Kelompok 4 Makalah Pemicu VLE Termodinamika PDF

Preview

Summary

MAKALAH PEMICU 4 EQUILIBRIA OLEH: KELOMPOK 4 GOWINDA SUYUDITOMO 1606908060 LUTHFIYA NAIFA PUTRI 1606871392 RANYA JAMAL A. 1606907991 YOHANES PANDU W. 1606907814 PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FTUI DEPOK 2018 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR..................................................

Description

MAKALAH PEMICU 4 VAPOR-LIQUID EQUILIBRIA

\

OLEH: KELOMPOK 4 GOWINDA SUYUDITOMO LUTHFIYA NAIFA PUTRI

1606908060 1606871392

RANYA JAMAL A.

1606907991

YOHANES PANDU W.

1606907814

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FTUI DEPOK – 2018

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR...............................................................................................................4 BAB I.........................................................................................................................................6 SOAL 1......................................................................................................................................6 SOAL 2....................................................................................................................................13 SOAL 3....................................................................................................................................13 SOAL 4....................................................................................................................................16 SOAL 5....................................................................................................................................17 SOAL 6....................................................................................................................................23 SOAL 7....................................................................................................................................27 SOAL 8....................................................................................................................................28 SOAL 9....................................................................................................................................42 BAB 2.......................................................................................................................................44 KESIMPULAN.......................................................................................................................44 DAFTAR PUSTAKA..............................................................................................................45

2

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat, rahmat, hidayah, dan karunia yang telah diberikan-Nya, makalah Pemicu 1: Properties of Water and Steam dapat diselesaikan dengan baik dan tepat waktu. Tak lupa kami mengucapkan rasa syukur kepada semua pihak yang telah membantu kami dalam menyelesaikan makalah, terutama kepada Ibu Dr. Ir. Praswasti Pembangun Dyah Kencana Wulan M.T. sebagai dosen yang telah membimbing dan menjadi fasilitator penulis selama proses pembelajaran Termodinamika Teknik Kimia berlangsung, sehingga makalah ini dapat diselesaikan dengan baik. Makalah Pemicu 4: Vapor-Liquid Equilibria dibuat untuk menyelesaikan tugas Termodinamika Teknik Kimia dengan topik pertama membahas tentang kesetimbangan cairan-gas berdasarkan hukum termodinamika. Penulis berharap makalah ini dapat berguna serta menambah pengetahuan bagi penulis dan juga semua pihak yang membacanya. Penulis menyadari dan memohon maaf apabila dalam menyusun dan menulis makalah Pemicu 4: Vapor-Liquid Equilibria Steam masih terdapat kekurangan, baik dalam segi bahasa penulisan maupun isi dari setiap materi yang dibahas. Oleh karena itu, penulis mengharapkan adanya kritik dan saran terhadap makalah Pemicu 4: Vapor-Liquid Equilibria agar penulis dapat mengevaluasi dan menjadikan penulis untuk menjadi lebih baik dalam masa yang akan mendatang.

Jakarta, 30 April 2018

Penulis

3

BAB I ISI

SOAL 1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan fugasitas dan koefiisien fugsitas menggunakan plot fugasitas dan koefisien fugasitas H 2O sebagai fungsi tekanan pada suhu 300C pada gambar berikut ini. Gambar ulang plot fugasitas dan koefisien fugasitas sebagai fungsi tekanan tersebut. Apakah persyaratan kesetimbangan cair-uap suatu fluida murni dapat kita tuliskan menggunakan besaran fugasitas atau koefisien fugasitas: fL = fV atau ϕL = ϕV? Jelaskan. Pada tekanan berapakah persyaratan ini berlaku bagi air pada suhu 300C? Apakah tekanan ini sesuai dengan tekanan uap pada steam table?

Gambar 1. Plot Fugasitas dan Koefisien Fugasitas sebagai Fungsi Tekanan Jawaban: 

Menjelaskan: Fugasitas adalah ukuran kecenderungan suatu gas untuk mengembang atau

keluar yang dinyatakan dalam fungsi tekanan. Fugasitas merupakan parameter yang menunjukkan nilai tekanan suatu zat dalam model ideal. Fugasitas memiliki nilai yang 4

sama atau mendekati nilai tekanan P (f=P) pada keadaan ideal atau tekanan mendekati nol ( lim (P → 0)

)

Dari grafik di atas, ketika suatu zat telah melewati kondisi saturated maka fugasitas akan bernilai konstan atau meningkat dengan sangat kecil. Dari grafik di atas, ketika P semakin menjauhi nol maka nilai f akan semakin jauh dari P, namun ketika garis P ditarik menuju nol maka garis fugasitas akan berhimpit dengan P yang menunjukkan bahwa ketika P mendekati nol , f=P Ketika suatu system berada pada kesetimbangan fasa, fugasitas dari zat tersebut pada setiap fasa akan sama. Koefisien fugasitas adalah suatu besaran yang tidak memiliki dimensi yang membandingkan antara fugasitas dengan tekanan. Pada keadaan ideal ( lim (P → 0)

), nilai koefisien fugasitas akan memdekati 1 (lim Φ =

1) Dari grafik dengan semakin tinggi tekanan, nilai koefisien fugasitas akan semakin kecil yang menandakan bahwa ia akan semakin jauh dari sifat ideal karena nilai koefisien fugasitas untuk zat ideal adalah 1. Dari grafik di atas, setelah zat melewati kondisi saturated nilai koefisien fugasitas menurun secara signifikan, hal ini disebebkan dengan adanya penambahan tekanan namun nilai fugasitas konstan. 

Menggambar ulang plot fugasitas dan koefisien Pertama-tama digunakan adalah persamaan energi gibbs. Tekanan saturated

pada suhu 300oC adalah 8592.7 KPa, sehingga untuk rentang P < Psat menghitung fugasitas menggunakan konsep fugasitas untuk spesies murni : G i=∫ ( T )+RT ln f i (untuk tekanan P) G i =∫ ( T ) + RT ln f i (untuk tekanan rendah) ¿

(1)

¿

(2)

Maka perbandingan dari persamaan di atas dapat dinyatakan sebagai persamaan berikut : G i−G¿i =RT ln f i − RT ln f ¿i fi ¿ fi ln ¿ ¿ G i−G i =RT ¿ 5

f i∗¿ fi ¿

(ln

=

Gi−Gi∗¿ 1 ¿ RT

(3)

Karena Gi = Hi - T. Si dan Gi* = Hi* - T Si*, persamaan di atas akan menjadi:

(ln

f i∗¿ fi ¿

=

1 ( Hi−T . Si− Hi ¿ +T . Si¿ ) RT ¿

(ln

f i∗¿ fi = ¿

f i∗¿ (ln f i = ¿

T . Si−T . Si ¿ Hi− Hi −(¿ ) 1 ¿ RT

(

1 Hi − Hi¿ ¿ −(Si − Si ) R T

(4)

)

Tekanan paling rendah pada suhu 300oC yang diberikan pada steam table adalah 1 KPa, uap pada kondisi ini adalah kondisi untuk gas ideal yang berarti bahwa fi* = P* = 1KPa. Data dari referensi bahwa H* = 3076,8 J/g

Si* = 10,3450 J/gK

Agar menjadi dimensionless maka persamaan 1 harus dikalikan dengan Mr dari senyawa yang akan dihitung, senyawa yang digunakan disini adalah air, sehingga persamaan 1 di atas menjadi ¿

f i∗¿ (ln f i = ¿

Si− Si ¿ Hi − Hi −(¿ ) T Mr ¿ R

(5)

Persamaan 2 digunakan untuk kondisi superheated dari berbagai variasi tekanan antara 1 kPa sampai tekanan jenuhnya sekitar 8,5 kPa pada 300 oC, sehingga untuk kondisi P...