Kuliah 3 NM Alat Tunggal Dan NM Reaktor
-
Upload
indra-kurniawan -
Category
Documents
-
view
218 -
download
0
Transcript of Kuliah 3 NM Alat Tunggal Dan NM Reaktor
-
8/18/2019 Kuliah 3 NM Alat Tunggal Dan NM Reaktor
1/14
22/03/2016
1
Kuliah 3 ATK 2
1. Latihan NM Alat Tunggal
2. NM dalam Reaktor
Soal 1: Proses Pencampuran
• 600 kg/jam larutan asam asetat 20% dicampur
dengan asam asetat 70% untuk menghasilkan
asam asetat 50%. Hitunglah kebutuhan asam
asetat 70% dan jumlah asam asetat 50% yangdihasilkan.
-
8/18/2019 Kuliah 3 NM Alat Tunggal Dan NM Reaktor
2/14
-
8/18/2019 Kuliah 3 NM Alat Tunggal Dan NM Reaktor
3/14
22/03/2016
3
Soal 4: Penyerapan
• 400 kg/jam campuran gas yang mengandung
25% HCl dan 75% N2 hasil samping dari proses
suatu reaktor dimasukkan ke dalam suatu
adsorber untuk diserap HCl nya. Proses
penyerapan menghasilkan larutan HCl 35%.
Hitung kebutuhan air penyerap jika 99% gas
HCl terserap
Neraca Massa pada Reaktor
• Untuk membuat NM pada reaktor maka ada
bebarapa yang perlu diperhatikan:
– Persamaan reaksi kimia
– Stoikiometri
– Konversi reaksi
– Excess reactant atau limiting reactant
-
8/18/2019 Kuliah 3 NM Alat Tunggal Dan NM Reaktor
4/14
22/03/2016
4
Persamaan Reaksi Kimia
• Menunjukkan keseimbangan yang terjadi
antara bahan baku atau reaktan yang
dimasukkan ke dalam reaktor dengan produk
yang dihasilkan
– Jumlah unsur
– Jumlah massa
Persamaan Reaksi Kimia
• Menunjukkan keseimbangan yang terjadi
antara bahan baku atau reaktan yang
dimasukkan ke dalam reaktor dengan produk
yang dihasilkan – Jumlah unsur
– Jumlah massa
-
8/18/2019 Kuliah 3 NM Alat Tunggal Dan NM Reaktor
5/14
22/03/2016
5
Contoh 1: Keseimbangan Reaksi
• Apakah reaksi-reaksi berikut sudah seimbang?
Jika belum seimbangkan koefisiennya.
O2HCO NaCOH2NaOHa. 23232
O5H4CO6OHC b. 222104
Penyelesaian Contoh 1
• Tentukan dulu jumlah unsur pada masing-
masing area:
• Jika sudah sama, maka reaksi kimia tersebut
sudah seimbang
• Jika belum harus disesuaikan
-
8/18/2019 Kuliah 3 NM Alat Tunggal Dan NM Reaktor
6/14
-
8/18/2019 Kuliah 3 NM Alat Tunggal Dan NM Reaktor
7/14
22/03/2016
7
Stoikiometri• Stoikiometri adalah rasio mol antara senyawa
senyawa pada suatu reaksi kimia yang sudahseimbang.
• Untuk membakar 1 mol gas butana, maka
diperlukan 6,5 mol gas oksigen dan reaksiakan menghasilkan 4 mol gas CO2 dan 5 molH2O.
O5H4COO2
13HC 222104
Contoh 2: Stoikiometri
• 365 kg HCl direaksikan dengan Ca(OH)2 untuk
menghasilkan CaCl2. Hitung kebutuhan
Ca(OH)2 dan CaCl2 yang dihasilkan dalam
satuan kg. Berat molekul HCl adalah 36,5kg/kmol, Ca(OH)2 74 kg/kmol, H2O 18
kg/kmol, CaCl2 111 kg/kmol.
-
8/18/2019 Kuliah 3 NM Alat Tunggal Dan NM Reaktor
8/14
22/03/2016
8
Penyelesaian Contoh 2
• Disetarakan dulu reaksi kimianya
• Hitung mol yang akan diketahui
• Maka stoikiometri jumlah mol adalah:
O2HCaClCa(OH)2HCl 222
kmol10kg/kmol36,5
kg365
HClmolekul berat
HClmassa HClmol
kmol5kmol10x2
1HClmol jumlahx
HClkoefisien
Ca(OH)koefisienCa(OH)mol 22
Penyelesaian Contoh 2
• Maka stoikiometri jumlah mol adalah:
• Komposisi CaCl2 yang dihasilkan dan Ca(OH)2
yang dibutuhkan:
kmol5kmol10x2
1HClmol jumlahx
HClkoefisien
CaClkoefisienCaClmol 22
kg370kg/kmol74xkmol5
Ca(OH)molekul beratxCa(OH)molCa(OH)massa 222
kg555kg/kmol111xkmol5
CaClmolekul beratxCaClmolCaClmassa 222
-
8/18/2019 Kuliah 3 NM Alat Tunggal Dan NM Reaktor
9/14
22/03/2016
9
Latihan Stoikiometri
• Hitung jumlah bahan baku yang dibutuhkan
untuk menghasilkan 200 kg/jam gas NO
berdasarkan reaksi berikut:
Diketahui berat molekul unsur:
OH NOO NH 223
Nama Unsur Berat Molekul(kg/kmol)
Nama Unsur Berat Molekul(kg/kmol)
NO 30 NH3 17
O2 32 H2O 18
NM Reaktor
• Pada reaksi kimia, tidak selamanya reaktansemua berubah menjadi produk. Dapat terjadihanya sebagian saja reaktan yang beraksiberubah menjadi produk sedangkan sebagian lain
keluar bersama unit proses. Kejadian seperti inidapat disebabkan bahwa untuk memproses suatureaktan agar semua menjadi produk memerlukanbiaya yang besar dan atau memerlukan waktuyang lama sehingga tidak ekonomis bila semuareaktan menjadi produk.
-
8/18/2019 Kuliah 3 NM Alat Tunggal Dan NM Reaktor
10/14
22/03/2016
10
NM Reaktor• Pada kondisi lain, kadang-kadang untuk
reaktan tertentu seperti udara atau O2,sengaja disuplai lebih banyak dari kebutuhan.Hal ini bertujuan agar reaksi tetap terjadisesuai dengan target yang diinginkan.
• Oleh sebab itu, dalam merancang NM reaktor,
kita harus memperhatikan: – Reaktan pembatas (limiting reactant)
– Reaktan berlebih (excess reactant)
Reaktan Pembatas
• Adalah reaktan yang secara kuantitatif
jumlahnya paling sedikit atau terbatas secara
stoikiometri. Artinya bahwa reaktan dengan
status reaktan pembatas akan habis apabilaterjadi reaksi sempurna.
-
8/18/2019 Kuliah 3 NM Alat Tunggal Dan NM Reaktor
11/14
22/03/2016
11
Contoh Reaktan Pembatas
• Dalam suatu reaktor terjadi reaksi antara 50
kg NaOH dengan 50 kg HCl untuk
menghasilkan NaCl. Tentukan reaktan
pembatasnya.
kmol1,25kg/kmol40
kg50
NaOHmolekul berat
NaOHmassa NaOHmol
kmol1,37kg/kmol36,5
kg50
HClmolekul berat
HClmassaHClmol
Contoh Reaktan Pembatas
NaOH + HCl NaCl + H2O
M (kmol) 1,25 1,37
R (kmol) 1,25 1,25 1,25 1,25
S (kmol) - 0,12 1,25 1,25
RP RB
• RB (reaktan berlebih) adalah jumlah kelebihan
reaktan dari kebutuhan untuk bereaksi
dengan reaktan pembatas (RP).
-
8/18/2019 Kuliah 3 NM Alat Tunggal Dan NM Reaktor
12/14
22/03/2016
12
Konversi Reaksi
• Konversi adalah rasio antara jumlah RP atau
reaktan basis yang berubah menjadi produk
terhadap jumlah reaktan basis mula-mula.
• Reaktan basis adalah reaktan yang menjadi
bahan baku pokok pada suatu reaksi kimia.
Contoh Konversi Reaksi
• 40 kg propana (C3H8) dibakar dengan gas O2
yang diambil dari udara dalam suatu tungku
yang menghasilkan dry ice. Tentukan konversi
reaksi propana jika: – Propana habis terbakar
– Hanya 32 kg propana habis terbakar
-
8/18/2019 Kuliah 3 NM Alat Tunggal Dan NM Reaktor
13/14
22/03/2016
13
Contoh Konversi ReaksiO4H3CO5OHC 23283
0,91kgmol44
40H40kgC 83
80%x100%mula-mulaHCkg40
bereaksiHCkg32 Konversi
terbakar yang propanekg32Hanya b.
100%x100%mula-mulaHCkg40
bereaksiHCkg40 Konversi
atau100%x100%mula-mulaHCkgmol0,91
bereaksiHCkgmol0,91 Konversi
terbakar habisPropanea.
83
83
83
83
83
83
Contoh neraca massa pada rector
Dalam suatu Rektor Alir Tangki Berpengaduk
(RATB) terjadi reaksi antara 30 kg/jam larutan
NAOH 60% dengan 40 kg/jam larutan H2SO4
50%a. Tentukan limiting reactant
b. Susun neraca massa pada reactor
-
8/18/2019 Kuliah 3 NM Alat Tunggal Dan NM Reaktor
14/14
22/03/2016
a. Limiting reactant
Reaksi:
kgmol/j204,098
20 kg/j200,5.40SOH
kg/j0,4540
18 kg/j180,6.30 NaOH
42
kgmol/j0,204 kgmol/j0,45
O2HSO NaSOH2NaOH 24242
42
42
42
SOHadalahreactantlimiting jadiyangsehingga bereaksiuntukcukuptidak
artinyakgmol/j,0,204hanyatersediayangSOHkgmol/j.0,2250,45
x2
1 NaOHkg/j0,45dengan bereaksiuntukdibutuhkanyangSOH