UNIT DAN DIMENSIDIMENSI:Konsep dasar untuk pengukuran seperti panjang, waktu, massa, suhu, dsb. UNIT :Alat untuk mengekspresikan dimensi; seperti : ft, cm, (untuk panjang)jam, dt (untuk waktu)(catatan : untuk penambahan dan pengurangan dimensi harus sama)KONVERSI penyeragaman unitContoh :1.Konversikan kecepatan pesawat dari ft/dt ke mil/jam.Diketahui kecepatan pesawat 2 x kecepatan suara (2 x 1100 ft/dt)Jawab : jam miljammenitmenitdtftmildt ft/ 150016016052801 11002 2. Konversikan 400 in3/hari cm3/menitJawab :menit cmmenitjamjamhariincmhariin/ 56 . 4601241 54 . 2 400333 ,_

Sistem Unit yang paling Umum Digunakan :1. SI (Sistem Internasional) MKSUnit Dasar meter, kg, secondTurunan Gaya= kg.m/dt2 NewtonEnergi= kg.m2/dt2 N.m = JouleTenaga = kg.m2/dt3 Joule/dt = Watt2. CGSUnit Dasar cm, gram, secondTurunan dyne, erg3. English Absolute System FPSUnit Dasar foot, lb, secondTurunan poundal, ft.poundal4. British EngineeringUnit Dasar foot, second, slugTurunan pound weight, Btu5. American EngineeringUnit Dasar foot, second, lbmTurunan lbf, BtuFaktor Konversi cg1 untuk mengubah lbm menjadi lbf pada American Engineering System.Hukum Newton F = c.m.aPada American Engineering System cgc1dimana) )( () )( (174 . 322fmclb dtft lbg Bila g = gc, maka lbm = lbfContoh :1. Bila 1 lbm dipercepat pada kecepatan gravitasi 32.174 ft/dt2, makafmfmlbdtftlblb dtft lbF1174 . 32 1) )( () )( (174 . 32122 Perhatikan 1 lbm = 1 lbf bila g = gc2. 100 lbm air mengalir melalui pipa pada kecepatan 10.0 ft/dt. Berapa energi kinetiknya dalam (ft)(lbf) ?) )( ( 155) )( () )( (174 . 321 1010021. .21222ffmmklb ftlb dtft lbdtftlbv m E ,_

3. Berapa energi potensial (dalam (ft)(lbf) sebuah drum dengan massa 100 lbm yang tergantung 10 ft di atas permukaan bumi ?) )( ( 1000) )( () )( (174 . 321102 . 32100. .22ffmmplb ftlb dtft lbftdt ftlbh g m E MoleBMg massmol g) (

BMlb massmol lb) (Contoh :2.00 lb NaOH =? lb mol=? g molJawab :NaOH mol lbNaOH lb NaOH mol lbNaOH lb 05 . 040100 . 2 NaOH mol gmol lb mol gNaOH lb NaOH mol lbNaOH lb 7 . 22145440100 . 2 DENSITY = MASSA JENIS = Perbandingan (ratio) antara massa per satuan volumeEx : kg/m3, lb/ft3SPECIFIC VOLUME kebalikan dari density m3/kgSPECIFIC GRAVITY = perbandingan 2 density, yaitu density suatu zat dengan density zat reference (biasanya air)Pada system SI, nilai numerik density sama dengan specific gravity karena density air pada 4oC (reference) = 1 g/cm3.Pada American Engineering System, nilai numeric density specific gravity karena density air = 62.4 lb/ft3.Pada industri perminyakan, SG (Specific Gravity) dilaporkan sebagai oAPI dimana 5 . 13160605 . 141 oooSGAPIContoh Soal :Density dan Specific Gravity Jika di-bromo-pentana mempunyai specific gravity 1.57, Berapa density (massa jenis)nya dalama)g/cm3b) lbm/ft3c)kg/m3Jawab :a).Density = Specific Gravity x density air3 3232357 . 1 00 . 100 . 157 . 1cmDBP gcm O H gcm O H gcmDBP g b).3 323239 . 97 4 . 6200 . 157 . 1ftDBP lbftO H lbftO H lb ftDBP lbm mmm c).333310 57 . 110001 10057 . 1mDBP kggkgmcmcmDBP g ,_

FRAKSI MOL DAN FRAKSI BERATMol TotalA MolA Mol Fraksi Berat TotalA BeratA Berat Fraksi Berat Molekul Udara Rata-rataKomponen Moles (%) BM lb % BeratO221 32 672 672/2900=23.17N279 28.2 2228 2228/2900=76.83Total 100 2900 100291002900 mol lb mol lblbRata Rata BMAnalisa Orsat Analisa gas basis keringPada gas ideal, basis volume =basis moleEx :21 % oxygen 21 % v/v 21 % mol/mol79 % Nitrogen 79 % v/v 79 % mol/mol100 %totalUntuk Cairan dan padatan % w/wContoh Soal :Suatubahan pembersih mengandung 5 kg air dan 5 kg NaOH. Berapa fraksi berat dan fraksi mol masing-masing dalam satu botol ?Jawab :Komponen Kg Fraksi Berat BM Kgmol Fraksi molAir 5.0 5/10 18 5/18=0.278 0.278/0.403NaOH 5.0 5/10 40 5/40=0.125 0.125/0.403Total 10.0 1.0 0.403 1.0BASIS Contoh Soal 1. Jika suatu bahan bakar mengandung 80 % C (w/w) dan 20 % H (w/w), berapa perbandingan C/H dalam mol ?Jawab :Basis 100 kg atau 100 lbKomponen % Berat BM MolC 80 12.0 80/12=6.67H 20 1.008 20/1.008=19.84100Perbandingan C/Hdalam mol = 6.67/19.84 = 0.332. Komposisi suatu gas adalah 10 % H2, 40 % CH4, 30 % CO, dan 20 % CO2.Berapa BM rata-rata gas tersebut?Jawab :Basis 100 mol gasKomponen Mol (kgmol) BM Massa (kgC0220 44 880CO 30 28 840CH440 16.04 642H210 2.02 20100 2382mol kgkgMolMassaRata Rata BM 82 . 231002382 3. Analisa komposisi suatu contoh batu bara adalah sebagai berikut : 2 % S, 1 % N, 6 % O, 11 % Abu dan 3 % air.Sisanya adalah C dan H dengan perbandingan mol H/C = 9.Hitunglah komposisi perbandingan batu bara tersebut bila abu dan air diabaikan ?Jawab :Basis = 100 kg batu baraS + N + O + Abu + Air = 2 + 1 + 6 + 11 + 3 = 23 kgC dan H = 100 23 = 77 kgkgkg kg Ckg kg H1 . 22 . 1 129 1 19 . 0 0 . 19 1 9 + +Jadi,kg kg Ckg kg H44 771 . 2 2 . 133 771 . 2 9 . 0 Komposisi :Komponen Massa FraksiC 44 0.51H 33 0.39S 2 0.02N 1 0.02O 6 0.0786 1.00TEMPERATURSkala Temperatur kuantifikasi seberapa panas suatu bahanTermometer alat untuk mengukur tingkat/derajat panas suatu zat/bahanSkala temperatur1. Celcius (Celsius, 1742) skala relatif titik 0 2. Fahrenheit (1700-an) ditetapkan oleh penemunya3. Kelvin skala absolut titik 0 adalah temperatur 4. Rankine terendah yang dipercaya ada46011273113218 . 10 000 00000+

,_

+

,_

+

,_

FoRCKC FTFRTTCKTTCFTContoh Soal (Konversi Temperatur) :1. Konversikan 100 0C ke a)K b)0F c)0RJawab :a).K CCKTK373 273 1001100 +

,_

b).F CCFT F0 000212 32 10018 . 10 +

,_

c).R FFRT F0 000672 460 212110 +

,_

2. Konduktifitas panas Al pada 32 0F = 117Btu/(hr)(ft2)(0F/ft). Berapa nilainya pada 0 0C dalam unit Btu/(hr)(ft2)(K/ft)?Jawab :32 0F=0 0C) / )( )( (2111118 . 1) )( )( () )( ( 1172 000 2ft K ft hrBtuKCCFF ft hrft Btuo Hgplatvacuum50 cmTEKANANTekanan=gaya per satuan luasMisalkan suatu kolom air raksa mempunyai area 1 cm2 dan tinggi 50 cm .Bila density air raksa = 13.55 g/cm3 maka gaya =Ndt m kgNcmmgkgdtcmcm cmcm gF64 . 6) )( ( 11100110001 9801 5055 . 132223 2 422/ 10 64 . 61100164 . 6) (m NmcmcmNLuasGayaP Tekanan

,_

Dalam American Engineering System222 31387) )( () )( ( 174 . 321 32212154 . 2 1501846ftlblb dtft lbdt ftinftcmincmftlbPffmm Tekanan relatif = bila reference-nya adalah tekanan atmosfirContohnya pada manometer dengan ujung terbuka.Tekanan absolut = pengukuran terhadap tekanan vacuum.Contohnya pada manometer dengan ujung tertutup.Titik 0 pada tekanan relatif=tekanan udara sekelilingTitik 0 pada tekanan absolut=tekanan vacuumTekanan absolut=tekanan gauge +tekanan barometerTekanan atmosfir =tekanan barometric= tekanan udara/atmosfir sekeliling kita yang bisa berubah-ubah.Tekanan atmosfir standar 1 atm atau 760 mmHg pada 0 0C. 33.91ftH2O 14.969 14.7psia (pound per square inch absolute) 29.921 29.92inHg 760 mmHg 1.013 x 105Pa(1 Pascal = 1N/m2) 101.3kPa(1 bar = 100 kPa)Contoh Soal :1. Konversikan 35 psia ke inHg!Jawab :inHgpsiainHgpsia 25 . 717 . 1492 . 2935 2. Bila tekanan 340 mmHg, berapa tekanan tsb dalam inH2O dan kPa?Jawab :

O inHftinmmHgO ftHmmHg2218211276091 . 33340

kPaPakPammHgPammHg 4 . 451000176010 013 . 13405 3. Tekanan gauge pada satu tank CO2 yang digunakan untuk mengisi botol air soda = 51.0 psia.Pada waktu yang sama, tekanan baromatrik = 28.0 inHg.Berapa tekanan absolut dalam tank (dalam psia)?Jawab :Tekanan Baromatrik = tekanan atmosfir =psiainHgpsiainHg 78 . 1392 . 297 . 1428 Tekanan absolut = tekanan atm + tekanan gauge =13.78 psia + 51 psia = 64.78 psia4. Udara mengalir pada suatu pipa seperti pada gambar di sebelah.Bila tekanan atmosfir = 730 mmHg, berapa tekanan dalam pipa dalam inHg?Jawab :inHgO ftHinHginftcminO H cm 12 . 091 . 3392 . 2912154 . 2 1422 inHgmmHginHgmmHg atm Tekanan 9 . 2876092 . 29730 Tekanan dalam pipa = 28.9 inHg 0.12inHg = 28.8 inHg absolut5. Binatang kecil seperti tikus dapat hidup pada tekanan udara yang diturunkan sampai 20 kPa.Dalam suatu tes, satu monometer air raksa dihubungkan ke suatu tangki seperti pada gambar dan menunjukkan angka 64.5 cmHg. Pembacaan barometer menunjukkan 100 kPa.Apakah tikus-tikus tsb dapat hidup dalam tangki tsb?Jawab :Tekanan barometrik = 100 kPaTekanan dalam tangki = 64.5 cmHg di bawah atmabsolut kPacmHgkPacmHg kPa 140 . 763 . 1015 . 64 100 1]1

Karena tekanan dalam tangki < 20 kPa, maka tikus tersebut kemungkinan besar tidak akan dapat bertahan untuk hidup.PERSAMAAN KIMIA DAN STOIKIOMETRIBasis dalam persamaan reaksi molContoh :Dalam pembakaran heptan, dihasilkan CO2.Asumsikan anda ingin menghasilkan 500 kg es kering per jam, dan 50 % CO2 dapat dikonversi menjadi es kering.Berapa kg heptan yang harus dibakar per jam ?Jawab :C7H16+11 O27 CO2+8 H2OBasis = 500 kg es kering /jam16 716 716 7216 722 2325110071441ker 5 . 01ker 500 H C kgH C mol kgH C kgCO mol kgH C mol kgCO kgCO mol kging es kgCO kging es kg Perhatikan !!Pertama, kg dikonversikan ke dalam mol, kemudian persamaan reaksi diterapkan, kemudian mol dikonversikan kembali ke kg untuk mendapatkan jawaban akhir.Beberapa Definisi dalam Industri :a. Reaktan Pembatas = reaktan yang ada/tersedia dalam jumlah stoikiometri terkecil.b. Reaktan Berlebih = reaktan yang jumlahnya melebihi reaktan pembatas Persen kelebihan= jumlah kelebihan di atas jumlah yang dibutuhkan untuk bereaksi dengan reaktan pembatas menurut persamaan reaksi% 100tan% pembatas reak dg bereaksi utk dibutuhkan yg molkelebihan molkelebihanDalam reaksi pembakaran dikenal istilah udara kelebihan, yaitu kelebihan udara di atas kebutuhan teoritis untuk pembakaran sempurna suatu bahan.Dalam praktek, kelebihan udara biasanya 5 20 %Meskipun hanya sebagian reaktan pembatas yang bereaksi, penghitungan jumlah reaktan yang dibutuhkan dan reaktan berlebih tetap berdasarkan jumlah keseluruhan reaktan pembatas.c. Konversi = fraksi unpan atau bahan dalam umpan yang dikonversi menjadi produk-produk.Derajat kesempurnaan reaksi = persen atau fraksi reaktan pembatas yang dikonversi menjadi produk-produk.d. Selektifitas = perbandingan mol produk yang diinginkan dengan mol produk lain yang dihasilkan dalam suatu set reaksie. Yield = berat atau mol produk akhir dibagi dengan berat atau mol reaktan awal.Contoh :Sb2S3 + 3 Fe 2 Sb + 3 FeS0.6 kg0.25 kg0.2 kgHitunglah :a. reaktan pembatasb. % reaktan berlebihc. derajat kesempurnaan reaksid. % konversie. yieldJawab :Komponen kg BM g molSb2S30.6 339.7 1.77Fe 0.25 55.8 4.48Sb 0.2 121.8 1.64FeS 87.9a. 1.77 g mol Sb2S3 membutuhkan (3 x 1.77) mol Fe = 5.31 g mol Fe (tdk mencukupi)4.48 g mol Fe membutuhkan (1/3 x 4.48) mol Sb2S3 = 1.49 g mol Sb2S3 Fe reaktan pembatasSb2S3 reaktan berlebih b.% 8 . 18 % 10049 . 149 . 1 77 . 1% kelebihanc. Meskipun Fe adalah reaktan pembatas, tidak seluruh reaktan pembatas bereaksi.1.64 g mol Sb membutuhkan Fe sejumlah :Fe mol gSb mol gFe mol gSb mol g 46 . 22364 . 1 55 . 048 . 4 46 . 2 an kesempurna Derajatd.3 23 282 . 02164 . 1 % S Sb mol gSb mol gS Sb mol gSb mol g konversi % 3 . 46 % 10077 . 1 82 . 0%3 2 Sb ke S Sb konversie.3 2 3 2316 . 02 . 0S Sb kgSb kgS Sb kgSb kgYield Selektifitas dan YieldContoh Soal :Dua reaksi terjadi dalam dehidrogenasi etana :C2H6C2H4+H2C2H6+H22CH4

Distribusi produk adalah sebagai berikut :Komponen %C2H635C2H430H228CH47Total 100Pertanyaan :a. Selektifitas C2H4 terhadap CH4b. Yield C2H4 dalam kgmol C2H4 per kgmol C2H6Jawab :a. Selektifitas C2H4 terhadap CH444 244 229 . 4730CH mol kgH C mol kgCH mol kgH C mol kgb.6 24 26 24 2301130 H C mol kgH C mol kgH C mol kgH C mol kg 6 26 246 245 . 335 . 3217H C mol kgH C mol kgCH mol kgH C mol kgCH mol kg 6 24 26 24 29 . 05 . 3330H C mol kgH C mol kgH C mol kgH C mol kgYield