Nama : Amil MuttaqinNIM: 03031181320054Shift : Selasa, Jam 10.00Kelompok : 4

VAPOR-LIQUID EQUILIBRIUM

Kesetimbangan memberikan pengertian bahwa suatu keadaan dimana tidak terjadi perubahan sifat makroskopis dari sistem terhadap waktu. Untuk material tersebut dengan waktu, keadaan setimbang sebenarnya tidak pernah tercapai. Semakin dekat keadaan sistem dengan titik kesetimbangan maka semakin kecil gaya penggerak proses, semakin kecil pula laju proses dan ahkirnya sama dengan 0 bila titik kesetimbangan sudah tercapai. Jadi titik kesetimbangan hanya bisa tercapai secara teoritis dalam waktu yang tak terhingga.Seperti pada kesetimbangan umumnya, kesetimbangan uap-cair dapat ditentukan ketika ada variabel yang tetap (konstan) pada suatu waktu tertentu. Saat kesetimbangan model ini, kecepatan antara molekul-molekul campuran yang membentuk fase uap sama dengan kecepatan molekul-molekulnya membentuk cairan kembali. Data kesetimbangan uap cair merupakan data termodinamika yang diperlukan dalam perancangan dan pengoperasian kolom-kolom distilasi. Pada prakteknya didalam pekerjaan ilmiah suatu kesetimbangan dianggap tercapai bila tidak ada lagi perubahan sifat/keadaan seperti yang ditunjukkan oleh praktek sama dengan sifat yang dihitung berdasarkan metoda yang menggunakan anggapan kesetimbangan.Contoh nyata penggunaan data termodinamika kesetimbangan uap-cair dalam berbagai metoda perancangan kolom distilasi packed coloum dan try coloum. Percobaan langsung yang betul-betul lengkap baru dapat diperoleh dari serangkaian metoda pengukuran. Selain itu percobaan langsung seperti itu memerlukan waktu yang banyak dan biaya yang besar. Sehingga cara yang umum ditempuh adalah mengukur data tersebut pada beberapa kondisi kemudian meringkasnya dalam bentuk model-model matematik yang relatif mudah diterapkan dalam perhitungan-perhitungan komputer. Salah satu contoh aplikasi dari percobaan tersebut adalah pembuatan tabung gas LPG. Proses pembuatan tabung gas LPG ini merupakan prinsip distilasi yaitu tekanan uap dalam tabung bila semakin besar akan mengubah gas didalam tabung menjadi cair. Kriteria KesetimbanganYang dimaksud di sini bukan sekedar kriteria yang berupa kesetimbangan termal dan mekanikal secara internal yang biasa kita terjemahkan sebagai berlakunya T dan P yang uniform, melainkan pembatasan-pembatasan termodinamika pada sistem dengan fasa banyak dan komponen banyak yang mengalami keadaan kesetimbangan. Sekalipun sudah ada kesetimbangan termal dan mekanikal dalam sistem demikian masih dimungkinkan perpindahan massa antar fasa. Jadi kriteria yang dimaksudkan di sini termasuk kesetimbangan antar fasa ditinjau dari segi kemungkinan perpindahan antar fasa tersebut. Kriteria ini pertama kali diturunkan oleh Gibbs (Abbott, 1989).Dimisalkan bahwa sistem multi komponen yang tertutup yang terdiri dari sejumlah fasa mempunyai temperatur dan tekanan yang uniform, akan tetapi pada keadaan awal tidak setimbang ditinjau dari segi perpindahan massa. Setiap perubahan yang terjadi mesti bersifat irreversible, yang mendekatkan sistem itu ke keadaan setimbang. Sistem itu dibayangkan sebagai dikelilingi keadaan yang selalu setimbang secara termal dan mekanikal dengan sistem itu (sekalipun perubahan terjadi dalam sistem). Karenanya pertukaran panas dan pemuaian kerja antar sistem dan sekeliling terjadi secara reversible.Kesetimbangan uap-cair atau Vapor-Liquid Equilibrium (VLE) adalah suatu kondisi di mana cairan dan uap yang (fasa gas) berada dalam kesetimbangan dengan satu sama lain, suatu kondisi atau keadaan di mana tingkat penguapan (cairan berubah menjadi uap) sama dengan tingkat kondensasi (uap mengubah cairan) pada tingkat molekuler sehingga tidak ada bersih (interkonversi keseluruhan) uap-cair. Zat pada kesetimbangan uap-cair umumnya disebut sebagai cairan jenuh. Untuk zat kimia murni, ini menyiratkan bahwa itu adalah pada titik didihnya. Gagasan "cairan jenuh" termasuk jenuh cair (sekitar untuk menguapkan), campuran cair-uap jenuh, dan uap jenuh (sekitar mengembun).Meskipun secara teoritis ekuilibrium tidak pernah tercapai, kesetimbangan praktis mencapai di lokasi yang relatif tertutup jika cairan dan uap yang diperbolehkan untuk berdiri di kontak dengan satu sama lain dengan tidak ada gangguan atau gangguan hanya bertahap dari luar. Namun, ini tidak berlaku untuk kasus-kasus pertukaran panas intensif atau perubahan tekanan yang cepat.Konsentrasi uap dalam kontak dengan cairan, terutama pada kesetimbangan, sering dinyatakan dalam tekanan uap, yang akan menjadi tekanan parsial (bagian dari tekanan total gas) jika ada gas lainnya (es) yang hadir dengan uap. Tekanan uap keseimbangan cairan pada umumnya sangat tergantung pada suhu. Pada kesetimbangan uap-cair, cairan dengan komponen individu dalam konsentrasi tertentu akan memiliki uap keseimbangan di mana konsentrasi atau tekanan parsial komponen uap memiliki nilai tertentu, tergantung pada semua konsentrasi komponen cair dan suhu. Kebalikannya juga benar: jika uap dengan komponen pada konsentrasi tertentu atau tekanan parsial dalam kesetimbangan uap-cair dengan cair, maka konsentrasi komponen dalam cairan akan ditentukan tergantung pada konsentrasi uap dan suhu. Konsentrasi kesetimbangan masing-masing komponen dalam fase cair sering berbeda dari konsentrasi (atau tekanan uap) dalam fase uap, tetapi ada hubungan. Data konsentrasi VLE dapat ditentukan secara eksperimental, atau dihitung atau diperkirakan dengan bantuan teori seperti hukum Raoult, hukum Dalton, dan hukum Henry.Informasi VLE tersebut berguna dalam merancang kolom untuk distilasi, terutama distilasi fraksional, yang merupakan keahlian khusus insinyur kimia. Distilasi adalah proses yang digunakan untuk memisahkan atau sebagian komponen terpisah dalam campuran dengan merebus (penguapan) diikuti oleh kondensasi. Distilasi mengambil keuntungan dari perbedaan dalam konsentrasi komponen dalam fase cair dan uap.Dalam campuran yang mengandung dua atau lebih komponen, konsentrasi masing-masing komponen yang sering dinyatakan sebagai fraksi mol. Fraksi mol komponen tertentu dari campuran dalam fase tertentu (baik uap atau fase cair) adalah jumlah mol bahwa komponen dalam fase dibagi dengan jumlah total mol seluruh komponen dalam fase itu. Ketika suhu tercapai sehingga jumlah dari tekanan uap keseimbangan komponen cair menjadi sama dengan tekanan total sistem (itu adalah sebaliknya lebih kecil), maka uap gelembung yang dihasilkan dari cairan mulai menggantikan gas yang menjaga tekanan keseluruhan, dan campuran dikatakan mendidih. Suhu ini disebut titik didih campuran cairan pada tekanan yang diberikan. (Hal ini diasumsikan bahwa tekanan total tetap stabil dengan menyesuaikan volume total dari sistem untuk mengakomodasi perubahan volume spesifik yang menyertai mendidih.) Titik didih pada tekanan keseluruhan 1 atm disebut titik didih normal campuran cairan .

DAFTAR PUSTAKA

Brown, George Granger Dan Asscociates. 1958. Unit Operations. United States of America: John Wiley and SonsTreyball, Robert E.1987. Mass Transfer Operation. Edisi Ketiga. USA: McGraw-Hill Company.White, F. M.1988. Heat and Mass Transfer. United States of America: Addison Wesley Publishing Company.