Asam borat, juga disebut hidrogen borat, asam boraks, dan asam ortoborat
adalah asam Lewis boron monobasa yang lemah. Namun, beberapa perilakunya
terhadap beberapa reaksi kimia menunjukkannya sebagai asam tribasic dalam
pengertian Brønsted juga. Asam borat sering digunakan sebagai antiseptik, insektisida,
penghambat api, penyerap neutron, atau prekursor senyawa kimia lainnya. Ini
memiliki rumus kimia H3BO3 (kadang-kadang ditulis B(OH)
3), dan ada dalam bentuk kristal tidak berwarna atau bubuk putih yang
larut dalam air. Ketika terjadi sebagai mineral, itu disebut sassolite.
Kejadian
Asam borat, atau sasolit, ditemukan terutama dalam keadaan bebasnya di
beberapa distrik vulkanik, misalnya, di wilayah Tuscany Italia, Kepulauan
Lipari, dan negara bagian Nevada di AS. Dalam pengaturan vulkanik ini
mengeluarkan, bercampur dengan uap, dari celah di tanah. Ini juga ditemukan
sebagai konstituen dari banyak mineral alami - boraks, borasit, uleksit
(boronatrokalsit) dan colemanite. Asam borat dan garamnya ditemukan di air
laut. Hal ini juga ditemukan pada tumbuhan, termasuk hampir semua buah-buahan, dalam
air laut. Hal ini juga ditemukan pada tumbuhan, termasuk hampir semua
buah-buahan.
Asam borat pertama kali dibuat oleh Wilhelm Homberg (1652-1715) dari
boraks, dengan aksi asam mineral, dan diberi nama sal sedativum Hombergi
("garam penenang dari Homberg"). Namun borat, termasuk asam borat,
telah digunakan sejak zaman Yunani kuno untuk membersihkan, mengawetkan makanan,
dan aktivitas lainnya.
Penggunaan
Industri
Penggunaan industri utama asam borat adalah dalam pembuatan fiberglass
monofilamen yang biasanya disebut sebagai fiberglass tekstil. Fiberglass
tekstil digunakan untuk memperkuat plastik dalam aplikasi mulai dari kapal,
pipa industri hingga papan sirkuit komputer..
Dalam industri perhiasan, asam
borat sering digunakan dalam kombinasi dengan alkohol terdenaturasi untuk
mengurangi oksidasi permukaan dan pembentukan kerak api pada logam selama
operasi anil dan penyolderan.
Asam borat
digunakan dalam produksi kaca di layar panel datar LCD.
Dalam elektroplating, asam borat digunakan sebagai bagian dari beberapa
formula eksklusif. Salah satu rumus yang dikenal seperti itu membutuhkan
sekitar rasio 1 hingga 10 dari H3BO3 sampai NiSO4,
sebagian kecil natrium lauril sulfat dan sebagian kecil H2SO4.
Asam borat, dicampur dengan boraks (natrium tetraborat dekahidrat) dengan
perbandingan berat 4:5, sangat larut dalam air, meskipun tidak larut secara
terpisah. Solusinya digunakan sebagai agen penghambat api kayu dengan
impregnasi. Ini juga digunakan dalam pembuatan ramming mass, bubuk halus yang
mengandung silika yang digunakan untuk memproduksi lapisan tungku induksi dan
keramik.
Asam borat adalah salah satu zat yang paling umum digunakan yang dapat
melawan efek berbahaya dari asam fluorida reaktif (HF) setelah kontak yang
tidak disengaja dengan kulit. Ia bekerja dengan memaksa anion F− bebas ke dalam
anion tetrafluoroborat inert. Proses ini mengalahkan toksisitas ekstrim asam
fluorida, terutama kemampuannya untuk menyerap kalsium ionik dari serum darah
yang dapat menyebabkan henti jantung dan dekomposisi tulang; peristiwa seperti
itu dapat terjadi hanya dari kontak kulit kecil dengan HF.
Asam borat ditambahkan ke boraks untuk digunakan sebagai fluks pengelasan
oleh pandai besi.
Asam borat, dalam kombinasi dengan polivinil alkohol (PVA) atau minyak
silikon, digunakan untuk membuat Silly Putty.
Asam borat juga ada dalam daftar bahan tambahan kimia yang digunakan
untuk rekahan hidrolik (fracking) di Marcellus Shale di Pennsylvania. Memang,
ini sering digunakan bersama dengan guar gum sebagai pengikat silang dan agen
pembentuk gel untuk mengontrol viskositas dan reologi cairan fracking yang
disuntikkan pada tekanan tinggi di dalam sumur. Memang, penting untuk
mengontrol viskositas fluida untuk menjaga suspensi pada jarak transportasi
yang jauh butir-butir bahan penyangga bertujuan untuk menjaga celah-celah di
serpih cukup terbuka untuk memfasilitasi ekstraksi gas setelah tekanan hidrolik
dibebaskan. Sifat reologi dari borat ikatan silang hidrogel guar gum terutama
bergantung pada nilai pH.
REAKSI KIMIA
Reaksi kimia untuk pembentukan asam borat yaitu antara borax dan asam sulfat dilakukan pada suhu 100°C dan tekanan 1 atm.
Reaksi yang terjadi di reaktor sebagai berikut :
Na2B4O7.10 H2O
(Borax) + H2SO4 ===> 4 H3BO3 + Na2SO4
+ 5 H2O
Reaksi yang terjadi sangat eksotermis yaitu keluar panas maka untuk menjaga suhu operasi tetap 100°C diperlukan pendinginan dengan mengalirkan air pendingin melalui coil yang dimasukan ke dalam reactor. Sedangkan reaktor yang digunakan adalah reaktor alir tangki berpengaduk (RATB). Untuk konversi 95% diperlukan waktu tinggal selama 3 jam.
Reaksi akan berjalan baik jika kandungan air dalam Reaktor
cukup besar yaitu untuk media pelarutan asam sulfat sehingga mudah terionisasi
dan akan mudah bereaksi dengan kristal Borax. Rasio massa umpan H2SO4
terhadap H2O = 1: 12. Sehingga konsentrasi H2SO4
dalam air menjadi sekitar 8%.
Larutan asam sulfat 98% dari tangki penyimpan dialirkan ke dalam Tangki
Pencampur (TP-01) untuk diencerkan dengan air proses sehingga perbandingan
massa asam sulfat dan air sekitar 1 : 12 (massa), atau konsentrasi asam sulfat
menjadi 8%. Kemudian larutan ini diumpankan ke dalam Reaktor.
Pada saat yang sama kristal borax dari gudang juga diumpankan ke dalam Reaktor.
Di dalam reaktor terjadi reaksi antara borax dengan asam sulfat membentuk senyawa
asam borat, sodium sulfat dan air dengan konversi 95% pada kondisi operasi 100°C
dan 1 atm.
Hasil reaksi dimasukan ke dalam Crystalizer Swenson-Walker dengan cara
pendinginan sehingga suhu menjadi 10°C. Pada suhu 10°C kelarutan jenuh asam borat
berkurang sehingga ada sebagian asam borat yang tidak larut. Asam borat yang
tidak larut inilah yang membentuk kristal.
Slurry dari crystallizer ini kemudian dialirkan ke dalam centrifugal
filter. Filtrat (mother liquor) keluar centrifugal filter yang terdiri atas
sodium sulfat, air dan sisa borax dialirkan ke dalam unit pengolah limbah. Sedangkan
padatan/cake dikeringkan di dalam rotary drier sehingga diperoleh produk kristal
asam borat dengan kadar 99%.
DATA UNTUK REAKTOR
Jenis : Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB / CSTR )
☻Kondisi operasi | |
| Suhu | : 100°C |
| Tekanan | : 1 atm |
| Sifat reaksi | : eksotermis |
| Kondisi proses | : isotermal - non adiabatis |
| Pendingin | : Air |
Persamaan kecepatan reaksi:
rA = k.CA.CB
k = 659080 e ( -5496.7/T )
rA = kecepatan rekasi , kmol/ m3.jam
CA = konsentrasi Borax , kmol/ m3
CB = konsentrasi H2SO4 , kmol/ m3
k = konstanta kecepatan reaksi, m3/j.kmol
T = suhu, Kelvin
Data US Patent untuk pembuatan Asam Borat dari Borax adalah United States Patent 2032699, 15 September 1981 dengan label Method of making crude boric acid from borate and sulfuric acid
Selasa, 30 November 2021 / 24 Rabiul Akhir 1443 H
#asamborat
#skripsiasamborat
#tugasakhirasamborat
#skripsiteknikkimia
#prarancanganpabrikkimia
#prarancanganpabrikteknikkimia
Tidak ada komentar:
Posting Komentar