Sejarah Perkembangan Teori Atom

Gagasan Awal tentang atom

Gagasan tentang atom dikemukakan pertama kali oleh Demokritus ,seorang ahli filsafat dari yunani pada abad ke 4 sebelum masehi.

awalnya ada dua pendapat tentang materi terkecil :

Democritus menganggap bahwa pembagian materi bersifat diskontinu, jika suatu materi dibagi dan dibagi lagi maka pada akhirnya akan diperoleh partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi, partikel kecil tersebut disebut atom (a = tidak ; tomos = terbagi).

sedangkan pendapat laindi kemukakan oleh :

Aristoteles (384-332 SM ) yang berpendapat bahwa pembagian materi bersifat kontinyu artinya pembagian materi berlanjut tanpa batas

1.Hukum Hukum dasar ilmu kimia

Hukum Kekelan Massa (Hukum Lavoiser)

Antoine Laurent Lavoisier (1734-1794)

Hukum kekekalan massa atau dikenal juga sebagai hukum Lomonosov-Lavoisier adalah suatu hukum yang menyatakan massa dari suatu sistem tertutup akan konstan meskipun terjadi berbagai macam proses di dalam sistem tersebut (dalam sistem tertutup Massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama (tetap/konstan)

2.Hukum Perbandingan Tetap

Perbandingan tetap pertama kali dikemukakan oleh Joseph Proust, setelah serangkaian eksperimen di tahun 1797 dan 1804.Joseph Louis Proust  (1754-1826) mengemukakan Hukum Perbandingan Tetap yang berbunyi:

“Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap sekalipun dibentuk dengan cara berbeda-beda”

Perkembangan ilmiah tentang atom

Selama hampir 22 abad gambaran atom tidak mengalami perubahan barulah pada tahun pada tahun 1803 John Dalton menempatkan konsep atom secara kokoh menjadi konsep pokok keilmuan kimia. Menurut Dalton:

1.Setiap materi terdiri atas partikel terkecil yang di sebut atom

2.Atom merupakan bola pejal yang sangat kecil

3.Atom-atom suatu unsur adalah identik tetapi berbeda dengan atom-atom          dari unsur lain

4.Senyawa adalah materi yang disusun oleh dua atau lebih jenis atom dengan perbandingan tertentu

5. Pembentukan senyawa melalui reaksi kimia yang merupakan proses penataan dari atom-atom yang

terlibat dalam reaksi tersebut.

Melalui teori atomnya Dalton dapat menjelaskan perilaku materi yang mengalami perubahan kimia menurut hukum dasar kimia :

Hukum lavoiser ( Hukum kekekalan massa ) berbunyi:

”Pada reaksi kimia, massa zat sebelum dan setelah reaksi adalah sama”

Teori atom Dalton menjelaskan bahwa atom tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan atau diubah menjadi atom lain. Dengan kata lain jenis dan jumlah atom sebelum dan sesudah reaksi sama (tidak ada perubahan massa)

Hukum Proust (Hukum Perbandingan Tetap) berbunyi:

“Dalam suatu senyawa perbandingan massa unsur-unsur penyusunnya selalu tetap“

Menurut Dalton senyawa terbentuk dari penggabungan atom-atom dengan perbandingan tertentu. Karena atom-atom suatu unsur identik maka jika perbandingan jumlah atomnya tertentu maka perbandingan massanya pun tertentu pula.

Pada perkembangan selanjutnya, ditemukan berbagai fakta yang tidak dapat dijelaskan oleh teori atom Dalton, seperti masalah sifat listrik dari materi, spektrum unsur, masalah pembentukan ikatan kimia dan lain-lain sebagainya.

Pada tahun 1897 ditemukanlah adanya elektron dalam atom oleh Joseph John Thomson melalui percobaannya yang menggunakan tabung pengawa muatan. Menurut Thomson:

* Elektron merupakan komponen pokok penyusun materi

* Semua atom mengandung elektron

*Atom terdiri atas materi bermuatan positif dan elektron tersebar merata didalamnya. Secara keseluruhan atom bersifat netral.

Model atom Thomson ini disebut juga model ”plum-pudding” (roti kismis).

Kemudian pada tahun 1910 Ernest Rutherford bersama kedua orang asistennya, Hans Geiger dan Ernest Marsden, melakukan serangkaian percobaan untuk mengetahui lebih banyak tentang susunan atom. Mereka menembak lempeng logam tipis (emas) dengan partikel sinar alfa berenergi tinggi. Dari pecobaan mereka menemukan bahwa sebagian besar partikel alfa dapat menembus logam tanpa mengalami pembelokan yang berarti, sebagian kecil mengalami pembelokan yang cukup besar, dan beberapa diantaranya dipantulkan. Penemuan ini spontan menyebabkan gugurnya teori atom Thomson.

Dari penemuannya Rutherford berasumsi:

* Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif yang berada pada pusat atom. Massa atom terpusat pada inti.

* elektron bergerak mengitari inti seperti halnya tata surya.

Akan tetapi teori atom Rutherford ini tidak sesuai dengan teori dinamika klasik yang menyatakan:

”Jika partikel bermuatan bergerak cepat maka partikel tersebut akan kehilangan energi dalam bentuk radiasi. Jadi, jika elektron bergerak mengelilingi inti, maka lama kelamaan elektron tersebut akan jatuh ke inti”.

Karena belum bisa mejelaskan kestabilan elektron mengelilingi inti atom mengakibatkan teori atom Rutherford belum diterima pada saat itu.

Selanjutnya teori atom Rutherford disempurnakan oleh Neils Bohr. Dengan menerapkan teori kuantum Planck, Bohr menerangkan spektrum atom Hidrogen. Menurut Bohr:

* Elektron mengelilingi inti pada lintasan tertentu, yaitu lintasan yang memberikan momentum sudut sebesar , dimana h = tetapan Planck = 6,63 x 10-34J/s.

* Energi elektron dalam lintasan berbanding lurus dengan jarak lintasan dari inti. Makin jauh lintasan dari inti, makin tinggi tingkat energi lintasan. Selama elektron berada pada lintasannya elektron tidak melepas dan menyerap energi.

* Jika elektron menyerap energi maka elektron pindah ke lintasan yang tingkat energinya lebih tinggi. Dan jika elektron pindah dari lintasan dengan tingkat energi tinggi ke lintasan dengan tingkat energi rendah, maka elektron akan memancarkan energi dalam bentuk radiasi.

Teori atom Bohr ini menjadi penting karena telah dapat menggambarkan adanya tingkat tingkat energi dalam atom. Akan tetapi, teori atom Bohr tidak dapat menjelaskan spektrum atom berelektron banyak, efek Zeeman dan sifat keperiodikan unsur.

Untuk menerangkan kelemahan teori atom Bohr, maka lahirlah teori atom baru ”teori atom mekanika kuantum” yang ditopang oleh hipotesa De Broglie dan Azas ketidakpastian Heisenberg.

Hipotesa De Broglie berbunyi:

”elektron dalam atom dapat dipandang sebagai partikel dan sebagai gelombang”

Azas ketidakpastian Heisenberg berbunyi:

”tidak mungkin menentukan kecepatan sekaligus posisi yang pasti dari elektron dalam ruang, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti”

Daerah kebolehjadian menemukan elektron disebut orbital. Pada tahun 1926, Erwin Schrodinger berhasil merumuskan persamaan gelombang yang menggambarkan orbital, dimana setiap orbital mempunyai bentuk dan energi tertentu. Satu orbital dapat ditempati oleh maksimal 2 elektron.

Kedudukan elektron dalam atom dijelaskan oleh 4 bilangan kuantum:

1. bilangan kuantum utama (n) yang menyatakan tingkat energi

2. bilangan kuantum azimuth (l) yang menyatakan orbital

3. bilangan kuantum magnetik (m) yang menyatakan orientasi orbital dalam ruang

4. bilangan kuantum spin (s) yang menyatakan spin elektron.

source from :http://chemistryisveryfantastic.blogspot.com/2009/06/sejarah-teori-atom-pada-awalnya-gagasan.html

Proses Pembuatan Pulp

Perkembangan teknologi proses pembuatan pulp di dasarkan pada beberapa tujuan,di samping untuk optimisasi tujuan , kualitas pulp dan pengendalian kualitas, yang penting adalah untuk :

-meningkatkan rendemen pulp
-mengurangi kebutuhan pulp
-mengurangi jumlah bahan kimia yang di butuhkan dalam pembuatan pulp dan pengelantangan , termasuk peningkatan proses recovery bahan kimia
-mengurangi pencemaran udara dan air
-pengembangan proses pembuatan pulp bebas belerang  dan pemutihan bebas chlor
-fleksibelitas tinggi mengenai rendemen ,kualitas dan pengelantangan pulp
-kondisi proses yang memungkinkan penyiapan hasil samping pulp
pembuatan unit produksi yang lebih kecil yang menguntungkan yang membutuhkan biaya lebih rendah untuk mendirikan pabrik pabrik baru dan menurunkan kebutuhan bahan baku

berdasarkan hal di atas proses pembuatan pulp di bedakan menjadi beberapa macam :
1.Proses pembuatan pulp secara  mekanik (mechanical pulping) diantaranya:
       -Asah Batu
       -Pembuatan pulp mekanik di giling
2.Pembuatan Pulp secara Semi kimia
       -Proses Soda Dingin
3.Pembuatan Pulp Kimia Alkalis
4.Pembuatan Pulp Kimia Sulfit

Tapi di sini hanya akan dibahas secara garis besar proses pembuatan pulp secara kraft (kraft pulping)yang termasuk proses pembuatan pulp secara alkalis.

Sejarah proses pembuatan pulp secara kraft.

Proses Soda pertamakali di patenkan pada tahun 1854 M dan yang terakhir di patenkan pada tahun 1866 adalah pematenan proses recovery soda dengan cara di bakar di recovery boiler dalam mendapatkan kembali sebagian besar alkali yang di gunakan di dalam proses.pabrik pembuatan pulp soda yang pertama di buat adalah pada tahun 1866.
adalah C.F Dahl yang mengembangkan proses kraft .untuk menemukan cara mengganti sodium karbonat yang mahal(soda ash),dia berekspirimen dengan menambahkan sodium sulfate (salt cake) di furnace recovery boiler dengan tujuan menggantikan unsur unsur yang hilang selama proses pembuatan pulp secara soda.sulfat tersebut di reduksi menjadi sulfit dalam reaksi di furnace,kemudian sulfit tersebut di tambahkan ke dalam larutan pemasak.Dahl menemukan sulfit mempercepat waktu pembuatan pulp dan mendapatkan pulp yang lebih kuat.ia kemudian mematenkannya pada tahun 1884.
metode pulp yang baru tersebut baru di gunakan pertama kali secara komersil pada tahun 1885 di swedia.mengikuti perkembangan metode ini ,banyak pabrikan berubah menggunakan metode kraft ini.dorongan terbesar pembuatan pulp dengan metode kraft datang pada tahun 1930 dengan di perkenalkannya Tomlinson recovery furnace,di mana unit evaporasi larutan pemasak , bagian pembakaran larutan pemasak dan reaksi kimia  di jadikan satu unit.dan akhirnya pada awal tahun 1950 di Perkenalkan proses pengelantangan dengan menggunakan chlorine di oksida.
Beberapa keuntungan utama pembuatan pulp secara kraft adalah:
-tuntutan yang rendah terhadap spesies kayu dan kualitas kayu,termasuk semua tipe kayu lunak dan keras,bahkan dalam campuran
-waktu pemasakan yang pendek
-pengolahan limbah cairan pemasak yang telah mantap,termasuk pemulihan bahan bahan kimia dalam pembuatan pulp,pembangkitan panas proses dan produksi hasil samping yang berharga seperti minyak tall dan terpentin dari spesie pinus
-sifat sifat kekuatan pulp yang sangat baik


Penjelasan singkat proses pembuatan pulp

Penyiapan Kayu dan Chip
Kayu yang digunakan di Indonesia umumnya jenis Akasia Mangium. Kayu jenis ini termasuk jenis yang berserat pendek .Proses pembuatan pulp dimulai dari penyediaan bahan baku, dengan cara mengambil dari hutan tanam industri dengan kendaraan dan dengan ukuran tertentu baik diameter maupun panjang kayu (panjang 1.4-3.0 m), kemudian disimpan  ditempat penyimpanan yang biasanya di sebut wood yard dengan tujuan untuk degradasi lignin secara alami dan persediaan bahan baku atau di umpankan langsung ke drum barker. Kayu yang siap diolah ini disebut dengan Log. Log pertamakali melewati stone trap (alat yang berbentuk silinder berfungsi untuk membuang batu yang menempel pada log), setelah itu log dicuci di gentle-feed yang bertujuan membersihkan kayu dari kotoran-kotoran yang menempel misalnya pasir,tanah dan lain-lain. Kemudian log di kupas kulitnya dengan alat yang berbentuk drum disebut Drum barker dimana pada tahap ini di dapatkan hasil utama log yang bersih dan hasil samping bark yang keluar dari bagian bawah drum barker dan di gunakan untuk pembakaran di power boiler untuk mendapatkan energi listrik.Setelah itu Log yang sudah bersih keluar dan melewati conveyor washing roll dan kemudian di iris menjadi potongan-potongan kecil  yang di sebut dengan chip,alat yang di gunakan pada proses ini di sebut chipper. Chip kemudian dikirim ke chip yard,untuk tempat penyimpanan sementara yang juga bertujuan mengurangi kadar lignin dalam kayu dengan proses alami dan juga sebagai tempat stock chip untuk beberapa hari,setelah itu chip di kirim ke penyaringan utama atau chip screen untuk memisahkan chip dengan klasifikasinya yang bisa dipakai dan yang tidak,adapun disini chip di bedakan menurut ukurannya menjadi beberapa jenis misalnya oversize,overthick,accept,pin dan dust.Ukuran chips yang di inginkan adalah ukuran chip yang masuk pada klasifikasi accept,sedangkan ukuran oversize akan di potong kembali untuk mendapatkan chips ukuran accept demikian juga dengan yang overthick sedangkan dust akan di campur dengan bark untuk di kirim ke bagian power boiler untuk menjadi bahan bakar. Chip yang standar kemudian di kirim ke bejana pemasak(digester).

Cooking dan brown stock washing

Chip dimasak dengan beberapa tahap dan di bagi menjadi beberapa zona pada temperatur maksimal sekitar 160 derajat celcius dan tekanan yang tinggi.
-presteaming
Chips dari chips screen masuk ke dalam chip bin  untuk pre steaming, kemudian baru dipanaskan dengan steam di steaming vessel dengan tujuan :
menghilangkan udara yang terperangkap di dalam rongga rongga chips dan menggantinya dengan steam (uap air) selain itu bertujuan untuk memanaskan chips.kemudian chips di campur dengan larutan pemasak di dalam chips chute . Chips dan larutan pemasak di masukkan ke dalam digester dengan menggunaka High Pressure Feeder.
Impregnation
chip di masak dengan cairan pemasak yang disebut dengan larutan pemasak(white liquor).pada tahap ini terjadi dua proses yang berbeda yaitu:
bulk penetration yaitu larutan pemasak masuk ke dalam chip melalui pori2 kayu
diffusi yaitu ion dan molekul larutan pemasak bergerak dari tempat larutan konsentrasi tinggi ke rendah yang mana hal ini bisa terjadi jika pori2 kayu sudah di isi uap air atau air.


Blowing
pada kraft pulping larutan pemasak terdiri bahan kimia aktif  yaitu sodium hidroksida (NaOH) dan sodium sulfit (Na2S),dalam larutan pemasak juga terdapat kandungan kimia yang tidak ikut bereaksi di dalam proses pemasakan pulp yaitu sodium karbonat (Na2CO3).Reaksi kimia yang terjadi pada proses ini antara bahan  aktif alkali (NaOH+Na2S) dan efektif Alkali (NaOH + 1/2 Na2S) yaitu jumlah aktual OH- dengan komponen kayu.Sebagian besar bahan kimia yang konsumsi oleh karbohidrat yang terkandung dalam kayu dan kekuatan pulp di sebut derajat penghilangan seluluosa dan hemiselulosa.Dengan adanya Na2S akan menghasilkan ion HS-,yang mana ion ini akan mempercepat penghilangan lignin dan ini akan menghasilkan pulp dengan kekuatan yang tinggi . Pada proses pemasakan ini di kontrol dengan target KAPPA NUMBER yang mana dengan ini dapat di tentukan sisa lignin yang ada pada akhir proses pemasakan kayu.Variabel utama yang di kontrol selama pemasakan adalah:
-Waktu dan temperatur  (H Faktor)
-Alkali Charge
-Rasio larutan pemasak dan kayu

Pada proses cooking ini di dapatkan hasil samping atau sisa larutan pemasak yang di sebut Black Liquor yang mana di dalam larutan ini masih mengandung larutan pemasak dengan kadar yang sedikit dan juga bahan organik yang larut selama proses tersebut.Black Liquor yang di hasilkan ini kemudian disaring dan di kirim ke Evaporator untuk menguapkan kandungan air sehingga di dapatkan HBL yang kemudian di bakar di Recovery Boiler untuk menghasilkan steam dan Green Liquor yang nantinya akan di ubah kembali menjadi White liquor yang akan di gunakan kembali dalam proses cooking.
 kemudian dari bagian bawah digester pulp di keluarkan dan menuju pressure diffuser

Tahap selanjutnya setelah setelah pulp melalui tahap di atas kemudian dicuci dengan tujuan untuk memisahkan cairan sisa hasil pemasakan yang bertujuan mengurangi dampak terhadap lingkungan.

selanjutnya pulp melalui knotter yang berfungsi memisahkan konot atau mata kayu dan pulp yang tidak masak selama proses cooking setelah itu pulp di saring (screaning) agar terbebas dari bahan-bahan pengotor yang dapat mengurangi kualitas pulp. Proses penyaringan ini ada dua tahap, yaitu penyaringan kasar dan penyaringan halus. Proses akhir dari penyaringan berada pada sand removal cyclones yang berfungsi untuk memisahkan pasir dari pulp.

O2 Delignifikasi

Kemudian bubur kertas dicampur dengan oksigen (O2) dan sodium hidroksida (NaOH) yang biasanya sodium hidrosida ini di dapatkan dari WL oksidasi yaitu larutan pemasak yang sudah di oksidasi di dalam delignification tower sebelum di cuci didalam washer. Tujuan dari pencampuran ini adalah untuk mengurangi pemakaian bahan-bahan kimia pada tahap pengelantangan (bleacing), mengurangi kandungan lignin, serta memutihkan pulp.

Bleaching

Bubur kertas ini kemudian dikelantang (bleaching) dengan bahan kimia di bagian proses bleaching  yang bertujuan untuk mendapatkan pulp dengan derajat keputihan yang sesuai standar ISO.Pada bagian ini terdiri dari beberapa tahap yaitu D0-EO-D1-D2.Adapun penjelasan singkatnya.pada tahap D0,pulp dari tahap sebelumnya ditambahkan chlorine dioksida (ClO2) selama waktu dan temperatur tertentu , setelah itu pulp memasuki tahap EO yaitu tahap ekstraksi di tahap ini pulp di tambahkan  sodium hidroksida dan kadang di tambahkan juga hidrogen peroksida (H2O2) , sedangkan tahap berikutnya yaitu tahap D1 dan D2,di tahap ini di tambahkan lagi ClO2 sehingga di dapatkan pulp dengan derajat kecerahan minimal 89.0 % ISO yang kemudian disimpan di Bleaching HDT yang kemudian akan dikirim ke pulp machine untuk diolah menjadi pulp sheet yang siap di pasarkan.

Pulp Machine

Pada bagian ini bubur pulp dari hasil tahap bleaching akan melalui tahap penyaringan yang terdiri dari beberapa tahap yaitu primary,secondary dan tertiary yang bertujuan mendapatkan pulp yang bersih karena pulp yang di hasilkan selain mempunyai derajat kecerahan yang bagus juga harus bersih dari kotoran kemudian pulp di buat menjadi lembaran yang di sebut pulp sheet yang bertujuan menghemat dan mempermudah pengiriman ke customer (pelanggan).Pulp yang di hasilkan selain harus mempunyai standar brightness dan kotoran juga harus mempunyai viscosity dan physical properties yang bagus sehingga mempunyai harga jual yang bagus di pasaran.

Bagian-Bagian lain di industri pulp adalah :

Chemical Preparation Plant
Bagian ini mempunyai tugas menyiapkan dan menangani bahan bahan kimia selama proses pulping misalnya ClO2 , Cl2 , Oksigen dan bahan bahan kimia lain yang di perlukan

Recovery Plant
Berfungsi mengolah kembali larutan hasil pemasakan yang mengandung sedikit bahan aktif dan organik yang bisa di bakar dan dapat di gunakan sebagai pembangkit steam.dari bagian ini bisa di dapatkan kembali larutan pemasak yang akan di kirim ke digester.

Power Plant
Bagian ini berfungsi menyuplai listrik untuk kebutuhan pabrik , yang mana listrik di hasilkan dari turbin tenaga steam dari hasil pembakaran organik di recovery plant

Water Treatment Plant
Berfungsi menyediakan air untuk kebutuhan proses dan kebutuhan hidup karyawan.

Effluent Treatment Plant
Berfungsi mengolah limbah hasil dari proses pembuatan pulp sehingga tidak mencemari lingkungan

Assalamualaikum World

Assalamualaikum...