kesetimbangan uap cair

21
LAPORAN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I “KESETIMBANGAN UAP-CAIR” KELOMPOK III RYAN TITO (1107021186) LADY ASTARI (1107036434) RAHMAT KAMARULLAH (1107035706) Tanggal Praktikum : 22 Oktober 2012 Tanggal Pemasukan Laporan: 29 Oktober 2012 LABORATORIUM INSTRUKSIONAL DASAR PROSES & OPERASI PABRIK JURUSAN TEKNIK KIMIA UNVERSITAS RIAU 2012

Upload: ryan-tito

Post on 02-Jul-2015

3.868 views

Category:

Education


7 download

TRANSCRIPT

Page 1: Kesetimbangan uap cair

LAPORAN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

“KESETIMBANGAN UAP-CAIR”

KELOMPOK III

RYAN TITO (1107021186)

LADY ASTARI (1107036434)

RAHMAT KAMARULLAH (1107035706)

Tanggal Praktikum : 22 Oktober 2012

Tanggal Pemasukan Laporan: 29 Oktober 2012

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL

DASAR PROSES & OPERASI PABRIK

JURUSAN TEKNIK KIMIA

UNVERSITAS RIAU

2012

Page 2: Kesetimbangan uap cair

Abstrak

Kesetimbangan mengandung pengertian bahwa suatu keadaan dimana

tidak terjadi lagi perubahan sifat makroskopis dari sistem terhadap waktu. Data

kesetimbangan uap cair merupakan data yang sangat diperlukan pada

perancangan dan pengoperasian kolom destilasi. Praktikum ini bertujuan untuk

mempelajari data keseimbangan Etanol-air. Data yang diperoleh kemudian

dibandingkan dengan literatur untuk menganalisa error yang terjadi. Pertama

untuk menentukan konsentrasi Etanol maka terlebih dahulu dibuat kurva

standarisasi 0Brix-Etanol. Hasilnya semakin besar komposisi etanol maka

0Brix

semakin besar pula ((0.15 ;1.5), (0.25 ;3.5),(0.35 ;5), (0.45 ;7), (0.55 ;7.5),

(0.65 ;8)). Selanjutnya alat KUC dirangkai. Campuran etanol-air dimasukkan

kedalam labu kemudian ditutup rapat agar Etanol tidak menguap. Sebelumnya

campuran Etanol-air ini telah ditetapkan perbandingannya, yaitu 10%, 20%,

30%, 40%, 50%, 60% dan 70%. Kemudian kondensor dan ketel pemanas

dihidupkan. Sampel kondensat dan fasa cair diambil setelah temperatur konstan.

Kedua sampel tersebut dianalisa menggunakan hand refractometer dan

dibandingkan dengan kurva standarisasi 0Brix-Etanol sehingga diperoleh fraksi

massa Etanol pada fasa uap dan cair. Hasil data kesetimbangan fraksi massa

Etanol akan mempengaruhi nilai konstanta kesetimbangan (K). Dari hasil

percobaan didapat harga K yang cukup jauh berbeda dari harga K literatur. Hal

ini disebabkan penanganan Etanol yang sulit karena mudah menguap, sehingga

sebelum sampel dianalisa menggunakan hand refractometer, Etanol telah terlebih

dahulu menguap.

Kata kunci: kesetimbangan, kesetimbangan uap cair, konstanta kesetimbangan,

fraksi mol

Page 3: Kesetimbangan uap cair

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Tinjauan Pustaka

A. Pengertian Kesetimbangan

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

Page 4: Kesetimbangan uap cair

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.

B. Tekanan Parsil, hukum-hukum Dalton, Raoult dan Henry

Tekanan parsil PA komponen A di dalam suatu campuran uap adalah sama

dengan tekanan yang akan ditimbulkan oleh komponen A tersebut jika

ditempatkan sendiri di dalam volume dan temperatur yang sama dengan

campuran. Menurut hukum Dalton, A

PP , yaitu tekanan total adalah sama

dengan penjumlahan tekanan parsil. Untuk suatu gas (uap) ideal, tekanan parsil

berbanding lurus dengan fraksi mol konstituen, maka:

PyPAA ...........................................................................................................(1.1)

Untuk suatu campuran ideal, tekanan parsil konstituen dikaitkan dengan

konsentrasi konstituen di dalam fasa cair, Raoult merumuskan hubungan tersebut

sebagai berikut:

A

o

AAxPP ..........................................................................................................(1.2)

Di sini o

AP adalah tekanan uap murni konstituen A pada temperatur yang sama.

Biasanya hubungan ini mendekati benar bila xA bernilai tinggi, atau xB bernilai

rendah. Beberapa campuran isomer organik dan beberapa senyawa hidrokarbon

hampir secara penuh mengikuti hukum ini. Untuk xA dengan harga-harga yang

rendah, hubungan linear antara PA dan xA dirumuskan dengan menggunakan faktor

perbandingan yaitu suatu konstanta Henry H dan bukan tekanan uap murni zat.

Untuk zat cair A yang terlarut dalam pelarut zat B, hukum Henry ditulis debagai

berikut :

PA=H.xA..............................................................................................................(1.3)

Digunakan untuk komponen yang fraksi mol nya mendekati satuan dari

komponen-komponen yang mirip dengan sifat kimia, seperti rantai lurus

hidrokarbon. Jika campuran mengikuti hukum Raoult, maka tekanan uap

campuran dapat diperoleh secara grafik dengan memanfaatkan data tekanan uap

Page 5: Kesetimbangan uap cair

masing-masing komponen. Bila suatu campuran mengikuti hukum Raoult, maka

harga-harga yA untuk berbagai komposisi xA dapat dihitung berdasarkan tekanan

uap masing-masing kedua komponen pada berbagai temperatur.

Berdasarkan Hukum Raoult:

A

o

AAxPP ........................................................................................................(1.4)

AAPyP ........................................................................................................(1.5)

Dari kedua persamaan ini diperoleh:

P

xPy

A

o

A

A

dan

P

xPy

B

o

B

B............................................................................(1.6)

Jumlah fraksi dua komponen adalah:

1BA

yy ........................................................................................................(1.7)

1)1(

P

xP

P

xPA

o

BA

o

A

.......................................................................................(1.8)

Dari persamaan ini dihasilkan:

o

B

o

A

o

B

APP

PPx ....................................................................................................(1.9)

C. Kriteria Kesetimbangan

Yang 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

Page 6: Kesetimbangan uap cair

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. Dalam keadaan yang

demikian perubahan entropi dari sekeliling sistem: (Tim Penyusun, 2011)

sur

sur

surT

dQdS

..................................................………………..........................(1.10)

Ditinjau dari sistem panas yang berpindah adalah –dQ yang mempunyai harga

numerik mutlak sama dengan dQsur. Selanjutnya Tsur = T dari sistem (setimbang

secara termal).

Maka :

T

dQ

T

dQdS

sur

sur

sur

.......................................................................................(1.11)

.

menurut hukum ke dua termodinamika :

0sur

tdSdS

.................................................................................................(1.12)

dimana St = entropi total dari sistem.

Gabungan dari persamaan (2) dan (3) menjadi :

0T

dQdS

t atau tTdSdQ ........................................................................(1.13)

Penerapan hukum pertama termodinamika :

ttPdVdQdWdQdU

ttPdVdUdQ

Page 7: Kesetimbangan uap cair

Jadi, ttTdSPdVdU

Atau 0ttt

TdSPdVdU

0,

ttVU

tdS

Suatu sistem yang terisolasi mempunyai syarat bahwa energi internal dan

volume temperatur maka untuk sistem semacam itu diketahui langsung dari

hukum kedua bahwa persamaan terahkir berlaku (Geankoplis, 1997).

Dari perumpamaan sistem persamaan 0ttt

TdSPdVdU berlaku

untuk T dan P yang tetap. Persamaan itu bias juga ditulis sebagai berikut :

0,,, PT

t

PT

tPT

tdTSdPVdU atau

0, PT

ttTSPVUd

Tabel 1.1 Data kesetimbangan untuk system Etanol - Air (Geankoplis, 1997)

Temperatur xA yA

Temperatur xA yA

OC

OF

OC

OF

100

98.1

95.2

91.8

87.3

84.7

83.2

82.0

212

208.5

203.4

197.2

189.2

184.5

181.7

179.6

0

0.020

0.050

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0

0.192

0.377

0.527

0.656

0.713

0.746

0.771

81.0

80.1

79.1

78.3

78.2

78.1

78.2

78.3

177.8

176.2

174.3

173.0

172.8

172.7

172.8

173.0

0.600

0.700

0.800

0.900

0.940

0.960

0.980

1.000

0.794

0.822

0.858

0.912

0.942

0.959

0.978

1.000

Tabel 1.1 di atas merupakan data harga xA dan yA untuk sistem Etanol – Air

literatur pada tekanan 101.325 kPa (1 atm) dan temperatur bervariasi.

1.2. Tujuan Praktikum

Adapun tujuan dari praktikum ini yaitu antara lain :

1. Merangkai peralatan untuk percobaan kesetimbangan uap-cair.

2. Menggunakan alat hand refractometer untuk mengukur konsentrasi etanol

dalam campuran etanol-air.

Page 8: Kesetimbangan uap cair

3. Membuat grafik komposisi uap (yD) dan cair (xw) versus temperatur pada

kondisi kesetimbangan.

4. Menghitung konstanta kesetimbangan uap cair etanol-air hasil percobaan

dan membandingkan dengan konstanta kesetimbangan uap cair etanol-air

literatur.

Page 9: Kesetimbangan uap cair

BAB II

METODOLOGI PERCOBAAN

2.1. Alat-alat yang digunakan

Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini antara lain labu 100 ml,

kondensor, termometer, erlenmeyer 50 ml, hand refractometer, dan pipet tetes.

2.2. Bahan-bahan yang digunakan

Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah Etanol 96% dan

akuades.

2.3. Prosedur Percobaan

Sebelum percobaan KUC dimulai terlebih dahulu dilakukan pengukuran

hubungan komposisi etanol (15%, 25%, 35%, 45%, 55%, dan 65%) dengan oBrix.

Kemudian adapun prosedur percobaannya yaitu :

1. Isi labu 100 ml dengan larutan etanol-air dengan komposisi tertentu (10%,

20%, 30%, 40%, 50%, 60%, dan 70%) (konsentrasi etanol 96%).

2. Tutup labu tersebut dengan memasang rangkaian kondensor dengan

pengambil sampel kondensat dan pengambil sampel cairan.

3. Nyalakan ketel pemanas dan aliran air pendingin sekaligus.

4. Amati kenaikan suhu dan tunggu sampai kondisi setimbang pada

temperatur tetap.

5. Ambil sejumlah sampel uap yang terkondensasi dan juga sampel cair

dengan waktu yang bersamaan.

6. Analisa konsentrasi masing-masing sampel tersebut dengan hand

refractometer. Ulangi percobaan tersebut dengan komposisi Etanol yang

berbeda.

Page 10: Kesetimbangan uap cair

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

Tabel di bawah ini adalah hasil pengukuran hubungan komposisi Etanol

dengan OBrix sebelum percobaan kesetimbangan uap cair dimulai atau sebelum

terkondensasi.

Tabel 3.1 Harga 0Brix pada variasi komposisi Etanol

Komposisi Etanol (% volume) 0Brix

15 1.5

25 3.5

35 5

45 7

55 7.5

65 8

Gambar 3.1 Kurva hubungan 0Brix dengan komposisi Etanol

Pada kurva hubungan OBrix dengan komposisi Etanol di peroleh

persamaan : y = 13.28x + 0.102, sehingga nilai fraksi massa etanol fasa cair (xw)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

0B

rix

Konsentrasi Etanol (%)

Kurva Hubungan 0Brix dengan Konsentrasi Etanol

y = 13.28x + 0.102R2 = 0.944

Page 11: Kesetimbangan uap cair

dan uap (yd) dapat dicari. Dari kurva juga diperoleh nilai R2 = 0.944. Nilai R

2

merupakan gradien atau garis lurus yang menyatakan tingkat ketelitian dari data

yang diperoleh. Untuk standar penelitian biasanya nilai R2 berkisar antara 0.98

hingga 1,00. Namun dalam percobaan didapat nilai R2 hanya sebesar 0.944, jauh

dari nilai standar. Kesalahan ini disebabkan karena ketidaktelitian dalam

pembacaan skala 0Brix pada alat hand refractometer, sehingga secara tidak

langsung mempengaruhi nilai R2.

Berdasarkan pada gambar 3.1 juga diperoleh adanya hubungan berbanding

lurus antara 0Brix dengan komposisi umpan. Hal ini dikarenakan

0Brix itu sendiri

merupakan satuan untuk mengukur konsentrasi Etanol dalam campuran Etanol-

air. Jadi secara tidak langsung, apabila konsentrasi Etanol dalam campuran

Etanol-air (konsentrasi umpan) diperbesar maka 0Brix juga semakin besar.

Tabel 3.2 Konsentrasi etanol (0Brix) dan temperatur pada kesetimbangan.

Komposisi Umpan

Xf (% Volume)

Temperatur

kesetimbangan

(K)

Konsentrasi

kondensat

(0Brix)

Konsentrasi

cairan

(0Brix)

10 371 9 1

20 367 8.5 2

30 363 8 4

40 360 7.5 5.5

50 358 6 7

60 356 5.5 8

70 353 5 8.5

Tabel 3.2 di atas adalah data pengamatan percobaan kesetimbangan uap

cair (KUC) setelah etanol dalam fasa cair terkondensasi. Sampel fasa cair yang

terkondensasi diambil dan diukur konsentrasinya dengan alat hand refractometer.

Berdasarkan tabel tersebut dapat dilihat bahwa semakin besar konsentrasi etanol

dalam umpan akan menyebabkan penurunan temperatur kesetimbangan. Hal ini

dikarenakan titik didih Etanol lebih rendah daripada titik didih air sehingga

Page 12: Kesetimbangan uap cair

temperatur kesetimbangan semakin rendah (cepat tercapai). Selain itu, konsentrasi

kondensat menurun seiring dengan bertambahnya komposisi umpan, sedangkan

konsentrasi cairan meningkat seiring dengan bertambahnya komposisi umpan.

Tabel 3.3 Data kesetimbangan Etanol – Air percobaan

Komposisi

Etanol

(% Volume)

Temperatur

Kesetimbangan

(K)

Konsentrasi

cairan

(0Brix)

Fraksi massa

Etanol fasa

cair

(xw)

Fraksi massa

Etanol fasa

uap

(yd)

10 371 1 0.048 0.099

20 367 2 0.114 0.205

30 363 4 0.244 0.379

40 360 5.5 0.354 0.492

50 358 7 0.461 0.594

60 356 8 0.532 0.635

70 353 8.5 0.573 0.608

Berdasarkan tabel 3.3 terlihat adanya hubungan berbanding lurus antara

komposisi umpan dengan harga xw dan yd dan hubungan berbanding terbalik

antara komposisi umpan dengan temperatur kesetimbangan. Semakin besar

komposisi umpan, maka harga xw dan yd juga semakin besar. Di samping itu,

semakin besar harga xw dan yd maka temperatur kesetimbangan akan semakin

kecil (menurun). Namun dalam percobaan pada temperatur kesetimbangan 80 0C

harga yd menurun sedikit dibanding pada temperatur kesetimbangan 83 0C.

Page 13: Kesetimbangan uap cair

Gambar 3.2 Kurva hubungan temperatur terhadap fraksi massa x dan y

percobaan dan literatur*. (*Geankoplis, 1997)

Berdasarkan gambar 3.2 dapat dilihat adanya hubungan berbanding

terbalik antara fraksi massa Etanol percobaan dan literatur, baik fasa uap maupun

fasa cair , terhadap temperatur. Semakin tinggi temperatur maka fraksi massa

Etanol akan semakin berkurang. Berdasarkan gambar 3.2 juga didapat hubungan

bahwa harga fraksi massa Etanol fasa uap, baik percobaan maupun literatur, selalu

lebih besar di bandingkan dengan harga fraksi massa Etanol fasa cair pada

temperatur yang sama. Untuk perbandingan secara keseluruhan, harga fraksi

massa Etanol pada percobaan berkisar diantara harga fraksi massa Etanol literatur.

Sulit untuk mendapatkan harga fraksi massa yang sama dengan yang diberikan

literatur, mengingat butuhnya ketelitian yang tinggi serta keakuratan pengukuran

dan pembacaan skala hand refractometer, yang secara tidak langsung turut andil

dalam menentukan harga fraksi massa Etanol ini.

75

80

85

90

95

100

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Tem

per

atu

r (

0C

)

Fraksi Massa x dan y

Percobaan dan Literatur*

Kurva Hubungan Temperatur Terhadap

Fraksi Massa x dan y Percobaan dan

Literatur*

Page 14: Kesetimbangan uap cair

Tabel 3.4 Konstanta kesetimbangan (K) percobaan dan literature*

Data Percobaan Data Literatur*

Temperatur

Kesetimbangan

(0C)

K

Temperatur

Kesetimbangan

(0C)

K

98 2.0625 98.1 9.6000

94 1.7982 95.2 7.5400

90 1.5533 91.8 5.2700

87 1.3898 87.3 3.2800

85 1.2885 84.7 2.3767

83 1.1936 83.2 1.8650

80 1.0610 82 1.5420

81 1.3233

80.1 1.1743

*Geankoplis, 1997

Gambar 3.3 Kurva hubungan nilai K percobaan dan literatur* terhadap

temperatur. (*Geankoplis, 1997)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

75 80 85 90 95 100

Nil

ai

K

Temperatur (0C)

Kurva Hubungan Nilai K Percobaan dan Literatur*

Terhadap Temperatur

K percobaan

K Literatur*

Page 15: Kesetimbangan uap cair

Fraksi mol Etanol akan mempengaruhi konstanta kesetimbangan (K).

Berdasarkan tabel 3.4 dan gambar 3.3, semakin rendah temperatur, maka

konstanta kesetimbangan K akan semakin kecil. Dalam percobaan memang sudah

didapatkan hasil sesuai dengan hubungan tersebut. Namun nilai K percobaan

cukup jauh berbeda jika dibandingkan dengan nilai K literatur. Untuk temperatur

98.1 0C pada literatur memberikan nilai K sebesar 9.6. Nilai ini jauh berbeda

dengan nilai K pada percobaan yang didapat pada temperature 98 0C yaitu hanya

sebesar 2.0625. Penyimpangan yang cukup besar ini disebabkan karena

penanganan Etanol yang kurang baik sebelum dianalisa menggunakan hand

refractometer.

Page 16: Kesetimbangan uap cair

LAMPIRAN

PERHITUNGAN

1. Pembuatan Larutan Etanol Berbagai Konsentrasi

Konsentrasi Etanol yang tersedia yaitu 96%. Maka untuk mendapatkan

Etanol dengan konsentrasi 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, dan 70% dilakukan

pengenceran.

V1.N2 = V2.N2

Dimana : V1 = Volume Etanol yang tersedia (ml)

V2 = Volume Etanol yang diinginkan (ml)

N1 = Konsentrasi Etanol yang tersedia

N2 = Konsentrasi Etanol yang diinginkan

Membuat 100 ml larutan Etanol 10% :

V1.N2 = V2.N2

V1 x 0,96 = 100 x 0.1

V1 x 0,96 = 10

V1 = 10/0.96

V1 = 10.41 ml

Maka untuk membuat 100 ml Etanol 10% adalah dengan mengambil 10.41 ml

Etanol 96% kemudian memasukkan Etanol tersebut kedalam labu ukur 100 ml

dan menambahkan akuades hingga batas labu ukur (miniskus cekung).

Perhitungan konsentrasi selanjutnya dilakukan dengan cara yang sama

hingga diperoleh data di bawah ini :

a. 10 % V1 = 10.41 ml

b. 20 % V1 = 20.83 ml

c. 30 % V1 = 31.25 ml

d. 40 % V1 = 41.67 ml

e. 50 % V1 = 52.08 ml

f. 60 % V1 = 62.50 ml

g. 70% V1 = 71.90 ml

Page 17: Kesetimbangan uap cair

2. Menghitung xw dan yd

Menghitung xw

xw merupakan fraksi massa etanol fasa cair. Dari kurva hubungan

komposisi Etanol dengan 0Brix diperoleh persamaan linear : y = 13.28x + 0.102

Maka –

Dimana : y = Konsentrasi Etanol (0Brix)

x = Komposisi Etanol (% volume)

xw etanol 10% dapat ditentukan sebagai berikut :

Jadi, volume Etanol = 100 ml x 0.06 = 6 ml

Massa Etanol = ρetanol . Vetanol

= 0.789 gr/cm3 x 6 ml

= 4.734 gr

Massa air = ρair . Vair

= ρair . (100 - Vetanol)

= 1 gr/cm3 x (100 – 6) ml

= 94 gr

Perhitungan xw untuk konsentrasi etanol lainnya dilakukan dengan cara yang sama

sehingga diperoleh data seperti terlihat pada tabel 3.3

Page 18: Kesetimbangan uap cair

Menghitung yd

yd merupakan fraksi massa etanol fasa uap. Nilai yd dapat ditentukan

dengan memprediksikan terlebih dahulu tekanan uap Etanol. Satuan T (suhu)

adalah OK karena satuan P

sat = mmHg, sehingga suhu dalam

OC diubah dengan

(OC +273)

yd Etanol 10% dapat ditentukan sebagai berikut :

T = 98 0C = 371 K

1,573.25 mmHg

Perhitungan yd untuk konsentrasi etanol lainnya dilakukan dengan cara yang sama

sehingga diperoleh data seperti terlihat pada tabel 3.3

3. Mencari konstanta kesetimbangan (K) percobaan

Untuk menghitung konstanta kesetimbangan berlaku persamaan sebagai

berikut :

K = y/x

Harga K untuk etanol 10% dengan temperatur kesetimbangan 98 0C yaitu:

y = 0.099 dan x = 0.048 maka K = 2.0625 (K percobaan).

Page 19: Kesetimbangan uap cair

Harga K literatur dengan temperatur kesetimbangan 98.1 0C yaitu:

y = 0.192 dan x = 0.020 maka K = 9.6000 (K literatur).

Perhitungan harga K untuk konsentrasi etanol lainnya dilakukan dengan cara yang

sama sehingga diperoleh data seperti terlihat pada tabel 3.4.

Page 20: Kesetimbangan uap cair

BAB IV

KESIMPULAN

4.1 Kesimpulan

1. 0Brix merupakan satuan untuk mengukur konsentrasi Etanol dalam

campuran Etanol-air. Apabila konsentrasi Etanol dalam campuran Etanol-air

(konsentrasi umpan) diperbesar maka 0Brix juga semakin besar.

2. Dari kurva komposisi etanol dengan 0Brix diperoleh persamaan y = 13.28x

+ 0.102 dengan R2 = 0.944.

3. Semakin besar komposisi umpan, maka 0Brix fasa cair juga semakin besar,

sedangkan 0Brix fasa uap semakin kecil.

4. Semakin besar komposisi umpan maka temperatur kesetimbangan akan

semakin menurun, sedangkan fraksi massa Etanol fasa cair dan uap akan

meningkat.

5. Harga fraksi massa Etanol pada percobaan, baik fasa uap maupun cair,

berkisar diantara harga fraksi massa Etanol literatur.

6. Nilai K percobaan cukup jauh berbeda dengan nilai K literatur. Hal ini

disebabkan karena penanganan etanol yang kurang baik sebelum dianalisa

menggunakan hand refractometer.

4.2 Saran

Praktikan harus teliti dalam membaca skala 0Brix yang terdapat pada alat

hand refractometer. Kesalahan dalam pembacaan atau pengukuran 0Brix akan

mempengaruhi setiap perhitungan yang terdapat dalam percobaan ini.

Page 21: Kesetimbangan uap cair

DAFTAR PUSTAKA

Geankoplis, CJ. 1997. Transport Processes and Unit Operations. 3rd

edition.

Eastern Economy Edition. Prentice-Hall of India Private Ltd. New Delhi,

India.

Syahiddin, (tanpa tahun).doc.wordpress.[online]. Tersedia :

http://mtk2011.files.wordpress.com [23 Oktober 2012, 19:32 WIB]

Tim Laboratorium Dasar Proses dan Operasi Pabrik Program Studi D-III Teknik

Kimia Fakultas Teknik Universitas Riau. 2012. Penuntun Praktikum Operasi

Teknik Kimia I. Pekanbaru