II. PEMILIHAN DAN URAIAN PROSES

A. Macam – macam proses

Pembuatan NaOH dimulai pada tahun 1853, yaitu ketika soda mulai digunakan dalam industri secara luas. Dalam pembuatan NaOH dikenal 2 macam proses yang umum digunakan, yaitu :

1.Proses Produksi NaOH dari Lime dan Soda Ash

Pada proses ini bahan yang digunakan adalah Soda Ash (Na2CO3) dan Lime (Ca(OH)2). Adapun reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

Na2CO3 + Ca(OH) 2  2NaOH + CaCO3

Metode ini dilakukan sebagai berikut :
Larutan Na2CO3 dicampur dengan Ca(OH)2 yang menghasilkan larutan NaOH dan CaCO3(s). Setelah dipisahkan maka larutan NaOH dipekatkan untuk menghasilkan konsentrasi NaOH yang diinginkan. Proses ini dapat dilakukan secara batch maupun kontinue. Pada reaksi di atas digunakan larutan Na2CO3 20 %,
sedangkan Ca(OH)2 yang digunakan berupa buburan. Reaksi berlangsung pada temperatur sekitar 85 oC. Setelah diaduk selama sekitar 1 jam, kemudian diendapkan di dalam thickener. Larutan hasil pemisahan dari thickener mengandung NaOH dengan kadar 10 – 12 %. Larutan tersebut kemudian dimasukkan ke dalam evaporator untuk dipekatkan kadar NaOHnya menjadi 50 %.. dengan konversi 95 – 96 %. Sedangkan endapan yang keluar sebagai hasil bawah thickener dipompa ke thickener yang lain untuk diambil kandungan NaOH dan Na2CO3 dengan jalan menambahkan air panas ke dalam thickener tersebut. Larutan hasil yang
diperoleh adalah larutan encer yang dipakai sebagai make up Na2CO3 20 % (Faith and Keyes, 1957).


2.Proses Produksi NaOH dari Elektrolisa Garam

Pada proses pembuatan NaOH dengan cara elektrolisa, reaksi yang tejadi adalah sebagai berikut:

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2

Adapun tahapan – tahapan proses elektolisa garam meliputi:

a.Proses pemurnian larutan NaCl

Sebelum NaCl dikonversikan di dalam sel elektrolisa terlebih dahulu NaCl padat tersebut dilarutkan ke dalam sejumlah air sampai konsentrasi tertentu. Setelah itu barulah dilakukan pemurnian larutan garam dari ion – ion Mg2+, Ca2+, Fe3+, dan SO42- dengan menambahkan reagen BaCl2, NaOH, dan Na2CO3 dalam bentuk larutan. Dengan demikian ion – ion tersebut bereaksi dan menghasilkan endapan yang dibuang pada rotary drum filter.

b.Proses elektrolisa larutan NaCl

Larutan NaCl dimasukkan ke dalam reaktor sel elektrolisa. Dalam sel elektrolisa larutan garam dialiri arus listrik searah (DC), sehingga akan mengakibatkan terurainya NaCl menjadi Na+ dan Cl-. Dengan penambahan air akan terbentuk NaOH disertai pembentukan gas H2.


Proses elektrolisa sendiri dapat dilakukan dengan 3 macam cara :

1.Proses elektrolisa dengan sel diaphragma

Dalam sel diphragma yang dipakai sebagai anoda adalah grafit dan sebagai katoda digunakan besi atau platina. Diaphragma dibuat dari asbes mudah dilalui ion – ion tapi sukar dilalui oleh molekul. Diaphragma ini memisahkan memisahkan anoda dan katoda. Dengan adanya arus searah, pada anoda diperoleh gas Cl2 dan pada katoda diperoleh gas H2


Reaksi : NaCl  Na+ + Cl-
H2O  H+ + OH-
Anoda : 2Cl-  Cl2 + 2e
Katoda : 2H2O + 2e  H2 + 2OH-
Na+ + OH-  NaOH



Konsentrasi NaCl yang diizinkan adalah 340 – 350 g/liter yang pada hakekatnya adalah larutan jenuh. Sel bekerja pada suhu 85 oC (Faith and Keyes, 1972). Diaphragma umumnya diganti setiap empat kali pergantian anoda. Umur anoda biasanya sekitar 365 hari. Pada saat ini telah digunakan diafragma dan elektroda yang telah dimodifikasi sehingga memiliki efisiensi yang lebih tinggi dan umur penggunaan yang lebih lama yaitu mencapai 8-10 tahun. Larutan NaOH yang dihasilkan adalah 11,3 – 15 %.


2.Proses sel elektrolisa dengan sel membran

Sel membran memakai membran semipermeabel untuk memisahkan anoda dan katoda. Membran ini hanya mengijinkan ion Na+ untuk melewatinya dan mencegah ion OH-. Pemakaian ini dimaksudkan untuk mencegah ion OH- dan Cl- masuk ke dalam ruangan katoda. Membran terbuat dari bahan polimer seperti perfluoro sulfonie acid polimer dan perfluorocarboxylic acid polimer. Sel membran menghasilkan NaOH yang lebih murni dan lebih tinggi konsentrasinya bila dibandingkan dengan sel diaphragma, yaitu sebesar 28 %. Sel membran ini telah diterapkan dalam industri secara komersiil tetapi terlalu mahal.


3.Proses elektrolisis dengan menggunakan sel merkuri

Di dalam sel mercuy, yang dipakai sebagai katoda adalah merkuri yang dialirkan pada bagian dasar sel, sedangkan sebagai anoda dipakai grafit. Larutan NaCl yang telah dimurnikan dialirkan diantara kedua elektroda tersebut dan membentuk NaHg pada katoda dan gas Cl2 pada anoda.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
Reaksi : NaCl  Na+ + Cl-
Anoda : 2Cl-  Cl2
Katoda : 2Na+ + Hg+ + 2e  NaHg

Larutan NaCl sebagai umpan masuk ke dalam sel elektrolisa pada suhu 60 – 70 oC dengan konsentrasi NaCl 340 – 350 g/liter. Amalgam (NaHg) yang dihasilkan mengalir ke dekomposer dan dikontakkan dengan air secara counter current sehingga dihasilkan NaOH 50 % dan gas H2.

Reaksi :
2NaHg + H2O  2NaOH + H2 + Hg