piknometer batubara   : 1 buah

-        Gelas kimia 100 ml     : 1 buah

-        Pipet ukur 5 ml            : 1 buah

-        Bola karet                    : 1 buah

-        Neraca analitik            : 1 buah

-        Spatula                         : 1 buah

2.2         Bahan – bahan yang digunakan :

-       Batubara                      : 2 gram

-       Larutan  typol  0,1 % : 100 ml

III.        GAMBAT ALAT (TERLAMPIR)

IV.        DASAR TEORI

Sebagai pertimbangan awal, perlunya mengenal sifat fisik secara tidak langsung juga menerangkan tentang hubungannya dengan sifat kimia. Sebagai contoh, ukuran pori batubara, yang mana merupakan sifat fisik batubara, merupakan faktor utama dalam penentuan reaktivitas kimiawi batubara (Walker, 1981). Dan efek kimiawi dari swelling indeks dan pengkokasan batubara memiliki efek substansial pada penanganan batubara atau selama operasi konversi batubara.

Densitas (spesific gravity)

Padatan yang porous seperti batubara, memiliki tiga perbedaan dalam pengukuran densitasnya; true density, particle density, dan apparent density.

1.    Apparent density batubara dapat dilakukan dengan cara membenamkan sampel batubara di dalam cairan dan kemudian mengukur cairan yang terpindahkan. Untuk prosedur ini, cairan harus: (1) membasahi permukaan batubara, (2) tidak ada absorbsi yang kuat pada permukaan, (3) tidak menyebabkan pengembangan, dan (4) menetrasi pori batubara.

2.    True density batubara ditentukan dengan menggunakan prisip pemindahan helium. Helium baik digunakan sebab dapat menetrasi pori-pori sampel batubara tanpa menyebabkan interaksi secara kimiawi.

3.    Particle density adalah berat suatu unit volume padatan termasuk pori dan rekahan (Mahajan dan Walker, 1978). Densitas partikel dapat ditentukan dengan cara satu dari tiga metode; (1) mercury displacement (Gan et al, 1982), (2) aliran gas (Ergun, 1951), atau (3) Silanization (Ettinger dan Zhupakhina, 1960).

Densitas batubara dapat bervariasi yang menunjukkan hubungan antara rank dan kandungan karbon. Batubara dengan kandungan karbon 85% biasanya menunjukkan suatu derajat ciri hidropobik yang lebih besar dari batubara berank paling rendah.

Bagaimanapun, hasil temuan terbaru pada prediksi sifat hidropobik batubara mengindikasikan bahwa korelasi kharakteristik kandungan air lebih baik dari pada kandungan karbon dan begitupun rasio kandungan air/karbon lebih baik daripada rasio atomik oksigen/karbon. Begitupun, terdapat suatu hubungan antara sifat hidropobik batubara dan kandungan air ((Labuschagne, 1987; Labuschagne, 1988).

Kecenderungan bahwa density batubara bernilai minimum pada kandungan karbon 85%. Sebagai contoh, karbon batubara 50-55% akan memiliki densiti sekitar 1,5 g/cm ³, dan cenderung berkurang hingga 1,3 g/cm ³ untuk batubara mengandung 85% karbon diikuti dengan peningkatan 1,8 g/cm ³ untuk batubara dengan kandungan karbon 87%. Sebagai pembanding, densitas graphite (2,25 g/cm ³) juga mengikuti kecenderungan ini.

Walaupun variasi densitas tidak begitu besar, umumnya densitas untuk maseral (memilki kandungan karbon yang sama) adalah exinite<vitrinite<micrinite.

Densitas relatif:

Densitas relatif batubara tergantung pada rank dan  mineral pengotornya. Data densitas relatif diperlukan untuk membuat sampel komposit dalam menentukan banyaknya asap (seam). Selain itu diperlukan juga sebagai faktor penting dalam mengubah cadangan batubara dari unit volume menjadi unit massa.

Penentuan dilakukan dengan menghitung banyaknya kehilangan berat pada saat dicelupkan ke dalam air. Cara terbaik adalah dari data berat batubara dengan menggunakan piknometer. Grafik di bawah ini memberikan hubungan antara densitas relatif terhadap kandungan abu untuk batubara dan serpih karbon di cekunagn Agades. 

V.            PROSEDUR KERJA

Prosedur percobaan dilaksanakan sebagai berikut (ASTM D167-73)

1.    Membuat larutan typol 1%dalam beaker glass.

2.    Menyimpan larutan ini dalam desikator, memvakumkan sampai tidak ada gelembung udara di dalam dan di atas larutan typol.

3.    Mengisi piknometer dengan larutan typol sampai lubang kapilernya terisi penuh, kemudian ditimbang (sebagai P).

4.    Memindahkan sebagian larutan typol dari piknometer dengan memakai pipet sampai ½ bagian volmenya.

5.    Menimbang 1 gr sampel (yang berukuran 60 mesh), dimasukkan ke dalam piknometer yang berisi typol ½ bagian volum dengan menggunakan corong kecil.

6.    Memvakumkan piknometer yang berisi sampel dalam desikator. Apabila tidak ada gelembung udara dan semua batubara turun ke dasar, ditimbang (W₁).

VI.         DATA PENGAMATAN

·         Berat Sampel Batubara (w)                                                : 1 gr

·         Berat Pikno Kosong                                                           : 131,3213 gr

·         Berat Pikno + air                                                    : 155,6 gr

·         Berat Pikno Batubara + Typol (P)                          : 159,65 gr

·         Berat Pikno Batubara + Typol + Sampel 1(W₁)      : 158,94 gr

·         Berat Pikno Batubara + Typol + Sampel 2(W₁)      : 158,77 gr

VII.      PERHITUNGAN

a.       Pembuatan Larutan Typol 0,1%

V1 x M1 = V2 x M2

V1 x100% = 100 ml x 0,1%

V1 = 0,1 ml

b.      Volume Piknometer

ρ    = m

                                   V

V   = m

                                 ρ

                            = ( 155,6 – 131,3213) gr

                                   0,9938 gr/ml

                            = 24,430 ml

c.       Menghitung Berat Jenis Typol

Berat Jenis Typol = Berat Pikno + Typol – Berat Pikno Kosong

                                          Volume Piknometer

                            = ( 159,65 – 131,3213) gr

                                      24,430 ml

                            = 1,159 gr/ml

d.      Menghitung Berat Jenis Batubara (Sample 1)

Berat Jenis Batubara           = W x Berat Jenis Typol

                                                    W – (W₁ – P)

                                           =        1 gr .1,159 gr/ml

                                              1 gr – (158,94 – 159,65) gr

                                           = 0,67 gr/ml

e.       Menghitung Berat Jenis Batubara (Sample 2)

Berat Jenis Batubara          = W x Berat Jenis Typol

                                                   W – (W₁ – P)

                                          =        1 gr . 1,159 gr/ml

                                               1 gr – (158,77 –  159,65) gr

                                          = 0,616 gr/ml

VIII.   ANALISIS PERCOBAAN

Penentuan densitas batubara dapat dilakukan dengan larutan typol sebagai media. Larutan ini merupakan larutan kental yang disebut juga larutan sabun. Batubara yang dimasukkan ke dalam piknometer khusus harus berupa batubara yang sebelumnya diisi dengan larutan typol. Batubara akan mengapung sebagian saat pertama kali dimasukkan. Lama kelamaan, batubara akan tenggelam di dalam piknometer tersebut. Ini diakibatkan karena batubara memilik pori – pori yang banyak. Pada awalnya, pori – pori itu terisi oleh udara. Namun, ketika dimasukkan ke dalam piknometer berisi larutan typol, pori – pori tersebut akan terisi oleh larutan typol. Inilah yang mengakibatkan batubara akan tenggelam. Larutan typol yang ada di bagian atas batubara akan berwarna bening.

Dari percobaan yang dilakukan, diperoleh berat jenis batubara sebesar 0,67 gr/ml untuk sampel 1 dan 0,616 gr/ml untuk sampel 2. Secara teoritis, batubara dengan kandungan karbon 50 – 55% akan memiliki densitas sekitar 1,5 gr/cm³. Umumnya, semakin tinggi nilai densitas batubara maka semakin rendah kualitas batubara yang dimiliki.

Dari perhitungan yang telah dilakukan, didapatkan perbedaan densitas dari sample 1 dan 2. Hal ini dapat dikarenakan pada saat preparasi dilakukan dengan kurang baik ataupun kurang teliti dalam melakukan pengukuran.

IX.         KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :

·         Densitas batubara yang diperoleh  0,67 gr/ml untuk sampel 1 dan 0,616 gr/ml untuk sampel 2.

·         Pengukuran densitas batubara pada praktikum ini menggunakan jenis apparent density.

·         Umumnya, makin tinggi peringkat batubara, densitas batubara tersebut akan semakin rendah.

X.            DAFTAR PUSTAKA

Ridwan, K.A. 2012. Petunjuk Praktikum Hidrokarbon. Palembang : Politeknik Negeri Sriwijaya.