BAB II

BAB II

TEKANAN UAP

Batasan antara uap dan gas tidak begitu erat. Gas yang berada dibawah temperatur kritis biasanya disebut dengan uap karena dapat di embunkan, sedangkan gas untuk menggambarkan gas berada diatas temperatur kritis atau gas dalam proses tidak dapat di kondensasi.

Penguapan dan pengembunan pada suhu dan tekanan konstan disebut dengan proses kesetimbangan dan tekanan kesetimbangan yang dihasilkan disebut dengan tekanan uap.

Gb.1. kurva tekanan uap pada air

Gb.2. Perubahan liquid air menjadi uap air pada tekanan konstan

Gb.3. Perubahan liquid air menjadi uap pada suhu konstan

Untuk memahami tekanan uap, penguapan dan pengembunan dapat menggunakan grafik pada Gb.1.

Normal boiling point adalah suhu pada waktu mendidih dibawah tekanan 1 atm (101,3 kpa, 760 mmHg).

Contoh pada gambar 2, sebagaimana diketahui air akan mendidih pada suhu 100oC dan tekanan akan menjadi 1 atm. Kita memperkirakan pemanasan air di mulai pada suhu 77oC (point A) dalam suatu wadah, dengan assumsi bahwa uap air pada setiap waktu berada pada kesetimbangan dengan liquid. Proses ini pada tekanan konstan, ketika suhu naik dan tekanan dipertahankan konstan tidak ada mengalami suatu perubahan sampai suhu mencapai 100oC. Pada saat itu air mendidih dan akan mendorong piston pada saat itu akan mengalami perubahan dari liquid menjadi uap. Jika air terus dipanaskan air akan menjadi uap seluruhnya (point B).

Proses penguapan dan pengembunan pada suhu konstan digambarkan pada titik G-H-I atau I-H-G pada gambar 1, air dapat diuapkan atau diembunkan pada suhu konstan dicapai pada titik H pada kurva tekanan uap (juga terlihat pada Gb.3)

Pada Gb.1. juga menunjukan hubungan P-T pada es dan uap air pada kesetimbangan ketika solid dirubah secara langsung menjadi fase uap tanpa melelehkan terlebih dahulu menjadi liquid (garis J-K dilanjutkan garis L-M-N-O) disebut sublime

2.1. Istilah-Istilah Penting Yang Berhubungan Dengan Kondisi Uap Dan Penguapan

a. Tekanan Uap suatu liquid adalah tekanan yang diberikan oleh uap cairan tersebut dalam keadaan setimbang

Liquid dalam keadaan setimbang dengan uapnya bila kecepatan penguapan dari cairan tersebut sama dengan kecepatan kondensasinya

b. Saturated Vapor (Uap jenuh) adalah uap yang berada pada kondisi dimana tekanan partikelnya sama dengan tekanan uapnya

c. Superheated Vapor adalah uap yang mana tekanan partikelnya lebih kecil dari tekanan uapnya pada kesetimbanganya

d. Wet Vapor adalah bila uap jenuh didinginkan atau ditekan akan terjadi pengenbunan

e. Dew point adalah temperatur dimana terjadinya uap jenuh

f. Boiling Point adalah suhu pada saat mendidih dibawah tekanan 1 atm

2.2. Pengaruh Temperatur Pada Tekanan Uap

Kenaiakan tenaga kinetik molekul-molekul zat cair akan menyebabkan kenaikan kecepatan penguapan, energi kinetik merupakan fungsi temperatur, semakin tinggi suhu maka energi kinetik makin tinggi.

Hubungan tekanan uap dengan temperatur dapat dinyatakan dengan persamaan Clausius-Clapeyron

dengan diabaikan untuk gas non ideal

dimana :

P = Tekanan Uap

Vl = Volume cairan

T = Temperatur

Vg = Volume gas

= Panas penguapan pada suhu T

Contoh Soal :

1. Hitunglah panas penguapan dari asam isobutyric pada suhu 200oC

peneyelesaian :

data tekanan uap asam isobutyric (dari Ferrys Handbook)

Pressure (mmHg)T(oC)P (atm)T(oC)

100

200

400

76098,0

115,8

134,5

154,51

2

5

10154,5

179,8

217,0

250

Panas penguapan dihitung dengan data tekanan uap dengan interval antara 179,8oC dan 217,0oC

T1 = 179,8oC ( 453 oK

T2 = 217oC ( 490,2oK

pada suhu 200oC

dari data eksperimen pada suhu 200oC tidak diketahui pada suhu normal boiling point (154,5oC), = 41,3 J/mol nilai yang dicari terlalu tinggi seharusnya lebih rendah dari 41,3.

Untuk mencari tekanan uap murni dapat digunakan persamaan Antoine

(Elementary Principles of Chemical Process.,R.M. Felder)

dimana :

P* = tekanan uap

A,B,C = tetapan konstan (dapat dilihat pada, tabel 6.1-1 Felder)

Contoh soal:

Diketahui data :

komponenABC

n-Hexane6,8781171,53224,336

n-Oktana6,9241355,126209,517

Diuapkan pada suhu 121oC dan tekanan total 1 atm

Hitunglah :

a. PoHex dan PoOktb. Komposisi X Hexane, Xoktana

c. Komposisi uap dalam fraksi mol Yhexane, Yoktana

Penyelesaian :

a).

log Po Hexane = 6,878 -

PoHexane = 3059,145 mmHg

log Po Hexane = 6,924 -

Po Hexane = 666.807 mmHg

b). Ptotal = Phexane + Poktana760 = (X.Po)hexane + (X.Po)oktana= (X.Po)hexane + (Xhexana-1).Pooktana

Xhexane(Pohexana-Pooktana) = 760- Pooktane

Xhexane =

Xoktana = 1- 0,00389 = 0,9611

c).

2.3. Pengaruh Tekanan Terhadap Tekanan Uap

Tekanan kesetimbangan dalam hal kesetimbangan cairan-uap berubah dengan tekanan luar, Persamaan untuk pengaruh tekanan terhadap tekanan uap pada temperatur konstan dalam system adalah

= volume molal pada saturated liquid atau gas

Pt = tekanan total pada system

Untuk kondisi dibawah normal pengarug ini dibaikan

_1169060366.unknown

_1169061091.unknown

_1169212555.unknown

_1169212685.unknown

_1169212841.unknown

_1169143403.unknown

_1169212516.unknown

_1169142492.unknown

_1169140037.unknown

_1169060907.unknown

_1169060947.unknown

_1169059545.unknown

_1169059737.unknown

_1169059702.unknown

_1169055611.vsd

_1169057263.vsd

_1169055259.vsd