INDUSTRI GELAS Oleh Sunarto M Si Kompetensi Dasar

INDUSTRI GELAS Oleh: Sunarto, M. Si Kompetensi Dasar: Dapat Mejelaskan Proses Pembuatan gelas , Jenis gelas dan Komponen Penyusunnya

Pengertian Umum Keunggulan Gelas a. Transparan b. Kuat/ keras (kelemahan or unggul) c. Tahan Bahan kimia Kecuali …. . d. Insulator (listrik, or panas) e. Mudah dikosongkan (ability to contain vacum) f. Indah ( punya nilai seni, ada 800 jenis, berkembang kearah seni or art) g. Elastis HF

Pelajaran Sejarah n n Awal mula digunakan gelas tidak diketahui secra pasti (very uncertain) Pada 6000 atau 5000 th BC bangsa mesir telah membuat gelas untuk hiasan or manik –manik (sham. Jewels) Window glass dikenalkan pada 290 AD. Th 1900 an industri gelas cenderung ke arah seni (art)

Definisi • Secara Kimia : Gelas adalah gabungan dari oksida anorganik yg tidak polatil, hasil dekomposisi alkali dan alkali tanah pasir dan konstituen lain menghasilkan struktur yg acak atau random • Secara Fisika : Merupakan bahan yang kaku dan mempunyai titik leleh yang tidak tentu jika cair viskositasnya sangat tinggi ( > 10 13 P)

Jenis Gelas 1. G Silika / Fused silika / Quartz Dibuat dg proses pirolisa silikon tetra klorida pada suhu tinggi. Pirolisa ? STK = Si. Cl 4 Contoh : Kuvet pada UV-Vis Sifatnya: ◘ Tahan suhu tinggi ◘ Tahan bahan kimia …. ◘ Karakteristik ( dy muai kecil, tranparan bening ) ◘ Mahal harganya

2. G Alkali Silikat Gelas dalam bentuk larutan di gunakan dalam bentuk larutan, ☻Dibuat dari : Pasir+ soda abu ↦ Na 2 O x. Si. O 2 dilebur x antara 1 sd 4 ◘ Dikenal sebagai water glass yg merupakan bahan dasar kertas ◘ Bila kadar alkali cukup tinggi bisa dipakai sebagai bahan dasar detergen

3. Soda Lime glass Digunakan sebagai kaca jendela dan kontainer. • Komposisi bahan dasar: Si. O 2 70 – 74 % Ca. O 10 – 13 % Na 2 O 13 – 16 % • Umumnya berbentuk lembaran dan harganya murah, sifatnya ulet

4. G Timbal / Lead glass Digunakan pada alat oftik dan dekorasi Komponen utama: ◘ Pb. O (timbal oksida) ◘ Silika ◘ Alkali • Refraksi indektinggi 2, 2 dg rho 8, 0 • Kandungan Pb bervariasi bisa mencapai 90 %

5. G Borosilikat Dibuat dari boron oksida dan silika Gelas ini digunakan pada peralatan ilmiah Tahan bahan kimia, low coefisien expansi. Komponen : B 2 O 3 13 -28 % Silika 80 -87 % 6. G Alumino Silikat Dipakai pada peralatan yang digunakan pada suhu tinggi. bahan aluminosilikat

7. Fiber Glass Digunakan pada industri tekstil, sbg bahan penguat. Digunakan juga pada isolator, air filter, pipa, lem plastik. 8. G Keramik Digunakan pada alat memasak dan alat pembekuan

9. G Spesial Ada beberapa macam ; a. gelas berwarna b. safety glass / g keselamatan c. gelas yg sensitif thd sinar

Gelas warna n Munculnya werno dalam gelas pun terangaken dg tiga cara : 1. Absorbsi sinar oleh larutan pada gelas. Menambahkan logam transisi pada gelas ( Ti, V, Cr Mn LLY. Contoh : Ni. O → werno coklat Ce 2 O 3 → werno ijo 2. Koloidal partikel Menambahkan partikel koloid seperti emas misalnya dan dipanaskan ( gold Ruby glass)

3. Microskopic atau Larger Particle Penambahan Selenium merah (Se. O 2) pada kaca. Dipakai pada lampu bangjo. Pada lampu tersebut yang berwarna kacanya

Bahan Baku Gelas a. b. c. d. e. f. g. h. Pasir ( Fe tidak > 0, 45 %) Soda abu ( Na 2 O dari Na 2 CO 3 ) Batu kapur ( Ca. O dari Ca. CO 3 ) Timbal oksida Feldspars R 2 O Al 2 O 3 6 Si. O 2 R 2 O = Na 2 O atau K 2 O Sbg sumber Al 2 O 3 dan Na 2 O, Si. O 2 dan K 2 O Boraks : bahan minor pensuplai oksida Pearls Ash Cullet

Contoh : Sand n Soda Ash n Salt cake n Powder coal n Lime n Cullet n 100 lb 35 lb 10 lb 0, 5 lb 15 lb 50 lb

Reaksi Pambentukan Gelas Na 2 CO 3 + a Si. O 2 ↦ Na 2 O a. Si. O 2 + CO 2……… 1 Ca. CO 3 + b Si. O 2 ↦ Ca. O b Si. O 2 + CO 2……… 2 Na 2 SO 4+ c Si. O 2+ C ↦ Na 2 O c Si. O 2 +SO 2 +CO …… 3 --------------------Na 2 SO 4 + C ↦ Na 2 SO 3 + CO ……………. 4 2 Na 2 SO 4 + C ↦ Na 2 SO 3+ CO 2 ………………… 5 Na 2 SO 3 + c Si. O 2 ↦ Na 2 O c Si. O 2 + SO 2 ………… 6 n n Amati reaksi 4 dan 5 itu mirip. Reaksi 4 dan 6 menerangkan reaksi 3

Contoh % Komposisi Gelas : Komp Bolam L G Pb/t ware G Pirex G Silika Si. O 2 B 2 O 3 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 As 2 O 3 Ca. O Mg. O Na 2 O K 2 O Pb. O 73, 6 1, 0 5, 2 3, 6 16 0, 6 - 67, 2 0, 47 0, 9 9, 5 7, 1 14, 8 80, 5 12, 9 2, 2 3, 8 0, 4 - 70, 3 7, 14 0, 67 4, 9 12, 75 1, 97 -

GELAS SPESIAL 1. Gelas dg Kand Silika besar • Disebut gelas Vycor, • Sifatnya mirip dg Fused Silica glass • Komposisi : Silika 98 % B 2 O 33 % Oks Al dan alkali • Sangat tahan terhadap bahan kimia kecuali terhadap : • HF

2. Gelas Keramik ( pyro ceramic brand) • Dibuat dari bahan baku alumina • Membentuk kristal keramik dg proses Devitrifikasi • Dev : Proses membentuk tranfaran dalammembuat gelas • Sifatnya tahan suhu tinggi dan dipakai pada alat elektronik.

3. Gelas Keselamatan (safty glass ) Ø 1. Laminated Safety Glass Dibuat dg stuktur 2 layar/ lapis dari plastik resin polivinil butirat. Klo pecah tidak lepas dari bentuknya karena ada pelapisnya. Digunakan pada kaca mobil dan gedung penting. Bahan interlayer pada mulanya adalah : - celulosa nitrat - celulosa asetat Ø Laminated sg

§ 2. Case Hardened (Tempered Sg). Dibuat pada suhu dan tekanan sangat tinggi dan bila pecah terfraksinasi jadi cil keci, supaya tak melukai. Banyak dipakai pada kaca mobil § Tempered Sg

Perbandingan Beberapa sifat Gelas sifat G umum pirex G 96 % Si quartz Softening p 696 819 1442 1667 Spec gravity 2, 47 2, 23 2, 18 2, 01 Koef expansi ( 10 -7 ) 92 32 -33 7, 8 -8 5, 5 -5, 9 Maks Temp ( F) Ora ngerti 900 -1000 1800 -2000 Ora ngerti

• • Zat oksidator bila + KI berlebihan, maka akan terbentuk I 2, I 2 ini kemudian dititrasi dg Natrium tiosulfat Contoh zat oksidator al : KMn. O 4 ; H 2 O 2 ; Cl 2 ; K 2 Cr 2 O 7: CUSO 4 dll Lengkapi reaksi zat diatas dengan KI pada suasana asm ( cari sendiri) Jumlah I 2 yang terbentuk setara dengan jumlah zat oksidator(sampel). Lha I 2 yang terbentuk juga setara dg Na 2 S 2 O 3 dari hasil titrasi Dapat disimpulkan jumlah zat oksidator setara dengan jumlah natrium tiosulfat. ? Dengan kata lain, analit or sampel setara dg volume Na 2 S 2 O 3

• • Pada titrasi Iodometri digunakan indikator amilum 1 %, sebanyak 1 ml. Amilum membentuk kompleks dg I 2 yang berwarna biru, artinya kalau I 2 telah habis (ekivalen) warna larutan menjadi jernih. Indikator sebaiknya ditambahkan menjelang atau mendekati titik ekivalen, yaitu ketika larutan sudah berwarna kuning jerami. Kalau Ind. ditambahkan sejak awal kesalahan titrasi menjadi besar karena kompleks dari iod amilum agak sulit larut dalam air (ada sebagian Iod amilum tak bereaksi dg Na tiosulfat).

Pembuatan Larutan Na 2 S 2 O 3 0, 1 N sebanyak 1 L Ø ► ► ► Berapa Mr dan BE tiosulfat ? 2 S 2 O 3 -2 ⇄ S 4 O 6 -2 + 2 e 2 mol melepas 2 e, jadi BE =. . . Klo Mr = 248 Larutan 0, 1 N natrium tiosulfat dibuat dengan cara menimbang 25 gr kristal natrium tiosulfat. Dilarutkan dalam labu takar hingga volumenya 1 L pada air yang telah dididihkan. Karena dalam larutan na tiosulfat terdapat bacteri Thiobacillus Thiopus maka diatasi dg cara : a. Pelarutan dilakukan pada air mendidih. b. Larutan ditambah kloroform (CHCl 3) atau 10 gr Hg. Cl 2. c. Larutan disimpan pada tempat gelap.

Standarisasi Larutan Na. Tiosulfat 0, 1 N n n n Zat standar primer yang dapat digunakan ; KIO 3 ; KBr. O 3; K 2 Cr 2 O 7 dll Misal dipakai K 2 Cr 2 O 7 Berapa Mr. . . BE. 1/6 Mr = 49 Cr 2 O 7 -2+ 14 H+ +6 e ⇄ 2 Cr+3 + 7 H 2 O Diambil dg tepat 25 ml larutan K 2 Cr 2 O 7 0, 1 N Kalau tidak ada di lab gimana cara membuat ? Lar tersebut dimasukkan dalam erlenmayer 250 ml, + 5 ml asam asetat glasial+5 ml Cu. SO 4 0, 001 M+ 30 ml lar KI 10 %. Larutan dihomogenkan dititrasi dg lar Na tiosulfat, +ind amilum, ketika larutan berwarna…. Warna TE…… Hitung normalitas Na tiosulfat dg rumus V 1 N 1 =V 2 N 2 jika volume titasi (TE) adalah 24 ml.

Penentuan % Cu dalam Kristal Cu. SO 4 ► Ditimbang 3 gr Cu. SO 4 5 H 2 O, dilarutkan dalam labu takar 250 ml. Diambil sebagian, misal 25 ml dengan pipet volume, dimasukkan dalam erlenmayer 250 ml + 10 ml lar KI 10 %. ► Titrasi I 2 yang dihasilkan dengan larutan Na 2 S 2 O 3 0. 1 N, gunakan ind. Amilum. ► Hitunglah kadar Cu dalam %, bila titik ekivalen pada 10 ml. ► ► Jawab: Reaksi 2 Cu. SO 4 + 4 KI → Cu 2 I 2 (S) + 2 K 2 SO 4 + I 2 + Na 2 S 2 O 3 ⇄. . . 1 ml N Na 2 S 2 O 3 = 0, 06357 gr Cu Cu (II) + e → Cu(I) jadi BE Cu = Ar Cu = 63, 5

► n. Jawab: ► Pada 25 ml larutan encer, berlaku rumus : miligrek Cu = miligrek na tiosulfat = 10 x 0, 1 miligrek miligram Cu = 10 x 0, 1 x BE Cu miligram = 10 x o, 1 x 63, 5 miligram = 63, 5 miligram ► Pada 250 ml larutan, jumlah mg. Cu 635 mg. ► Pada sampel juga : 635 mg, jadi kadar dapat dihitunglah.

Penentuan klor aktif dalam Serbuk Pemutih v Serbuk pemutih berisi : - kalsium hipoklorida Ca(OCl)2 - kalsium klorida basa Ca. Cl 2 Ca(OH)2 H 2 O v Zat aktifnya adalah hipoklorida (OCl) -, berfungsi sebagai pemutih v Dalam penentuannya zat pemutih + HCl supaya dilepaskan Cl 2 yang dapat ditentukan secara Iodometri. Reaksi : Ca(OCl)2 +4 HCl ⇄ Ca. Cl 2 +2 H 2 O v Cl 2 yang terlepas di tetapkan secara iodometri, dg asumsi jumlah Cl 2 setara dg zat aktif pada pemutih. v Mula mula ditimbang 2, 5 gr serbuk pemutih dilarutkan menjadi 250 ml.

v v v Diambil tepat 25 ml dimasukkan dalam erlenmayer + 1 gram KI + 5 ml asam asetat glasial + 25 ml aquades. Larutan dititrasi dg standar Na tiosulafat 0, 1 N, gunakan ind. Amilum. Hitung kadar klor aktif sbg Cl 2 pada serbuk pemutih dalam % bila diketahui volume akhir titrasi 10 ml. Jawab : Ca(OCl)2 + 4 KI +4 CH 3 COOH ⇄ Ca. Cl 2+4 CH 3 COOK + 2 H 2 O + I 2 + Na 2 S 2 O 3 ⇄……………. . Diketahui : 1 ml N Na 2 S 2 O 3 = 0, 03546 gr Cl Cl 2 + 2 e ⇄ 2 Cl- jadi BE Cl 2 = ½ Mr. Cl 2 = 35, 5 Buatlah skema kerja biar guampang jawabnya. Di pasaran kadar Cl 36 - 38 %

Penentuan Yang Lain v. Hidrogen Peroksida H 2 O 2 v. Mangan Oksida Mn. O 2 dalam pirolusit v. Dll v. Cara Penentuan ? v. Pelajari sendiri aza pak ! Ya setuju

4. Bahan Mudah Terbakar § Contoh bahan mudah terbakar : - benzena ( dan pelarut Organik lain : karbon disulfida, tuluena, eter , PE dll - alkohol ( etanol, metanol dll) - logam Na - Bahan pendukung : LPG, asitelin dll - Pemanasan Bahan organik dg water bath atau mantel pemanas

5. Debu dan Asap n n Keracunan bisa terjadi saat penggilingan dan penyaringan bahan seperti : - asap logam kromium, timah, selenium, timbal, dll ( hati AAS) - debu dari silika dan asbes Gunakan selalu masker meskipun terasa Ribet dan tidak gaul.

6. Bahan Radioktif § Hati hati dg bahan radioktif, uranium dan sebangsanya ( lab fisika ) § Letakkan pada ruang khusus ( gunakan dalam dosis terbatas dan waktu terbatas § Jika khawatir gunakan alat pengukur dosis radioaktif (portable dose-rate meter) § Sampahnya tidak dibuang di lingkungan

7. Bahan Lainnya n n n Peroksida dan eter Bukan hanya penyebab kebakaran tapi paparan cahaya menyebabkan terbentukknya peroksida yang tidak stabil PVC Pada suhu tinggi mengurai menjadi HCl yang sangat korrosiv ( JMS PLASTIK) Asam Perklorat Berpotensi menimbulkan ledakan bila dicampur dg bahan lain : ester, bahan yg mudah teroksidasi. Gunakan sarung tangan, kaca mata, dan safty screen

KOMBINASI BAHAN YANG HARUS DIHINDARI n n n Natrium atau Kalium dg air Amonium nitrat, serbuk seng dan air Kalium nitrat dg natrium asetat Nitrat dengan ester Peroksida dg magnesium seng atau aluminium Benzena atau alkohol dg api ?

GAS BERBAHAYA § Bersifat Iritasi gas HCl, HF, nitrat dan nitrit, klorin, sulfur dioksida ( cermati baunya yg nyegrak). § Karbon monoksida sangat mematikan, semua reaksi yang menghasilkan gas tersebut dihindari, karena tidak berwarna, dan tidak berbau § Hidrogen sianida berbau seperti almond Hidrogen sulfida dikenali dari baunya Hidrogen selenida gas yg sangat beracun.

Simbul Bahan Kimia

SOAL : coba ceritakan kesulitan yang pernah dialami ketika bekerja dilab (bukan kesulitan uang), bila sudah ada pemecahannya bisa juga disampaikan

PENUTUP § Kalaupun materi ini tidak cocok, mohon dianggap cocok § Maaf atas segala kekurangan § Terima kasih atas perhatiannya.

Contoh. Tabel Kartu Alat Tgl 1 -22006 Keadaan Masuk Ke luar Baik Rusak 10 - Ket Persediaan Baik Rusak 10 -

Contoh: Pengesetan perangkat penyulingan (distilasi)

Merangkai dan membuka rangkaian alat 1. 2. 3. 4. 5. Siapkan statif, kaki tiga, dan labu destilasi Pasang pendingin Liebig yang telah berselang Pasang adaptor/penghubung, baru labu penampung Pasang termometer Nyalakan pembakar spiritus

Contoh alat kromatografi kertas

Instrument GC (Gas Chromatography)

Komponen-komponen GC column gasflow detector gcinjector

GCinside

Gowmacsm recorder

Peralatan Keselamatan Kerja § § § § Hydrant Eye washer Water shower jas Lab sebaiknya lengan panjang Sarung tangan Gogle Masker Perlengkapan First Aid

Peralatan Keselamatan Kerja