Laporan Resmi Praktikum Operasi Teknik KimiaDifusivitas Integral

PENDAHULUANA. LATAR BELAKANGDalam perindustrian kita sering dihadapakan pada permasalahan kapan suatu prose situ akan berjalan dengan sempurna, selesai. Berbagai pendekatan dilakukan untuk meminimalkan kesalahan relative dari ramalan dengan kejadian yang sebanarnya terjadi. Oleh sebab itu disusunlah berbagai permodelan matematis yang paling mereprentasikan proses yang terjadi tersebut. Seorang sarjana teknik kimia dihadapkan dengan hal yang serupa di perindustrian, dalam penyusunan permodelan matematis seorang teknik kimia menggunakan chemical engineering tools, yang meliputi: Neraca massa, neraca panas, kesetimbangan, proses kecepatan, ekonomi dan humanitas.Proses kecepatan mencakup 2 bidang pokok, yaitu kimiawi dan fisis. Pada kecepatan kimiawi yang sering kita dengar sebagai kecepatan reaksi, hal ini meliputi keceparan reaksi elementer maupun yang non-elementer. Pada proses kecepatan fisis, terbagi menjadi 3, yaitu: perpindahan momentum (perpindahan molecular yang tergantung pada sifat fluida dan gardien kecepatan sebagai driving force-nya), perpindahan panas ( perpindahan molecular yang tergantung zat-nya dan gradient suhu sebagai driving force-nya) dan yang terakhir perpindahan massa (perpindahan molecular, dimana gradien konsentrasi sebagai driving forcenya).Perpindahan massa molecular yang terjadi terdiri dari, perpindahan massa antar fase dalam 2 lapisan film, perpindahan massa antar fase yang terjadi dalam 1 film maupun perpindahan massa dalam 1 fasa. Perpindahan massa dalam 1 fase dipengaruhi oleh sifat fisisnya yaitu difusivitas selain perbedaan konsentrasi yang menjadi driving force-nya. Oleh karena itu, harga difusivitas sangat penting peranannya dalam pemecahan permasalahan perindustrian yang tersebutkan diatas. Tak dapat dipungkiri, Harga difusivitas dipengaruhi bebagai sifat fisis dari cairan itu, meliputi: densitas, viskositas, konsentrasi, aliran pembawa dan lain-lain.

B. TUJUAN PERCOBAANPercobaan ini bertujuan untuk menentukan harga difusivitas asam asetat (CH3COOH) dalam air dengan prinsip hitung integral.

C. TINJAUAN PUSTAKAProses difusi diartikan sebagai proses perpindahan massa 1 fasa, dimana untuk larutan 1 fasa perpindahan massa terjadi dari larutan yang konsentrasinya tinggi menuju larutan yang konsentrasinya rendah. Namun pada prinsipnya perpindahan massa disebabkan oleh adanya kondisi ketidakseimbangan dimana konsentrasi pada suatu waktu tertentu tidak sama denga nkonsentrasi keseimbangannya. Perpindahan massa merupakan gerakan molekul atau elemen fluida karena adanya gaya dorong (driving force). Peristiwa ini dapat dilihat seperti pada peristiwa penguapan cairan, pelarut gula dalam air, proses ekstraksi, proses difusi dan lain-lain. Pada percobaan ini perpindahan massa secara difusi terjadi karena driving force berupa beda konsentrasi. Gradien konsentrasi cenderung menyebabkan terjadinya gerakan suatu komponen dari daerah konsentrasi tinggi ke daerah konsentrasi rendah. Difusi berakhir ketika kondisi setimbang telah tercapai. Pada kondisi setimbang, konsentrasi zat pada kedua larutan sama sehingga tidak ada beda konsentrasi maka tidak akan terjadi transfer massa. Berdasarkan gerakan fluidanya, difusi dibagi menjadi 2 macam yaitu :1. Difusi molekulerDifusi molekuler didefinisikan sebagai transfer massa yang disebabkan ileh gerakan molekul yang berlangsung secara spontan dari bercampurnya cairan yang berkontak tanpa adanya pengaruh dari luar. Ciri-cirinya adalah fluidanya diam atau mengalir laminer dengan harga bilangan reynolds < 2100. 2. Difusi olakanDifusi olakan didefinisikan sebagai transfer massa yang terjadi pada fluida yang bergerak turbulen sehingga gerakan molekul juga dipengaruhi oleh gerakan fluida tersebut. Difusi ini memerlukan dinamika fluida misalnya pengadukan atau aliran turbulen.Percobaan ini ingin menentukan difusivitas asam asetat dalam air. Untuk itu maka aliran air yang digunakan adalah air aliran laminer agar difusi yang terjadi berupa difusi molekuler dengan bilangan reynolds < 2100. Difusi molekuler akan memudahkan pengamatan difusivitas. Difusifitas massa sangat berperan dalam teknik kimia seperti :1. Mengetahui difusivitas reaktan dalam katalis pada reaksi katalitik.2. Mengetahui difusivitas komponen dalam pelarut seperti pada proses absorbsi dan pada unit stripper.3. Mengetahui difusivitas suatu komponen dalam padatan seperti dalam proses adsorpsi.Dalam prakteknya operasi transfer massa erat kaitannya dengan aliran turbulen, tapi prinsip difusi molekuler sangat berperan dalam menentukan koefisien transfer massa gabungan. Dengan adanya nilai koefisien transfer massa gabungan maka transfer massa dengan spesifikasi tertentu dapat dibuat. Dalam proses difusi dijumpai suatu besaran yang merupakan suatu faktor perbandingan yang disebut koefisien difusi. Koefisien difusi merupakan sifat spesifik dari sistem yang tergantung pada suhu, tekanan, serta komposisi sistem. Berbeda denga difusi gas yang menunjukkan bahwa komposisi hanya berpengaruh kecil, pada difusivitas cairan harga koefisien difusi akan berubah-ubah dengan berubahnya konsentrasi. Pada percobaan ini suhu dan tekanan dianggap konstan dimana massa jenis dan fiskositas cairan tetap. Harga difusivitas hanya dipengaruhi oleh komposisi sistem. Oleh karena itu, persamaan matematisnya disusun pada kondisi unsteady state dengan pemilihan batas tertentu sehingga harga difusivitas yang didapatkan adalah difusivitas integral yang merupakan suatu bentuk analisis transfer massa difusi untuk menentukan koefisien difusivitas. Transfer massa ditinjau dalam beberapa elemen volum sehingga untuk menganalisis kondisi akhir dari transfer massa tersebut perlu dilakukan integrasi terhadap elemen-elemen volum yang ada. Untuk kemudian menghitung harga koefisien difusivitasnya. Elemen volum yang diambil harus memiliki gradien konsentrasi yang berbeda sebagai fungsi posisi dan waktu. Agar aliran tetap laminer, diusahakan debit air yang cukup kecil. Hubungan difusi molekuler untuk proses isotermis dan isobaris yaitu fluks molar relatif terhadap kecepatan rata-rata molar dikemukakan oleh Adolf Fick, menurut persamaan:

Dengan: fluks molar A arah x relatif terhadap kecepatan molar rata-rata, mol/cm2 s. koefisien difusivitas untuk komponen yang mendifusi molekul komponen B, cm2/s.= gradien konsentrasi arah x, mol/cm3.cm(Treybal,1981)Persamaan ini berlaku untuk difusi yang berlangsung satu arah.Untuk mencari harga difusivitas cairan, selain dari data percobaan dapat pula diperkirakan dengan korelasi empiris Wilke-Chang. Rumus empiris Wilke-Chang ada 2 macam, yaitu berdasarkan buku Treybal dan Perry.Persamaan empiris ini berlaku apabila dipenuhi syarat-syarat:1. Larutan encerLarutan dibuat encer agar perubahan konsentrasi asam asetat dalam pipa kapiler akibatnya difusi dapat diamati dengan baik dalam selang waktu tertentu. Jika larutan dibuat pekat, maka viskositasnya besar sehingga difusi bergerak lambat dan perubahan konsentrasi asam asetat sukar sukar diamati. Selain itu penggunaan asam asetat encer dimaksudkan agar titrasinya lebih teliti sehingga konsentrasinya juga dapat ditentukan lebih teliti. Jika konsentrasi rendah, ketelitian dalam menentukan titik akhir titrasi lebih baik daripada untuk larutan yang memakai larutan kosentrasi tinggi. Batasan konsentrasi untuk persamaan Wilke-Chang 0,01 1 % (Treybal, 1981).2. Larutan non elektrolitPada percobaan ini digunakan untuk larutan asam asetat yang merupakan elektrolit lemah sehingga akan terionisasi sebagian dalam air. Alasan pemilihan asam asetat dalam percobaan ini adalah:a. Asam asetat mudah dan murah didapat.b. Asam asetat encer tidak berbahaya.c. Asam asetat relatif mudah menguap sehingga koefisien difusi besar dan proses difusi mudah terjadi.d. Asam asetat merupakan elektrolit lemah dengan derajat ionisasi yang kecil (1,75 . 10-5 pada suhu 250C) sehingga mudah mendifusi walaupun memberikan penyimpangan pada pemakaian rumus Wilke-Chang.e. Perubahan konsentrasi Wilke-Chang mudah diamati dengan cara titrasi dengan NaOH.Hal ini memungkinkan terjadinya penyimpangan dalam perhitungan difusivitas dengan persamaan Wilke-chang mengingat persamaan tersebut hanya berlaku untuk larutan non elektrolit3. Aliran fluida laminerPerhitungan harga koefisien difusivitas dengan menggunakan persamaan Wilke-Chang (Treybal, 1981) akan memberikan hasil yang berbeda dengan persamaan empiris Wilke-Chang (Perry, 1984). Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan pendekatan yang dipakai oleh kedua referensi tersebut seperti dapat dilihat di daftar 6.

NoPerbedaanTreybalPerry

1.Konstanta117,3 .10-87,4 . 10-8

2.SatuanSI. MKSSI. Cgs

3.ViskositasViskositas larutan (kg/ms)Viskositas pelarut (cp)

4.Volume molar zat terlarutDidekati dengan jumlah volum molar tiap atom penyusun zat terlarut (m3/kgmol)Didekati dengan volume kritis (Vc) yang dipengaruhi hasil kali berat molekul dan volume tiap gugus penyusun zat terlarut (cm3/gmol)

Persamaan empiris Wilke Chang (Treyball,1981) menggunakan jumlah dan volume molar tiap atom untuk menghitung volume molar solute pada titik didih normalnya, sedang persamaan Wilke Chang (Perry, 1984) menggunakan volume kritis (Vc) yang melibatkan jumlah dari volume tiap gugus yang menyusun solute. Jika dibandingkan antara keduanya lebih tepat bila menggunakan volume molar tiap gugus. Apabila dalam persamaan dipakai volume molar gugus, kesalahan terhadap harga volume molar (VA) yang sebenarnya akan lebih kecil. Gaya tarik-menarik elektrostatis antar gugus akan menyebabkan volume molar senyawa yang terbentuk menjadi lebih kecil daripada jumlah volume molar atom-atom penyusunnya.

PELAKSANAAN PERCOBAANA. ALAT DAN BAHANBahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu:1. Air LedengAir ledeng tersedia di Laboraturium Proses Pemisahan, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Gadjah Mada. Sifat fisisnya bening, tidak berwarna dan tidak berbau. Air ledeng digunakan sebagai media difusi asam asetat.2. Asam asetat Asam asetat mempunyai rumus molekul CH3COOH dengan berat molekul 60,059 g/gmol. Pada kondidi standar titik didihnya 118,1 oC dan titik bekunya 16,7 oC. Kelarutan asam asetat dalam aquadest maupun diisopropil eter adalah tak terhingga (dapat larut dalam segala perbandingan),(Perry,1984). Asam asetat dipakai sebagai larutan yang diukus difusivitasnya, diperoleh dari Laboraturium Proses Pemisahan, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Gadjah Mada.3. Asam OksalatAsam oksalat digunakan dalam strandardisasi larutan NaOH, diperoleh dari Laboraturium Proses Pemisahan, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Gadjah Mada.4. AquadestAquadest mempunyai rumus kimia H2O. Rapat massa pada suhu 25oC adalah 0,997045 g/ml (Perry, 1984). Pada kondisi standar (tekanan 1 atm) mempunyai titik didih pada 100 oC dan titik beku 0 oC . Aquadest digunakan sebagai pelarut, diperoleh dari Laboraturium Proses Pemisahan, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Gadjah Mada.5. NaOHNaOH digunakan dalam titrasi larutan asam asetat, diperoleh dari Laborataorium Operasi Teknik Kimia, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Gadjah Mada.6. Indikator Phenol phtalein (pp)Sifat fisisnya berupa cairan berwarna kuning. Diperoleh dari Laborataorium Operasi Teknik Kimia, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Gadjah Mada.Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini yaitu:

Keterangan :Bejana penyimpanan airSelang airKatup pengatur aliran airBahan isianAliran laminar overflowPipa kapiler

Gambar 1. Rangkaiam Alat Percobaan Difusivitas IntegralB. CARA KERJALarutan asam asetat yang telah dibuat dengan cara pengenceran dengan perbandingan volum terhadap aquadest 1 : 10 dimasukkan ke dalam enam buah pipa kapiler yang masing-masing telah diukur panjangnya. Kemudian larutan asam asetat dalam pipa kapiler tersebut dikeluarkan untuk dititrasi dengan larutan NaOH standar. Selanjutnya larutan asam asetat dimasukkan ke dalam pipa kapiler lagi dan diusahakan tidak ada gelembung udara di dalamnya dan disusun dalam bejana. Air dialirkan ke dalam bejana samapai overflow, saat pertama kali overflow dicatat sebagai menit ke nol. Setiap selang waktu 15 menit larutan asam asetat di dalam pipa kapiler dikeluarkan secara berurutan dari pipa kapiler 1 sampai dengan pipa kapiler 6. Dan masing-masing dititrasi dengan larutan NaOH, ditambah 2-3 tetes indikator pp setiap kali titrasi. Aliran air dijaga tetap laminer dengan memeriksa debitnya. Volum larutan NaOH yang digunakan untuk titrasi sebelum dan sesudah difusi dicatat.

C. ANALISIS DATA

1. Standardisasi larutan NaOH dengan larutan asam oksalat

Normalitas larutan asam oksalat yang digunakan dalam titrasi adalah normalitas asam oksalat setelah pengenceran yang dapat dihitung dengan persamaan:

Dengan, V1 = volume larutan asam oksalat sebelum pengenceran, mlN1= normalitas larutan asam oksalat sebelum penegnceran, NV2= volume larutan asam oksalat setelah penegnceran, mlN2= normalitas larutan asam oksalat setelah pengenceran, NPada titik ekuivalen titrasi larutan asam oksalat dengan larutan NaOH berlaku persamaan:Vnaoh Nnaoh = Voksalat NoksalatDengan, Vnaoh = volume naoh rata-rata, mlNnaoh= Normalitas larutan naoh, NVoksalat= volume larutan asam oksalat rata-rata, mlNoksalat= Normalitas larutan asamoksalat, N

2. Menentukan densitas dan viskositas larutan asam asetat dan air kran.

Berat aquadest= (berat piknometer + aquadest)- (berat piknometer kosong)Berat larutan asam asetat= (berat piknometer+larutan asam asetat)- (berat piknometer kosong)Berat air keran= (berat piknometer+air keran)- (berat piknometer kosong)

3. Menentukan jenis aliran air

Jenis aliran ditentukan dari bilangan reynold. Jenis aliran fluida ada 4 macam yaitu:a. Aliran laminer jika Re < 2100b. Aliran kritis jika 2100 Re < 4000c. Aliran transisi jika 4000 Re < 10000d. Aliran turbulen jika Re 10000

Perhitungan bilangan Reynolds

Dengan:Re = bilangan Reynold untuk aliran air = densitas cairan g/cm3Q = debit aliran, cm3/sD= diameter saluran air, cm = viskositas cairan, g/cm sA = luas penampang saluran air, cm2v = kecepatan linier aliran air dalam saluran, cm/s

4. Menentukan Harga Difusivitas Asam Asetat dalam AirHarga difusivitas atau koefisien difusi asam asetat dalam air dapat didekati dengan beberapa metode, antara lain :a. Rumus Empiris Wilke-Chang (Treybal,1981)

Dengan :DAB= koefisien difusivitas solute A dalam solven B , cm2/sBM= berat molekul solven B, gram/gmolT= Tempertatur difusi, K= Viskositas larutan , gr/cm.sVA= Volume molalB= Parameter asosiasi solven (B) ; 2.36 untuk solven berupa air

b. Metode Wilke Chang (Perry, 1984)

Dengan :DAB= koefisien difusivitas solute A dalam solven B , cm2/sBM= berat molekul solven B, gram/gmolT= Tempertatur difusi, KB= Viskositas larutan , cpVA= Volume molal solut A, cm3/gmolB= Parameter asosiasi solven (B) ; 2.36 untuk solven berupa airDalam persamaan di atas, harga VA dapat dievaluasi dengan cara Tyn and Callus serta dirumuskan :VA= 0.285 x Vc 1.848Vc= 33.04 + ( Mi x Vi )1.029Dengan :Vc= Volume teoritis, cm3/gmolMi= Berat molekul komponen i , gram/gmolVi= Volume molal komponen i , cm3/gmol

c. Cara AnalitisX X = LX = 0NA X+X NA X Aliran air (V)Larutan Asam Asetat

Neraca massa asam asetat dalam elemen volum :Rate of mass input Rate of mass output = rate of mass accumulation

Kecepatan perpindahan massa A :

Karena larutan asam asetat yang digunakan cukup encer, maka XA 0 sehingga :

IC :BC : 1. 2. 3. 4. Persamaan diferensial di atas dapat diselesaikan dengan metode pemisahan variable, namun sebelumnya dilakukan substitusi agar IC = 1

Sehingga :

Persamaannya menjadi :

Dengan IC : U(x,0)=1BC: U (L,t)=0 U (x,)=0Menggunakan metode pemisahan variabel :U= (x). (t)Maka persamaan menjadi :

Untuk konstanta = 0

= A1.x + A2

= A3

Untuk konstanta = -a2 (-a20)

= A6 exp(ax) + A7 exp(ax) = A6 sin (ax) + A7 cos (ax)

. = 0

= A8 exp(-a2DAB.t)

Sehingga persamaan umumnya adalah :

U= (x) (t)U=(A1x+A2)A3+(A6 sin (ax)+A7 cos (ax))A8 exp(-a2DAB.t)U=A9X+A10+(A11 sin(ax)+A12 cos (ax))exp(-a2DAB.t)

Kemudian kita masukkan BC-BC nya hingga didapat persamaan akhir :

U=

CA=CA0.U

CA=

Konsentrasi zat A rata-rata (CAavg) dapat dihitung dengan:

CAavg=

CAavg=

CAavg =

Lalu kita ambil E sebagai rasio konsentrasi:

E= E=

E=

Dengan : DAB=difusivitas solute A dalam solven B, cm2/detik L = panjang pipa kapiler, cm T = waktu, detik

D. PERHITUNGAN1. Standarisasi Larutan NaOH dengan Larutan Asam OksalatNormalitas Larutan asam oksalat berdasarkan persamaan(1) adalah :

= 0,1 mgrek/mlMenghitung normalitas NaOH dengan persamaan (2)Data I:

= 0,0340grek/lData II:

= 0,0376 grek/lData III:

= 0,0450 grek/l

2. Menentukan Densitas a. Menentukan Densitas larutan Asam AsetatMenggunakan persamaan (3) = 0,996374 g/cm3 (Perry,1984)Sehingga asam asetat = 74 gram/cm3 = 1,0077 gram/cm3b. Menentukan Densitas Air KranMenggunakan persamaan (5) Sehingga air kran = = 0,9965 gram/cm3

3. Menentukan Viskositasa. Menentukan Viskositas Larutan Asam Asetatasam asetat = = 420,00 detik aquadest = = 225,00 detik (Perry,1984)

= 0,0204 gram/cm detikb. Menentukan Viskositas Air Kran air kran= = 300,6667 detik

= 0,0144 g/cm detik

Menentukan Jenis Aliran Air Q = = 0,9400ml/detikD = 0,6 cm

Dari persamaan 10 diperoleh

= 138,8389Karena maka aliran fluida merupakan aliran laminer 5. Menghitung Harga Koefisien Difusi Asam Asetat dalam Air

a. Dengan Rumus Empiris Wilke-Chang

BM air kran = 18,02 Kg/Kg molT = (273+27,5) K = 300,5 K A = 2,040010-3 Kg/m.detikVA = 2Vc + 4VM+ 2VO = 2(0,0148) + 4(0,0032) + 2(0,0012) = 0,0684 m3/kgmol = 2,26DAB = 5,5133 . 10-18 m2/detik = 5,5133 . 10-6 cm2/detikDAB referensi 325 0C = 1,24 . 10-5 cm3/detikDAB pada 27,50C = DAB , 250C . = 1,24.10-5 . = 1,2504 . 10-5 cm2/detik

b. Metode Wilke-Chang (Perry,1997)

BM air kran = 18,02 gram/gmolT = 300,05 KB = 0,0144 cp = 2,26BM CH3 = 15 gram/gmolBM COOH = 45 gram/gmolV CH3 = 3,360 V COOH = 1,652 (Perry,1997)Vc = 176,5195 cm3/gmolVA = 64,4887 cm3/gmolDAB = 8,0901 . 10-4 cm2/detikc. Cara Analitis

Contoh Perhitungan diambil dari data nomor 1 daftar IIV1 = 14,7 mLV2 = 11,6 mLL = 9,00 cmt = 15,00 menit

Dengan Cara yang sama, diperoleh hasil perhitungan seperti pada daftar IIIDaftar III. Hubungan L, t/L, E, dan t/L2No.L, cmt, menitE, %t/L2, detik/cm2

19,0015,0078,911611,1111

29,3030,0087,681220,8117

39,1045,0090,303032,6048

48,8060,0091,794946,4876

58,9075,0092,073256,8110

69,1090,0092,753665,2095

Dari Perhitungan dengan Progam KomputerDaftar IV. Hubungan antara t/L2, Percobaan dan E PersamaanNo.t/L2, detik/cm2EpercobaanEpersamaan

111,111178,911694,9070

220,811787,681293,0297

332,604890,303091,2756

446,487691,794989,5825

556,811092,073288,4837

665,209592,753687,6618

Diffusivitas optimum Sum of Square of Error (SSE) = 329,11216. Menghitung Kesalahan RelatifKesalahan Relatif A. Dengan Rumus Empiris Wilke-ChangKesalahan Relatif = 55,8861%B. Dengan Metode Wilke-ChangKesalahan Relatif = 35,4215%C. Cara AnalitisKesalahan Relatif = 1366,3308%

E , %t/L2, detik/cm2

Gambar 2. Grafik Hubungan t/L2 dengan E untuk Data Percobaan dan Data Perhitungan dengan Pemrograman Komputer

E , %t/L2, detik/cm2

Gambar 3. Grafik Hubungan t/L2 dengan E untuk Data Percobaan, Perhitungan Treybal, Perhitungan Perry dan Prhitungan dengan Pemrograman Komputer

HASIL DAN PEMBAHASANPada percobaan ini, larutan asam asetat dimasukkan dengan jarum suntik ke dalam pipa kapiler, lalu disusun secara berjajar tegak lurus dengan arah aliran air. Hal ini dimaksudkan agar setiap larutan asam asetat yang berada dalam pipa mempunyai kesempatan yang sama untuk mendifusi. Jika pipa disusun searah aliran air maka pipa yang paling akhir akan memperoleh difusi yang paling kecil karena air yang mengalir diatasnya sudah mengandung asam asetat hasil difusi pipa sebelumnya. Selain itu arah aliran harus tegak lurus pipa kapiler juga dimaksudkan agar :1. Aliran di ujung pipa harus laminar agar tidak terjadi olakan yang mengganggu proses difusi satu arah dalam pipa.2. Semua asam asetat yang keluar dari ujung pipa dapat segera terambil sehingga konsentrasi asam asetat di ujung pipa sama dengan mol dapat tercapai setiap saat.Selama proses difusi, air terus dialirkan karena dengan aliran air secara terus-menerus (kontinyu) maka difusi dapat berlangsung terus menerus karena konsentrasi asam asetat di dalam air selalu rendah (karena asam asetat yang telah mendifusi ke dalam air ikut mengalir bersama air sehingga konsentrasi selalu rendah, air selalu baru dan tidak mengandung asam asetat). Dengan demikian, perbedaan konsentrasi asam asetat dalam pipa kapiler dan dalam air tetap besar sehingga proses difusi akan terus berlangsung.Selain itu, aliran air dalam bak harus overflow. Hal ini dimaksudkan agar:1. Tidak terjadi akumulasi asam asetat yang telah mendifusi ke air. Jika terjadi akumulasi, maka proses difusi akan terganggu.2. Agar air yang melalui pipa kapiler selalu murni. Dengan demikian, beda konsentrasi antara air dan larutan dalam pipa (driving force) cukup besar sehingga difusi berlangsung dengan baik. Selain itu, boundary condition CA (L,t)=0 akan dapat dipenuhi. Oleh karena itu saat awal pemasangan pipa kapiler dimulai saat aliran air dalam bak sudah overflow.Pada percobaan diketahui bahwa volume larutan NaOH yang digunakan untuk titrasi larutan asam asetat sesudah difusi lebih kecil daripada sebelum difusi. Hal ini dapat terjadi karena asam asetat yang terbawa oleh larutan air mengalir akibat difusi. Hal ini dapat terjadi akibat adanya perbedaan konsentrasi asam asetat dalam pipa kapiler dan adalam aliran air. Dalam air, mula-mula konsentrasi asam asetat adalah nol. Karena aliran air mengalir maka tidak terjadi akumulasi asam asetat dalam air. Oleh karena ituu, semakin lam waktu difusi konsentrasi asam aseta yang mendifusi ke dalam aliran air idelnya semakin meningkat sehingga harga E akan semakin kecil dengan semakin lamanya waktu difusi definisi E adalah perbandingan volume NaOH yang digunakan untuk titrasi larutan asam asetat setelah difusi dengan volume NaOH yang digunakan untuk titrasi asam asetat sebelum difusi. Akan tetapi, dalam percobaan kali ini harga E fluktuatif dengan makin lamanya waktu difusi. Hal ini disebabkan karena kesulitan untuk mengeluarkan asam asetat dari dalam pipa kapiler sehingga masih ada kemungkinan adanya asam asetat yang menempel di dinding pipa kapiler. Berdasarkan data percobaan, maka harga koefisien difusivitas asam asetat dalam air dapat dihitung, kemudian nilai yang didapat dibandingkan dengan nilai koefisien difusivitas dari referensi. Hasil yang didapat yaitu:1. DAB referensi = 1,25024 10-3 cm2/s2. Rumus empiris Wilke-Chang (Treybal, 1981)DAB terhitung = 5.5160 x 10 - 6 cm2/sKesalahan relatif = 55,8861%3. Metode Wilke-Chang (Perry, 1984)DAB referensi = 1,25024 10-3 cm2/sKesalahan relatif = 35,4215%4. Cara analitis DAB terhitung = DAB = 1,8335 10-4 cm2/s

Kesalahan relatif = 13366,3308%Grafik yang dibuat adalah grafik E vs t/L2 karena dengan membuat grafik hubungan E vs t/L2 dapat dilihat hubungan antara lamanya waktu difusi dengan konsentrasi asam asetat. Semakin lama waktu difusi, seharusnya semakin banyak asam asetat yang terambil dan nilai E semakin turun. Akan tetapi pada percobaan ini nilai E fluktuatif. Selain itu, dengan membuat grafik E vs t/L2 dapat dilihat profil (visualisasi) hubungan E dan t/L2 dari penurunan rumus.Dari hasil percobaan, diketahui adanya penyimpangan. Hal ini disebabkan antara lain:1. Ada asam asetat yang masih tersisa dalam pipa kapiler karena proses pencucian kurang sempuna.2. Ada asam asetat yang menguap ketika akan dimasukkan dan dikeluarkan dari pipa kapiler.3. Ada pengaruh pipa yang satu terhadap pipa yang lain karena pemasangan pipa yang tidak tepat sejajar dan tegak lurus aliran air.4. Adanya kesalahan paralaks dan penentuan titik titrasi.5. Ada gelembung dalam pipa kapiler yang menghambat difusi.

KESIMPULAN

1. Banyaknya molekul asam asetat yang mendifusi ke air berbanding lurus dengan waktu difusi.2. Penentuan disfusivitas asam asetat dalam air dapat didekati dengan :A. Persamaan empiris Wilke-Chang menurut treybal.B. Persamaan empiris Wilke-Chang menurut Perry.C. Persamaan analitis dengan perhitungan numerris menggunkan komputer.3. Proses difusi adalah proses transfer massa satu fasa dari larutan yang konsentrasinya tinggi menuju larutan yang konsentrasinya rendah. 4. Berdasarkan gerakan fluida, difusi dibedakan menjadii difusi molekuler dan difusi olakan.5. Difusi yang terjadi adalah difusi molekuler dengan bilangan Reynolds sebesar 138,0389 dan termasuk aliran laminer.6. Nilai difusivitas asam asetat dalam air pada suhu 27,50C adalah:A. Persamaan Wilke-Chang:(1.) Treybal, 1981DAB = 5.5160 x 10 - 6 cm2/sKesalahan Relatif : 55,8861%(2.) Perry, 1984DAB = 8,0749 10-6 cm2/sKesalahan Relatif = 35,4215%

B. Referensi (Perry,1984) pada T: 27,50CDAB = 1,25024 10-3 cm2/s

C. Metode AnalisisDAB = 1,8335 10-4 cm2/sSSE = 329,1121Kesalahan Relatif = 13366,3308%

DAFTAR PUSTAKA

Brown, G.G., 1950, Unit Operation, Modern Asia Edition, pp.310-315, John Wiley and Son, Inc., New York.Perry, R.H. and Green, D.W., 1984, Perrys Chemical Engineers Handbook, 6ed., pp.3-75, 3-252, 3-285, 3-358, McGraw-Hill Book Co., Inc., Tokyo.Treybal, R.E., 1981, Mass Transfer Operations, 3ed., pp.21-37, Mc Graw-Hill Book Co., Tokyo.21