SEMINAR PDTK “DIFUSIVITAS INTEGRAL’’

MARIA BONITA (121141001)ELSA JUNITA Br GINTING (121141002)

YOGI T TAMPUBOLON (121141003)

Latar BelakangDalam industri kimia koefisien difusi berperan dalam perhitungan waktu proses, yang selanjutnya digunakan dalam perancangan kapasitas alat. Dengan mengetahui difusivitas (koefisien difusi) suatu zat, maka akan dapat mengetahui kemampuan penyebaran massa zat tersebut ke dalam fase yang lain.

Tujuan percobaan

Menentukan koefisien difusivitas integral (DAB) yang merupakan perbandingan luas dengan waktu dalam satuan cm2/detik dari larutan asam oksalat, pada konsentrasi asam oksalat yang berbeda.

Tinjauan Pustaka

Difusi adalah bentuk transfer massa yang terjadi karena adanya gaya dorong (driving force) berupa perbedaan konsentrasi, yang timbul karena gesekan- gesekan molekul atau elemen fluida.

Difusivitas adalah suatu faktor perbandingan yaitu difusivitas massa atau komponen yang mendifusi melalui komponen pendifusi.

Dinamika sistem sangat berpengaruh terhadap kecepatan transfer massa,yang dapat digolongkan menjadi dua macam yaitu :

1. Difusi molekuler

2. Difusi Olakan(Hardjono, 1989)

Zat yang terlarut akan mendifusi dari larutan yang konsentrasinya tinggi ke daerah yang konsentrasinya rendah. Kecenderungan suatu zat untuk mendifusi dinyatakan dengan koefisien difusi.

Difusivitas cairan tergantung dari sifat- sifat komponen, temperatur serta konsentrasi dari cairan tersebut. Tapi dalam pelaksanaan percobaan ini faktor temperatur diabaikan, karena perbedaan temperatur yang kecil sehingga menyebabkan perbedaan densitas yang kecil.

Dalam Hukum Ficks dijumpai koefisien difusivitas dalam persamaan :

Dengan :

JAX = Flux molar A dalam arah X, gmol/ cm2 detik

DAB = Difusivitas massa A melalui B, cm2/detik

dCA/dX = Gradien konsentrasi, gmol/ cm2

dX

dCDJ A

ABAX

Alat dan Bahan

Alat :

1. Alat suntik

2. Buret

3. Erlenmeyer

4. Corong

5. Stopwatch

6. Penggaris

7. Termometer

8. Piknometer

9. Statif

10. Timbangan digital

Bahan :

1. Air dalam bak difusi

2. Larutan asam oksalat (H2C2O4)

3. Aquadest

4. Larutan NaOH

5. Larutan asam standar

6. Indikator PP

Keterangan:1. Bak penampung air 5. Bak difusi2. Kran 6. Outlet3. Bak penampung air4. Pipa kapiler

Gambar Alat

11

31

43

2

2

65

1. Menentukan volume pipa kapiler.2. Mengukur tinggi masing- masing pipa kapiler

dari ujung atas hingga dasar pipa kapiler.3. Standarisasi larutan NaOH.4. Standarisasi asam oksalat.5. Percobaan Difusi.

Cara Kerja :

1. Menghitung volume pipa kapiler2. Menentukan normalitas NaOH3. Menentukan normalitas asam oksalat sebelum dan

sesudah difusi4. Menentukan persentase asam oksalat

dimana :E = % sisa asam oksalatN = Normalitas asam oksalat setelah difusiN0 = Normalitas asam oksalat sebelum difusi

Analisis perhitungan

100%N

NE

0

5. Menentukan difusivitasdapat ditentukan dengan rumus :

Dijabarkan menjadi :

Dengan :E = perbandingan asam oksalat sisat = waktuL = panjang pipa kapiler

DAB = koefisien difusivitas

2AB

L

.t.D200-100E

)D.200log(2L

tlogE)-2log(100 AB2

6. Menentukan Persentase kesalahan ( % ) dengan rumus:

%100 %

hitung

datahitung

y

yykesalahan

1. Menentukan Volume Pipa Kapiler

- Suhu aquadest : 29 0C

- Densitas aquadest : 0,995945 g/ml

Tabel 1. Menentukan volume pipa kapiler

Hasil Percobaan

No

Panjang

Pipa

(cm)

Berat Pipa

Kosong

(gr)

Berat

pipa+aquadest

(gr)

Berat

aquadest

(gr)

Volume

pipa

(ml)

1

2

3

4

5

10.6

10.4

10.3

10

9.9

8.4135

5.1107

8.2417

4.8218

4.8168

11.0391

7.9451

10.7748

7.5292

7.4797

2.6256

2.8344

2.5331

2.7074

2.6629

2.6362

2.8459

2.5434

2.7184

2.6737

2. Standarisasi Larutan NaOH

- Normalitas asam standard = 0.1 N

 

Tabel 2. Volume NaOH dan Normalitas NaOH

Volume NaOH rata-rata = 11.2 ml

Normalitas NaOH rata-rata = 0.0893 N

NoVolume

NaOH (ml)

Volume Asam

Standard (ml)

Normalitas NaOH (N)

1

2

11

11.4

10

10

0.0909

0.0877

3. Standarisasi Asam Oksalat

- Normalitas NaOH = 0.0893 N

Tabel 3. Volume NaOH dengan Normalitas asam oksalat X1 sebelum difusi

No

Volume

Asam

Oksalat

(ml)

Volume

NaOH (ml)

Normalit

as Asam

Oksalat

(N)

1 10 13.5 0.120555

2 10 13.2 0.06165

Tabel 4. Volume NaOH dengan Normalitas asam oksalat X2 sebelum difusi

No

Volume

Asam

Oksalat

(ml)

Volume

NaOH

(ml)

Normalitas

Asam Oksalat

(N)

1 10 7.1 0.0636403

2 10 7.2 0.06429

4. Menentukan normalitas asam oksalat sesudah difusi

Normalitas NaOH rata-rata = 0.0893 NVolume asam oksalat = 10 ml

Tabel 5. Normalitas asam oksalat sesudah difusi (X1)

No

Volume NaOH

sesudah difusi (ml)

Volume Asam

Oksalat (ml)

Normalitas Asam Oksalat setelah difusi

(N)

1 3.2 10 0.028576

2 3 10 0.02679

3 2.9 10 0.025897

4 2.8 10 0.025004

5 2.6 10 0.023296

Tabel 6. Normalitas asam oksalat sesudah difusi (X2)

NoVolume NaOH (ml) sesudah

difusi

Volum Asam Oksalat

(ml)

Normalitas Asam Oksalat setelah

difusi

1 2.45 10 0.0218785

2 2.3 10 0.020539

3 2.2 10 0.019646

4 2.2 10 0.019646

5 2.1 10 0.018753

1. Harga normalitas dan harga koefisien difusivitas asam oksalat X1

Harga normalitas asam oksalat X1 sebelum dan setelah difusi dan harga koefisien difusivitas asam oksalat X1 dapat diperoleh berdasarkan tabel 4.1.

Maka diperoleh:

Tabel 7. Hubungan Normalitas asam oksalat X1 sebelum dan setelah difusi dengan % sisa asam oksalat

Pembahasan

NoWaktu

(menit)

Normalitas asam

oksalat

(N)Persentase

sisa asam

oksalat

(E%)Sebelum

difusi

Sesudah

difusi

1

2

3

4

5

5

10

15

20

25

0.119215

0.119215

0.119215

0.119215

0.119215

0.028576

0.02679

0.025897

0.025004

0.023296

23.97

22.47

21.72

20.973

19.54

Dan dapat dibuat grafik seperti gambar 1

Hubungan antara Log (t/L2) dengan 2 Log (100-E) pada gambar menghasilkan persamaan dengan metode least square Y = 0.05998x+3.841. Dari persamaan yang diperoleh dapat diketahui persen kesalahan sebesar 0.077604%, , dan DAB

sebesar 0.0552458 cm2/menit.

3.835003.840003.845003.850003.855003.860003.86500

-1.60000

-1.40000

-1.20000

-1.00000

-0.80000

-0.60000

-0.40000

-0.20000

0.00000

f(x) = 30.7578304595645 x − 119.361920290991R² = 0.964254440080134

y datay hitungLinear (y data)

log (t/L²)

2 l

og

(1

00

-E)

2. Harga normalitas dan harga koefisien difusivitas asam oksalat X2

Harga normalitas asam oksalat X2 sebelum dan setelah difusi dan harga koefisien difusivitas asam oksalat X2 dapat diperoleh berdasarkan data Tabel 4.2.

Maka diperoleh:

Tabel 8. Hubungan Normalitas asam oksalat X2 sebelum dan setelah difusi dengan persentase sisa asam oksalat

NoWaktu

(menit)

Normalitas asam

oksalat

(N)Persentase

sisa asam

oksalat

(E%)Sebelum

difusi

Sesudah

difusi

1

2

3

4

5

5

10

15

20

25

0.127699

0.127699

0.127699

0.127699

0.127699

0.0218785

0.020539

0.019646

0.019646

0.018753

17.13

16.08

15.38

15.38

14.68

Dan dapat dibuat grafik seperti gambar 2.

Hubungan antara Log (t/L2) dengan 2 Log (100-E) pada gambar 4,

menghasilkan persamaan dengan metode least square Y = 0.03134x+3.8796.

Dari persamaan yang diperoleh dapat diketahui persen kesalahan sebesar

0.197073322%, dan DAB sebesar 0.06034 cm2/menit.

3.83500 3.84000 3.84500 3.85000 3.85500 3.86000 3.86500

-1.60000

-1.40000

-1.20000

-1.00000

-0.80000

-0.60000

-0.40000

-0.20000

0.00000

f(x) = 30.7578304595645 x − 119.361920290991R² = 0.964254440080134

y datay hitungLinear (y data)

log (t/L²)

2 l

og (

100

-E)

Larutan asam oksalat X1 diperoleh harga koefisien difusivitas sebesar 0.0552458 cm2/menit dengan metode Least Square : Y = 0.05998842x+3.841289 dengan persen kesalahan rata – rata sebesar 0.076043 %.

Larutan asam oksalat X2 diperoleh harga koefisien difusivitas sebesar 0.06034Cm2/menit dengan metode Least Square : Y = 0.031349885x+3.879648dengan persen kesalahan rata – rata sebesar 0.197073222%.

Persamaan yang didapat merupakan fungsi linier dari 2 Log (100 – E) dengan Log (t/L2) yang menunjukkan semakin lama waktu operasi difusi maka akan semakin banyak asam oksalat yang terdifusi ke dalam air.

Pada percobaan kami semakin kecil normalitas suatu larutan atau senyawa

maka koefisien difusivitasnya semakin kecil.

Kesimpulan

SEKIAN & TERIMA KASIH ATAS

PERHATIAANNYA