PENGANTAR TRANSFER MASSA

dokumen-dokumen yang mirip
Before UTS. Kode Mata Kuliah :

FENOMENA PERPINDAHAN. LUQMAN BUCHORI, ST, MT JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNDIP

ALAT TRANSFER MASSA ABSORBER DAN STRIPPER

BAB I PENDAHULUAN NERACA MASSA DAN ENERGI

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

FENOMENA PERPINDAHAN. LUQMAN BUCHORI, ST, MT JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNDIP

NME D3 Sperisa Distantina BAB II NERACA MASSA

KIMIA TERAPAN (APPLIED CHEMISTRY) (PENDAHULUAN DAN PENGENALAN) Purwanti Widhy H, M.Pd Putri Anjarsari, S.Si.,M.Pd

MAKALAH ALAT INDUSTRI KIMIA ABSORPSI

Teori Kinetik Gas Teori Kinetik Gas Sifat makroskopis Sifat mikroskopis Pengertian Gas Ideal Persamaan Umum Gas Ideal

TRANSFER MASSA ANTAR FASE. Kode Mata Kuliah :

BAB I. PENDAHULUAN OTK di bidang Teknik Kimia?

PENGANTAR ILMU KIMIA FISIK. Subtitle

BAB II DASAR TEORI. 7 Universitas Indonesia

Pada proses pengeringan terjadi pula proses transfer panas. Panas di transfer dari

KOLOM BERPACKING ( H E T P )

MODEL ABSORPSI MULTIKOMPONEN GAS ASAM DALAM LARUTAN K 2 CO 3 DENGAN PROMOTOR MDEA PADA PACKED COLUMN

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II MODUL 7 WETTED WALL COLUMN

/ Teknik Kimia TUGAS 1. MENJAWAB SOAL 19.6 DAN 19.8

8. FLUIDA. Materi Kuliah. Staf Pengajar Fisika Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya

BAB I PENDAHULUAN. limbah organik dengan proses anaerobic digestion. Proses anaerobic digestion

a. Pengertian leaching

AZAS TEKNIK KIMIA (NERACA ENERGI) PRODI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

FENOMENA PERPINDAHAN LANJUT

NME D3 Sperisa Distantina BAB V NERACA PANAS

PEMISAHAN MEKANIS (mechanical separations)

/ Teknik Kimia TUGAS 1. MENJAWAB SOAL 19.6 DAN 19.8

SIMULASI PROSES EVAPORASI NIRA DALAM FALLING FILM EVAPORATOR DENGAN ADANYA ALIRAN UDARA

KUIS I PROSES TRANSFER Hari, tanggal : Rabu, 3 November 2004 Waktu : 100 menit Sifat : Tabel Terbuka

EKSTRAKSI CAIR-CAIR. Bahan yang digunkan NaOH Asam Asetat Indikator PP Air Etil Asetat

BAB IV PROSES DENGAN SISTEM ALIRAN KOMPLEKS

Salah satu aplikasi data keseimbangan uap-cair adalah analisis flash distillation. FLASH DISTILATION

Aplikasi data keseimbangan uap-cair: 1. Penentuan kondisi jenuh, seperti uap jenuh dan cair jenuh. 2. Penentuan jumlah stage pada Menara Distilasi.

Diagram Fasa Zat Murni. Pertemuan ke-1

WUJUD ZAT (GAS) Gaya tarik menarik antar partikel sangat kecil

BAB II DASAR TEORI. Gambar 2.1 Adsorption nomenclature [4].

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang I.2 Rumusan Masalah I.3 Tujuan Instruksional Khusus I.4 Manfaat Percobaan

KIMIA FISIKA I TC Dr. Ifa Puspasari

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Thermosiphon Reboiler adalah reboiler, dimana terjadi sirkulasi fluida

PETA KONSEP LAJU REAKSI. Percobaan. Waktu perubahan. Hasil reaksi. Pereaksi. Katalis. Suhu pereaksi. Konsentrasi. Luas. permukaan.

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

Larutan dan Konsentrasi

BAB I PENDAHULUAN. Bergesernya selera masyarakat pada jajanan yang enak dan tahan lama

BAB II. KESEIMBANGAN

KESETIMBANGAN KIMIA SOAL DAN PEMBAHASAN

SATUAN OPERASI-2 ABSORPSI I. Disusun Oleh:

MEKANISME PENGERINGAN By : Dewi Maya Maharani. Prinsip Dasar Pengeringan. Mekanisme Pengeringan : 12/17/2012. Pengeringan

OTK 3 S1 Sperisa Distantina

Teori Kinetik Gas. C = o C K K = K 273 o C. Keterangan : P2 = tekanan gas akhir (N/m 2 atau Pa) V1 = volume gas awal (m3)

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

HUKUM RAOULT. campuran

BAB II TEORI ALIRAN PANAS 7 BAB II TEORI ALIRAN PANAS. benda. Panas akan mengalir dari benda yang bertemperatur tinggi ke benda yang

TEMPERATUR. dihubungkan oleh

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pemisahan Campuran 1.Filtrasi(Penyaringan) 2.Destilasi

TITIK LELEH DAN TITIK DIDIH. I. TUJUAN PERCOBAAN : Menentukan titik leleh beberapa zat Menentukan titik didih beberapa zat II.

Matematika Teknik Kimia III (Process Modeling and Simulation)

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR KIMIA DASAR

Universitas Gadjah Mada

BAB I PENDAHULUAN. pengolahan mineral. Proses-proses pemisahan senantiasa mengalami. pemisahan menjadi semakin menarik untuk dikaji lebih jauh.

Sulistyani M.Si

ATK I DASAR-DASAR NERACA MASSA ASEP MUHAMAD SAMSUDIN, S.T.,M.T.

I. Pendahuluan. A. Latar Belakang. B. Rumusan Masalah. C. Tujuan

Wusana Agung Wibowo. Prof. Dr. Herri Susanto

Chapter 6. Gas. Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

PMD D3 Sperisa Distantina

Penurunan Bikarbonat Dalam Air Umpan Boiler Dengan Degasifier

Tegangan Permukaan. Fenomena Permukaan FLUIDA 2 TEP-FTP UB. Beberapa topik tegangan permukaan

Sudaryatno Sudirham ing Utari. Mengenal. Sudaryatno S & Ning Utari, Mengenal Sifat-Sifat Material (1)

MENENTUKAN JUMLAH KALOR YANG DIPERLUKAN PADA PROSES PENGERINGAN KACANG TANAH. Oleh S. Wahyu Nugroho Universitas Soerjo Ngawi ABSTRAK

KALOR. Peristiwa yang melibatkan kalor sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari.

Hasil Penelitian dan Pembahasan

1/14/2014 NERACA MASSA DALAM PENGOLAHAN PANGAN

MODUL II KESETIMBANGAN KIMIA

Panas dan Hukum Termodinamika I

PENGARUH VARIASI FLOW DAN TEMPERATUR TERHADAP LAJU PENGUAPAN TETESAN PADA LARUTAN AGAR-AGAR SKRIPSI

PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

PACKED BED ABSORBER. Dr.-Ing. Suherman, ST, MT Teknik Kimia Universitas Diponegoro. Edisi : Juni 2009

MODUL PRAKTIKUM SATUAN OPERASI II

BAB 2 LANDASAN TEORI

TINJAUAN PUSTAKA. Df adalah driving force (kg/kg udara kering), Y s adalah kelembaban

STUDY PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA PADA EVAPORASI NIRA DI DALAM FALLING FILM EVAPORATOR DENGAN ADANYA ALIRAN UDARA

Bab II Pemodelan. Gambar 2.1: Pembuluh Darah. (Sumber:

FLUIDA. Staf Pengajar Fisika Departemen Fisika FMIPA Universitas Indonesia

BAB II LANDASAN TEORI

Difusi gas merupakan campuran antara molekul satu gas dengan molekul lainnya yang

Bab 4. AIR TANAH. Foto : Kurniatun Hairiah

PERCOBAAN I PENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKAN PENGUKURAN MASSA JENIS GAS

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Gas. Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

Preparasi Sampel. Disampaikan pada Kuliah Analisis Senyawa Kimia Pertemuan Ke 3.

PENGARUH KENAIKKAN REFLUX RATIO TERHADAP KEBUTUHAN PANAS PADA KOLOM DISTILASI DENGAN DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM (DCS)

BAB I PENDAHULUAN. produksi garam dapur, gula, sodium sulphat, urea, dan lain-lain. pada batas kristalisasi dan batas kelarutan teoritis.

TRANSPORT MOLEKULAR TRANSFER MOMENTUM, ENERGI DAN MASSA RYN. Hukum Newton - Viskositas RYN

TRANSFER PANAS KK / 2 SKS

steady/tunak ( 0 ) tidak dipengaruhi waktu unsteady/tidak tunak ( 0) dipengaruhi waktu

PEMISAHAN CAMPURAN proses pemisahan

LAPORAN UOP 2 WETTED WALL COLUMN

Transkripsi:

MD D3 Sperisa Distantina ENGNTR TRNSFER MSS Transfer massa merupakan salah satu hemical Engineering Tools, yang merupakan konsep-konsep atau prinsip-prinsip seorang TK dalam menyelesaikan tugasnya. hemical Engineering Tools : 1. Neraca Massa, 2. Neraca anas, 3. roses-proses Transfer, 4. keseimbangan, 5. ekonomi, 6. humanitas. roses-proses transfer di bidang TK meliputi :. FISIS 1. transfer momentum Dijumpai di kasus aliran fluida, pencampuran, sedimentasi dan filtrasi. 2. transfer panas Dijumpai pada alat-alat pertukaran panas, distilasi, dan pengeringan. 3. transfer massa Dijumpai pada alat-alat distilasi, pengeringan, ekstraksi, absorbsi, adsorpsi, stripping dan membran. B. KIMI, yaitu kecepatan reaksi kimia. Mengapa transfer massa perlu dipelajari? eristiwa perpindahan massa atau transfer massa atau difusi banyak dijumpai di dalam kehidupan sehari-hari, di dalam ilmu pengetahuan dan di industri. ontoh peristiwa transfer massa adalah: larutnya kristal gula dalam air, artinya komponen gula mendifusi ke fase air. larutnya kopi ke dalam air, terjerapnya zat beracun ke dalam arang, larutnya oksigen ke dalam darah, ada proses fermentasi, nutrisi dan oksigen yang terlarut dalam larutan mendifusi ke mikroorganisme, engambilan uranium dari batuan, dengan cara ekstraksi menggunakan pelarut organik, misal heksan. enghilangan logam berbahaya dari limbah cair menggunakan adsorben, dll. Di Industri, pemisahan komponen-komponen dari campurannya menggunakan alat transfer massa seperti absorbsi, distilasi terjadi karena adanya transfer massa. Kondisi optimum suatu proses dapat ditentukan jika mekanisme dalam peristiwa transfer massa diketahui. pa saja yang dapat mempercepat pelarutan gula? Bagaimana suatu industri minuman melarutkan gula dalam jumlah banyak? Mengapa kain basah yang dijemur dapat kering? omment: entingnya studi MD Tugas: berilah contoh 5 (lima) peristiwa difusi yang anda jumpai di sekitar anda.

Tugas : berilah contoh 5(lima) peritiwa difusi di industri kimia, sebutkan solut dan solvent serta alat yang digunakan. DSR-DSR TRNSFER MSS Transfer massa adalah gerakan molekul-molekul atau fluida yang disebabkan adanya gaya pendorong. ersamaan umum kecepatan perpindahan/transfer : gaya pendorong driving force kecepatan perpindahan = = tahanan resistance ada transfer massa, gaya pendorongnya adalah perbedaan konsentrasi. ada transfer panas, gaya pendorongnya adalah perbedaan suhu. KONSENTRSI Ditinjau suatu campuran berisi, B, dan D. a. konsentrasi massa fraksi massa ( ω ) massa ω = massa campuran Tuliskan fraksi massa B dan D. Total fraksi massa = 1,0. konsentrasi massa ( ; = ω.t T = konsentrasi total; massa ) volum campuran massa ( + B + D) volum campuran Tuliskan konsentrasi massa B dan D. b. konsentrasi molar fraksi mol di fase cair ( X ) fraksi mol di fase gas ( Y ) mol konsentrasi di face cair ( ; volum campuran = X. konsentrasi di fase gas seringkali dinyatakan dalam tekanan parsialnya. Jika berkisar 1 atm, maka gas akan mengikuti hukum gas ideal: )

V = n R T = n = V R T n R T = = R T n = n RT = Y RT Tuliskan konsentrasi gas B dan D. RINSI ERINDHN MSS ada Kuliah erpindahan Massa Difusional D3 ini, hanya akan diberikan transfer massa pada campuran biner. Macam-macam jenis transfer massa (difusi) : a. difusi molekuler. b. Difusi antar fase satu film (difusi dalam aliran turbulen). c. Difusi antar fase dua film a. DIFUSI MOLEKULER Difusi molekuler merupakan transfer mssa yang disebabkan gerakan molekuler secara acak dalam fluida diam, atau dalam fluida yang mengalir secara laminer. Transfer molekuler juga disebut transfer molekul dalam satu fase. Gerak molekul ini disebabkan karena adanya gradien atau perbedaan konsentrasi. Difusi molekuler dapat terjadi di fluida ( gas atau cairan) dan di dalam padatan. Difusi molekuler di dalam padatan lebih lambat daripada di dalam fluida, hal ini karena tidak ada gerak padatan dalam padatan. Transfer massa (difusi) molekuler dalam fluida diam/laminer mengikuti hukum Fick. Ditinjau difusi dalam campuran biner (+B) sepanjang Z : 1 2 1 B1 2 B2 Z 1 Z 2 Dengan 1 > 2 Kecepatan perpindahan dari titik 1 ke titik 2 mengikuti hukum Fick. Hukum Fick : N d = -D + (N + N ) (1) B dz Β Dengan,

N = Fluks massa, banyaknya yang berpindah setiap satuan waktu dan setiap satuan luas transfer, massa mol ;. (satuan waktu) (satuan luas) (satuan waktu) (satuan luas) NB = fluks massa B. D B = suatu faktor perbandingan yang disebut koefisien difusi atau difusivitas ke B. = volum komponen yang dipindahkan sepanjang lintasan difusi persatuan waktu persatuan panjang; m 2 /waktu. = merupakan sifat spesifik sistem yang tergantung T,, dan komposisi sistem. Untuk campiran biner, maka D B = D B. = konsentrasi. B = konsentrasi B. Z = jarak transfer. = konsentrasi total. 1 = posisi 1 2 = posisi 2 DIFUSIVITS Koefisien difusi fase gas untuk campuran biner dapat ditentukan dengan beberapa cara, yaitu: 1. melakukan percobaan. 2. data hasil percobaan yang telah ditabulasikan, seperti di ppendix J.1.(Welty), dan Table 6.2-1 ( Geankoplis). 3. menggunakan persamaan pendekatan, seperti persamaan Hirschfelder. Untuk sistem atau campuran yang sama, koefisien difusi gas merupakan fungsi suhu dan tekanan. D B,T2, 2 = D B,T1, 1 T2 3/2 1 T1 2 omment: Wajib dimiliki Koefisien difusi fase cair untuk campuran biner dapat ditentukan dengan beberapa cara, yaitu : 1. melakukan percobaan. 2. data hasil percobaan yang telah ditabulasikan, seperti di ppendix J.2.(Welty), dan Table 6.3-1 ( Geankoplis). 3. menggunakan persamaan pendekatan, seperti persamaan Wilke- hang. Untuk sistem atau campuran yang sama, nilai koefisien difusi cairan merupakan fungsi konsentrasi. omment: Wajib dimiliki BEBER KEDN KHUSUS DIFUSI MOLEKULER NTR LIN: 1. diffusing through stagnant (difusi melalui medium diam). 2. Equimollar counter diffusion ( difusi ekuimolar arus berlawanan). 3. Difusi dalam larutan sangat encer.

1. Difusi melalui medium diam. (diffusing of through nondiffusing B) ontoh peristiwa yang mengikuti keadaan ini al.: a. penguapan komponen volatil di dalam botol terbuka, panjang lintasan difusi adalah jarak dari permukaan cairan sampai tutup botol. Komponen volatil akan mendifusi ke udara, tetapi udara tidak mendifusi ke. b. komponen volatil tumpah di lantai, kemudian mendifusi ke udara, tetapi udara tidak mendifusi ke komponen volatil. c. enguapan komponen volatil dalam tangki. d. Di alat transfer massa seperti absorbsi dan humidifikasi. ontoh: Suatu tabung berisi cairan murni. Bagian atas tabung terbuka dan berkontak dengan udara yang bergerak. Luas penampang tube = S. dan T dijaga tetap. Ingin dicari kecepatan penguapan. enyelesaian: a. gambar sket peristiwa: menguap dan mendifusi ke fase gas sepanjang lintasan Z 1 sampai Z 2. Gas B ada lintasan ini, B tidak mendifusi (NB = 0). airan murni Z = Z 2 Z + Z Z Z = Z 1 b. ersamaan kecepatan difusi, penguapan pada campuran biner (+B): Hukum Fick : dengan NB = d N = - D + (N ) B dz D dy N = - B 1- Y dz Kondisi batas: 1. Z 2. Z = Z Y 1 = Z 2 N = Y 0, maka d -D B dz = Y 1 = Y 2 + (N + N ) Β (2) Kondisi batas yang sering dijumpai: ada posisi Z 1, konsentrasi di fase gas (Y 1 ) merupakan konsentrasi di permukaan cairan. ada keadaan ini konsentrasi di fase gas berkeseimbangan dengan konsentrasi di fase cair. Tekanan parsial di posisi ini (p 1 ) sama dengan tekanan uap murni (p 0 ). Tekanan uap murni dapat dievaluasi menggunakan persamaan ntoine, seperti yang disajikan di appendix D ; oulson & Richardson Vol 6. ada posisi Z 2, konsentrasi di fase gas (Y 2 ) dapat mendekati nol. sumsi yang mendukung hal ini adalah udara selalu bergerak membawa, sehingga seola-olah di posisi 2 selalu nol. Hal inilah yang menyebabkan penguapan terjadi terus-menerus. omment: Wajib dimiliki, ebook tersedia c. Selesaikan persamaan diferensial (2) dengan kondisi batas di atas.

Langkah-langkah evaluasi kasus transfer massa: 1. sket peristiwanya, lengkapi dengan data-data yang diperlukan. 2. susun persamaan dan kondisi batasnya. 3. selesaikan persamaannya. Soal latihan: Soal 1: Difusi air melalui udara yang tidak mendifusi. Suatu tabung berisi air dan bersuhu 293 o K. Tekanan udara total pada suhu itu adalah 1 atm dan dijaga tetap. ir menguap dan mendifusi melalui udara di dalam tabung. Jarak antara permukaan air dengan ujung tabung adalah 0,1524 m. Difusivitas uap air dalam udara pada 293 o K; 1 atm adalah 0,25. 10-4 m 2 /s. Soal 2: ir tumpah di lantai, akan dicari waktu yang dibutuhkan untuk menguapkan air ke udara sekelilingnya. Tebal lapisan air = 0,04 in., luas permukaan air = 1 ft 2, dan T = 75 o F. Kondisi udara : = 1 atn, T = 75 o F, H=kelembaban absolut = 0,002 Lb H 2 O/Lb udara kering. Dianggap air menguap secara difusi molekuler melalui lapisan tipis gas setebal 0,20 in. Berapa waktu yang diperlukan untuk menguapkan semua air di lantai? Soal 3: Suatu tangki berdiameter 3 m berisi cairan toluen ( 7 H 8 ) pada 30 o dan tekanan uapnya 0,0526 atm. Ketika tangki ini dibuka sehingga berkontak dengan udara, difusi toluen ke udara diasumsi terjadi pada lapisan setebal 0,001 m. Koefisien difusi toluen ke udara pada kondisi ini adalah 0.88x10-5 m 2 /s. Konstanta gas adalah 0,082 x 10-3 m 3.atm/(gmol. K). Tentukan kecepatan hilangnya toluene dalam kg setiap harinya. Kasus serupa : roblem (Welty) nomor 26.4, 26.10, 26.18. roblem (Geankoplis, p.420) nomor 6.2-3 s/d 6.2-9. 2. Equimollar counter diffusion ( dan B mendifusi sama cepat dan berlawanan arah). ontoh peristiwa yang mengikuti keadaan ini, al.: a. Reaksi B di permukaan katalis padat. Badan utama fluida katalis B dari badan utama fluida mendifusi dengan kecepatan N di permukaan katalis. Di permukaan akatallis terjadi reaksi B. B yang terbentuk mendifusi ke badan utama fluida dengan kecepatan NB. Besar NB = N tetapi berlawanan arah, sehingga N = - NB.

b. Difusi gas di dalam pipa pipa 1 2 p 1 p B1 ontoh : Difusi gas di dalam pipa. Tabung 1 berisi dan B dengan 1 + B1 =. Tabung 2 berisi dan B dengan 2 + B2 =. Dengan 1 > 2 dan B1 < B2, suhu kedua tabung sama yaitu = T,kedua tabung dihubungkan dengan pipa sepanjang Z, ingin dicari kecepatan yang berpindah dan kecepatan B yang berpindah saat steady state (jarak lintasan tetap). enyelesaian: a. Gambar sket peristiwa. b. ersamaan difusi. Karena 1> 2 maka berpindah dari tabung 1 ke tabung 2, dan sebaliknya B. ersamaan umum transfer massa : d N = -D + (N + N ) (1) B dz Β Untuk difusi ekuimolar arus berlawanan atau N = - NB, maka persamaan transfer massa : d N = -D (3) B dz Kondisi batas : titik 1 : Z = 0; = 1 Titik 2 : Z = Z ; = 2. c. Selesaikan persamaan (3) dengan kondisi batas di atas.

Soal latihan: Soal : Tabung berisi amonia () dan Nitrogen (B). Tabung 1, berisi 1 = 1,013. 10 4 a. Tabung 2, berisi 2 = 0,507. 10 4 a. Jarak antar tabung = panjang pipa penghubung = 0,10 m. Hitung N dan NB. SOL : roblems di Geankoplis p. 419, nomor 6.1-1, 6.1-2, 6.2-1, dan 6.2-2. 3. Kadar sangat kecil. dx N = DB. dz Karena X sangat kecil,maka : N = D N = D B B d(.x. dz d dz )