PEMBUATAN GAS MULIA

Di alam, gas mulia berada dalam bentuk monoatomik karena bersifat tidak reaktif. Oleh karena itu untuk memperoleh gas mulia (pembuatan gas mulia) umumnya menggunakan pemisahan secara fisika. Perkecualian adalah radon yang diperoleh dari peluruhan unsur radioaktif. Oh iya, disini istilah pembuatan gas mulia mungkin kurang pas, tapi maksudnya adalah sama dengan istilah ‘cara memperoleh gas mulia’ atau ‘cara ekstraksi gas mulia’.

1. Ekstraksi He dari Gas Alam

Gas alam mengandung hidrokarbon dan zat seperti CO2, uap air, He, dan pengotor lainnya. Untuk mengekstraksi He dari gas alam, digunakan proses pengembunan (liquefaction). Pada tahap awal, CO2 dan uap air terlebih dahulu dipisahkan (Hal ini karena pada proses pengembunan, CO2 dan uap air dapat membentuk padatan yang menyebabkan penyumbatan pipa). Kemudian, gas alam diembunkan pada suhu di bawah suhu pengembunan hidrokarbon tetapi di atas suhu pengembunan He. Dengan demikian, diperoleh produk berupa campuran gas yang mengandung ~50% He, N2, dan pengotor lainnya. Selanjutnya, He dimurnikan dengan proses antara lain:

Proses kriogenik (kriogenik artinya menghasilkan dingin).

Campuran gas diberi tekanan, lalu didinginkan dengan cepat agar N2 mengembun sehingga dapat dipisahkan. Sisa campuran dilewatkan melalui arang teraktivasi yang akan menyerap pengotor sehingga diperoleh He yang sangat murni.

Proses adsopsi.

Campuran gas dilewatkan melalui bahan penyerap (adsorbent bed) yang secara selektif menyerap pengotor. Proses ini menghasilkan He dengan kemurnian 99,997% atau lebih.

 

2. Ekstraksi He, Ne, Er, Kr, dan Xe dari udara

Gambar. Distilasi fraksional, salah satu cara pembuatan gas mulia
Gambar. Distilasi fraksional, salah satu cara memperoleh gas mulia

Proses yang digunakan pada gambar diatas disebut teknologi pemisahan udara. Pada tahap awal, CO2, dan uap air dipisahkan terlebih dahulu. Kemudian, udara diembunkan dengan pemberian tekanan ~200atm diikuti pendinginan cepat. Sebagian besar udara akan membentuk fase cair dengan kandungan gas mulia lebih banyak, yakni ~60% gas mulia (Ar, Kr, Xe) dan sisanya ~30% O2, dan 10% N2. Sisa udara yang mengandung He dan Ne tidak mengembun karena titik didih kedua gas tersebut sangat rendah.

Selanjutnya, Ar, Kr dan Xe dalam udara cair dipisahkan menggunakan proses, antara lain:

Proses adsorpsi.

Pertama, O2 dan N2 dipisahkan terlebih dahulu menggunakan reaksi kimia. O2 direaksikan dengan Cu panas. Lalu N2 direaksikan dengan Mg. Sisa campuran (Ar, Kr, Xe) kemudian diadsorpsi oleh arang teraktivasi. Sewaktu arang dipanaskan perlahan, pada kisaran suhu tertentu setiap gas akan terdesorpsi atau keluar dari arang. Ar diperoleh pada suhu sekitar -80oC, sementara Kr dan Xe pada suhu yang lebih tinggi.

Proses distilasi fraksional menggunakan kolom distilasi fraksional bertekanan tinggi. Prinsip pemisahan adalah perbedaan titik didih zat. Karena titik didih N2 paling rendah, maka N2 terlebih dahulu dipisahkan. Selanjutnya Ar dan O2 dipisahkan. Fraksi berkadar 10% Ar ini lalu dilewatkan melalui kolom distilasi terpisah dimana diperoleh Ar dengan kemurnian ~98% (Ar dengan kemurnian 99,9995% masih dapat diperoleh dengan proses lebih lanjut). Sisa gas, yakni Xe dan Kr, dipisahkan pada tahap distilasi selanjutnya.

 

3. Ekstraksi Rn dari peluruhan unsur radioaktif

Radon diperoleh dari peluruhan panjang unsur radioaktif U-238 dan peluruhan langsung Ra-226. Rn bersifat radioaktif dan mempunyai waktu paro yang pendek yakni 3,8 hari sehingga cenderung cepat meluruh menjadi unsur lain. Radon belum diproduksi secara komersial.

 

Demikianlah penjelasan mengenai pembuatan gas mulia.

 

Add a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *