lat. soal 1

7/24/2019 lat. soal 1

http://slidepdf.com/reader/full/lat-soal-1 1/10

Sistem biner asetonitril (1)/nitrometana (2) memenuhi hukum Raoult

Tekanan uap untuk masing-masing komponen murni diberikan dengan

persamaan Antoine

MEMBUAT KURVA KESETIMBANGAN UAP CAIR

sat

1 o

2.945, 47ln P (kPa) 14, 2724

t( C) 224)

sat

2 o

2.972, 47

ln P (kPa) 14, 2043 t( C) 209)

a) Siapkan hubungan P vs xi dan P vs yi pada temperaur 75 oC

b) Siapkan hubungan t vs xi dan t vs yi pada tekanan 70 kPa

1

7/24/2019 lat. soal 1


Penyelesaian

a) Untuk memperoleh hubungan P vs xi diperlukan perhitungan BUBL

P, dasarnya adalah bentuk persamaan sistem biner dengan:

sat sat sat

2 1 2 1P P (P P )x

Pada temperatur 75 oC, dengan menggunakan persamaan Antoine

diperoleh

sat

1 o

2.945,47ln P (kPa) 14, 2724 83, 207kPa

(75 C) 224)

sat

2 o

2.972, 47ln P (kPa) 14, 2043 42, 01kPa

(75 C) 209)

2

7/24/2019 lat. soal 1


Perhitungan sederhana, kita misalkan x1 =0,6; maka nilai P:

P= 41,98 + (83,21 – 41,98)(0,6)= 66,72 kPa

Nilai y1 dicari dengan hubungan persamaan:

sat

1 11

x P (0,6)(83,21)y

P 66

0 4

, 72

,7 83

Hasil ini berariti bahwa pada temperatur 75 oC campuran cairan

60%-mol asetonitril dan 40%-mol nitrimetana adalah dalam

kesetimbangan dengan uap yang mengandung 74,83%-mol aetonitril

pada tekanan 66,72 kPa

3

7/24/2019 lat. soal 1


4

Hasil perhitungan untuk 75 oC pada sejumlah nilai xi

xi (%-mol) yi P(kPa)0,0 0,00 42,01

0,2 0,33 50,25

0,4 0,57 58,49

0,6 0,75 66,73

0,8 0,89 74,97

1,0 1,00 83,2120

40

60

80

100

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

P ( k P a )

xi, yi

DENGAN MS-EXCELL

7/24/2019 lat. soal 1


5

Gambar ini adalah diagram fasa yang mana

garis lurus ditandai P-x 1 merepresentasikan

keadaan cairan jenuh (saturated liquid);

daerah cairan subcoolid (subcooled liquid )

terletak di atas garis ini . Kurva yang ditandai

P-y 1 merepresentasikan keadaan uap jenuh

(saturated vapor); daerah uap superjenuh

(superheated vapor) terletak di bawah

kurva. Titik-titik yang terletak antara garis

cairan jenuh dan uap jenuh adalah daerah

dua fasa , dimana cairan jenuh dan uap

jenuh berada dalam kesetimbangan

Garis P-x 1 dan P-y 1 bertemu pada tepi/ujung

diagram, dimana cairan jenuh dan uap jenuh

spesies murni berada dalam tekanan uap dan

P1sat dan P2

sat

7/24/2019 lat. soal 1


6

Ilustrasi sifat prilaku fasa dalam sistem biner ini, perhatikan

alur proses temperatur konstan pada diagram P-x1-y1.

Bayangkan campuran cairan subcooled 60% mol asetonitril

dan 40% nitrometana berada pada 75 oC. Keadannya

direpresentasikan dengan titik a . Penurunkan tekanansecara perlahan dan sistem dijaga pada kesetimbangan

pada 75 oC. Karena sistem tertutup, komposisi keseluruhan

tetap konstan selama proses, dan keadaan sistem sebagai

keseluruhan jatuh pada garis vertikal yang menurun dari

titik a. Ketika tekanan mencapai nilai pada titik b, sistem

adalah cairan jenuh pada ambang penguapan.

Penurunan tekanan yang amat kecil menghasilkan

gelembung uap yang direpresentasikan oleh titik b’. Dua

titik b dan b’ (x1= 0,6, P = 66,72 kPa, dan y1= 0,7483)

bersama-sama merepresentasikan keadaan yang ditentukan

dengan perhitungan terdahulu. Titik b adalahtitik

gelembung, dan garis P-x1adalah garis titik gelembung.

7/24/2019 lat. soal 1


7

Jika tekanan diturunkan, jumlah uap

meningkat dan jumlah cairan menurun,

dengan kadaan dua fasa mengikuti jalur b’c

dan bc’.

Garis putus-putus dari titik b ke titik c

merepresentasikan keadaan keseluruhan

sistem dua fasa.

Akhirnya, sebagaimana titik c didekati, fasacairan, direpresentasikan titik c’, hampir tidak

terlihat, dengan hanya tetesan (dew) yang

tertinggal.

Titik c adalah titik embun, dan kurva P-

y1adalah garis titik embun. Sekali lagi embuntelah teruapkan, hanya uap jenuh pada titik c

yang tertingggal, penurunan tekanan

berikutnya menghasilkn uap superjenuh pada

titik d.

7/24/2019 lat. soal 1


8

Komposisi uap di titik c, adalah y1=0,6. Komposisi c’ dan tekanan harus dibaca dari

grafik atau dihitung

sat sat

1 1 2 2

1

P y / P y / P

Untuk y1=0,6 dan t1=75 oC

1P 59, 74kPa0,6 / 83, 207 0, 4 / 82,01

11 sat

1

y P (0,6)(59,74)x 0, 4308

83,21P

Komposisi cairan di titik c’

7/24/2019 lat. soal 1


9

Siapkan diagram t-x1-y1

Ketika P ditetapkan, temperatur berubah seiring x1 dan y1, untuk

tekanan tertentu, temperatur dibatasi oleh t1sat dan t2

sat,

Temperatur komponen murni meningkatkan tekanan uapnya, pada tekanan

sistem P, dan dihitung dengan persamaan:

sat i1 i

i

Bt CA ln P

Untuk P= 70 kPa, t1sat = 69,4 oC dan t2

sat = 89,58 oC. Cara paling

mudah untuk menentukan diagram diagram t-x1-y1, adalah

dengan dengan memilih t antara kedua temperatur tersebut

sat

21 sat sat

1 2

P Px

P P

7/24/2019 lat. soal 1


10

Sebagai contoh pada 78 oC, P1sat = 91,76 kPa dan P2

sat = 46,84 kPa dan

1

70 46,84x 0, 5156

91, 76 46,84

sat

1 11 x P (0,5156)(91,76)y 0, 6759

P 70

lat. soal 1

Documents

Transcript of lat. soal 1