KESETIMBANGAN

UAP-CAIRVapor-Liquid Equilibria

Politeknik Negeri MalangJurusan Teknik Kimia

2017

Agung Ari Wibowo S.T., M.ScTermodinamika Teknik Kimia

Learning Objective

Model Sederhana Dalam VLE : HukumRoults

Perhitungan BUBLE dan Dew Point DenganHukum Roults

Penyimpangan Terhadap Hukum Roults

KegiatanIndustri

Aplikasi VLE dalam Industri

Data kesetimbangan

(VLE)

Proses Pemisahan

(ex. Distilasi)

Va

po

r-Li

qu

id E

qu

ilib

ria

Kesetimbangan Vapor-Liquid?

Vapor Liquid

L

i

V

i ff ˆˆ =

sat

iiiii PxPy =ˆ

Pada Tekanan Rendah

1

2

1ˆ =i

Wilson

PERMODELAN VLE

UNIQUACNRTL

Model Sederhana RAOULTS

Model Koefisien Aktifitas

sat

iii PxPy =

sat

iiiii PxPy =ˆ

Hukum Roults : VLE Sederhana

RAOULTSsat

iii PxPy =

sat

iiiii PxPy =ˆ

L

i

V

i ff ˆˆ =

Asumsi Hukum Roults1. Fase uap adalah gas ideal (P rendah)2. Fase cair adalah campuran ideal

sat

iii PxPy = 15,273log

−+−=

CT

BAP sat

EKSPERIMEN PENGUKURAN VLE

Modified Othmer Ebuilometer

EKSPERIMEN PENGUKURAN VLE

Świętosławski Ebuilometer

a. Kondenserb. Tempat Sampling fase vaporc. Thermometerd. Sirkulasi fase uap dan caire. Boiler f. Drain valve / sampling fase liquid

Świętosławski1881-1968, Polandia

EKSPERIMEN PENGUKURAN VLE

Malanowski Ebuilometer

EKSPERIMEN PENGUKURAN VLE

V2

V1

P

T

U

B : Boiler

CP : Cottrel Pump

S : Tabung Kesetimbangan

C1 : Cooler 1

C2 : Cooler 2

V : Vapor Fraction Condensate Trap

L : Liquid Fraction Trap

T : Thermocouple

F : Tabung Umpan

U : Manometer Pipa U

T : Tangki Udara

V1 : Valve ke pompa Vakum

V2 : Valve Pengatur Tekanan

P : Pompa Vakum

Modified Bero-Rogalski Ebuilometer

EKSPERIMEN PENGUKURAN VLE

VLE data of Etanol + Etil Asetat at 26.67 kPa

Wibowo, A. A , Kuswandi, K., Winarsih, W., dan Hartanto, D.(2011) “Pengukuran Kesetimbangan Uap-Cair Sistem Biner Etanol Etil Asetat dan EtanolIsoamil Alkohol Pada Tekanan 101,33 79,99 dan 26,67 kPa,” in Prosiding Seminar Nasional Fundamental dan Aplikasi Teknik Kimia 2011. Surabaya: Jurusan Teknik Kimia - ITS, hal. 1–6.

T / °C

Va

po

r-Li

qu

id E

qu

ilib

ria

Kurva Kesetimbangan Vapor-Liquid

xA xA

Isothermal VLE Isobaric VLE

V + L V + L

PERHITUNGAN TITIK DIDIH

Hitunglah titik didih dari aseton pada tekanan 2 bar dengan menggunakan persamaan

Antoine?

Dari apendiks A (Poling Dkk., 2001), konstanta Antoine adalah A = 4.2184, B = 1197,01

dan C = 228,06. (P (bar), T (K)

K

PerhitunganBUBLE danDew Point

Thermodynamics

BUBLE DAN DEW POINT

BUBL P : 𝑦𝑖 dan P dihitung

𝑥𝑖dan T tersedia

DEW P : 𝑥𝑖 dan P dihitung

𝑦𝑖 dan T tersedia

BUBL T : 𝑦𝑖 dan T dihitung

𝑥𝑖 dan P tersedia

DEW T : 𝑥𝑖 dan T dihitung

𝑦𝑖 dan P tersediaxA

Isobaric VLE

Buble Line

Dew Line

Melibatkan iterasi

Perhitungan BUBLE dan DEW POINT

sat

iii PxPy = 𝑦𝑖 = 1

𝑃 = 𝑥𝑖𝑃𝑖𝑠𝑎𝑡

Perhitungan Buble Point

𝑥𝑖 = 1

𝑃 =1

σ 𝑦𝑖/𝑃𝑖𝑠𝑎𝑡 Perhitungan Dew Point

Atau

Perhitungan BUBLE dan DEW POINT

Dengan menggunakan Hukum Raoult, hitunglah keadaan kesetimbangan untuk

sistem biner metanol (1) / etanol (2):

a. Bila x1 = 0,33 dan T = 70C, tentukan y1 dan P.

b. Bila y1 = 0,33 dan P = 2 bar, tentukan x1 dan T.

Data yang diperlukan adalah konstanta A, B dan C dari persamaan Antoine:

T dalam C

P dalam “mmHg”

Komponen A B C

Ethanol 8.20417 1642.89 230.3

Methanol 8.08097 1582.27 239.7

BUBLE P

•Dengan persamaan Antoine, nilai tekanan uap masing-masingkomponen pada suhu 70C adalah,

1,25171 =satP bar

0,72352 =satP bar

satsat PxPxP 2211 +=

7235,0)33,01(2517,133,0 −+=P

0,8978=P bar

P

Pxy

sat

111 =

8978,0

2517,133,01

=y

46,01 =y

Gini ajamah

gampang…

BUBLE T

b.) Dikarenakan T adalah data yang dicari dan juga dibutuhkan dalam perhitungan

tekanan uap, maka penyelesaian perhitungan ini harus menggunakan metode iterasi

Asumsi, T = 70C sehingga diperoleh,

1,25171 =satP bar

0,72352 =satP bar

Perhitungan bubble point,

0,8978=P bar Harusnya tekanan adalah 2 bar

Bisa digunakan goal seek

T = 91,35C

6729,21 =satP bar

6686,12 =satP bar

P

Pxy

sat

111 =

2

6729.233,01

=y

44,01 =y

PenyimpanganterhadapHukum Raoults

Thermodynamic

Chemical Engineering

Va

po

r-Li

qu

id E

qu

ilib

ria

Penyimpangan Hukum Raoults

P-x-y diagram sistem biner benzena (1) / toluena

(2) pada T 100C dengan menggunakan hukum

Raoult

sat

iii PxPy =

Larutan IdealFase Gas ideal

Va

po

r-Li

qu

id E

qu

ilib

ria

Penyimpangan Hukum Raoults

Diagram P-x-y pada T konstan 100C : a. etanol (1)

+ air (2)

P-x1 Jikadihitungdengan HukumRoults, kenapaberbeda??

Larutan Non Ideal

AzeotropX1 = y1

TERIMA KASIHSEKIAN Dan.....