dy/soal ujian remidi/kinetika dan katalisis/gasal 2010-2011/selasa, 8 februari 2011

SOAL UJIAN REMIDI – SEMESTER GASAL TAHUN AKADEMIK 2010/2011

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA – FTI – UPN “VETERAN” YOGYAKARTA

Mata Ujian / Sifat : KINETIKA DAN KATALISIS / Closed Book

Dosen Pengampu : Siti Diyar Kholisoh, ST, MT

Hari, Tanggal / Durasi : Selasa, 8 Februari 2011 / 120 Menit

Kerjakanlah semua nomor soal di bawah ini dengan semaksimal mungkin dalam waktu yang tersedia. Pengerjaan nomor soal boleh tidak berurutan. Sebaiknya langsung menuliskan jawaban pada lembar

jawaban Anda (bagian kertas untuk corat-coret digunakan seperlunya saja).

NOMOR 1 (20%): Persamaan kecepatan reaksi homogen fase-gas: 3 A →→→→ 2 P …(*)

pada suhu 550 K dilaporkan mempunyai bentuk: ����

��� � ′

�, � 2,7 �, …(**)

dengan: pA [=] atm; ����

�� [=] atm/jam

(a) Apakah satuan k’ (= 2,7)?

(b) Jika persamaan (**) dinyatakan dalam: ����

��� � �

�, , dengan: CA [=] mol/m3; ����

�� [=]

mol/(m3.menit), berapakah nilai k dan apakah satuannya? Jabarkan secara singkat. (c) Berapakah orde reaksi ini dan apakah reaksi (*) elementer? Jelaskan secara singkat.

NOMOR 2 (25%): Reaksi homogen fase-gas: 3 A →→→→ R berlangsung secara batch pada suhu dan tekanan tetap (T0 = T = 170oC; P0 = P = 1,5 atm). Mula-mula (pada T0 dan P0): campuran reaksi berupa gas A, R, dan inert dengan rasio molar A:R:inert = 3:1:4. Berdasarkan data percobaan:

t (menit) 15 30 45 60

XA 0,133 0,238 0,321 0,390

(a) buktikanlah bahwa reaksi ini berorde 2! (b) berapakah konstanta kecepatan reaksi pada kondisi ini? Tuliskan juga satuannya.

[Petunjuk: Gunakan pemisalan: u = 1-XA untuk menyelesaikan bentuk integral secara analitik].

NOMOR 3 (20%): Reaksi homogen fase-cair elementer: ���� �

��� � berlangsung dalam sebuah reaktor

alir tangki berpengaduk (RATB) steady, VR = 5 liter. Umpan reaktor mempunyai debit 10 liter/menit dan CA0 = 1 mol/liter (CR0 = CS0 = 0). Jika: CR = 0,7 mol/liter dan CS = 0,1 mol/liter pada aliran keluar reaktor, berapakah nilai k1 dan k2? Tuliskan juga satuannya.

[Petunjuk: Manfaatkan penyusunan tabel stoikiometri sistem reaksi seri (atau: konsekutif) ini sebagai

fungsi molar extent of reaction (1) dan (2), atau: ε1 dan ε2. Selanjutnya, susunlah mole balance yang dinyatakan terhadap 2 dari 3 komponen reaksi yang ada].

NOMOR 4 (15%): Jelaskan secara singkat (namun komprehensif) mengenai hal-hal sbb.: (a) Mengapa peningkatan suhu dapat meningkatkan kecepatan reaksi? (b) Mengapa penambahan katalis dapat meningkatkan kecepatan reaksi?

NOMOR 5 (20%): Reaksi fase gas antara reaktan A dan B2 yang menghasilkan produk P berlangsung dengan sebuah katalis padat. Mekanisme yang diperkirakan terjadi meliputi:

Adsorpsi reaktan ke permukaan : A + S AS

B2 + 2 S 2 BS

Reaksi di permukaan : AS + 2 BS PS + 2 S (rate determining step)

Desorpsi produk dari permukaan : PS P + S

(a) Apakah perbedaan sifat adsorpsi antara A dan B2? (b) Jabarkanlah persamaan kinetika permukaan (atau surface kinetics) untuk kasus ini!

*** Selamat Mengerjakan dan Semoga Berhasil! ***

k1

k-1

k2

k-2

k3

k-3 k-4

k4