Documents

9 pages
3 views

Neraca Materi SEARCH

of 9
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Share
Description
data
Transcript
  BAB III KESETIMBANGANMATERI A . Kesetimbangan Materi Kesetimbangan materitidaklebih daripadapenerapan hukum konservasi massa , yakni massa sebelum dan sesudah proses   reaksi   adalah tetap . Masalahkesetimbanganmateri menjadi prasyarat untuk semua perhitungan lainbaik yang kompleksmaupun yang sederhana terutama sebelum membahas kesetimbangan energi yang merupakan inti penerapan termodinamika dal am industri . Untuk membuatkesetimbanganmaterisebuah proses , pertamaharusditentukan sistemnya dankemudian batas - batasnya . Proses menurut kamusadalahsatu atau sederet kegiatanatau operasi atauperlakukan yang menghasilkan sebuah tujuan produk) . Sistem   system ) adalah bagian manapun ataukeseluruhan proses yang dikemukakan untuk dianalisis . Batas sistem { system boundry   secara formaldigambarkan sebagai garisyang mengelilingi proses dan ini harus digambar dengan hati - hatiuntuk setiap masalah . Sistem terbuka / mengalir { openor flowsystem   adalahsistem yang materinya dapat melewati batas dengan memasuki sistem , meninggalkansistem atau keduanya . Sistem tertutup { closedorbatchsystem   adalahsistem yang tidak adaperpindahan materiselama jangkawaktu yang diinginkan . Dengan jelas , jikaanda mengisireaktor   wadahreaksi ) denganbeberapareaktandan mengambilproduknyadan reaktor ditunjuk sebagai sistem , materi dipindahkan melaluibatas sistem . Namun andadapatmengabaikan perpindahantersebut danmemusatkanperhatianhanyapada proses reaksi setelahpengisian dan sebelum produkdikeluarkan , maka prosesseperti ini terjadidal am sistemtertutup . Berdasarkan hukumkonservasi massa , maka konsep kesetimbangan materi secara umum biladinyatakandengan kata - kata adalah Akumulasimateridalam sistemKeluaran melalui batas -   sistem Yang disetimbangkan dalam rumustersebut secara umum dapat meliputi :   1 ) massa total ,   2   mol total ,   3 ) massadari senyawa kimia ,   4 ) massa dari spesies atom ,   5 ) mol dari senyawa kimia ,   6   mol dari spesies atom , dan   7) volume   mungkin ) . Rumuskesetimbangan ini berlakuumum, artinyasesuai untuk proses yang melibatkan reaksi kimiamaupun tidak . Masukanmelaluibatas sistem Pemakaiandalam sistemPembentukandalam sistem   1   B . KesetimbanganMateri Yang Tidak Melibatkan Reaksi Kimia Jikakesetimbangan materi tidak melibatkan reaksi kimia makapembentukanmaupunkonsumsi materi tidak terjadi . Olehkarenaitu rumusdiatas menjadi Masukan melalui batas sistem Jika akumulasi sama   dengan nol , maka persamaan menjadi lebih sederhana lagi yakni Input = Output Akumulasi materi dalamsistemKeluaranmelaluibatassistem   2   3   Contoh 1 : Dalam pabriktextil ,sistemevaporatormampu memekatkan larutan yang mengandung 4  soda kaustik hingga kandungan soda kaustiknya menjadi 25   . Hitunglahberat air yang diuapkan untuk tiap 100 kg umpan yang dimasukkandalam evaporator . Jawab : Basis100 kg larutan umpan . Banyaknya soda kaustikdalam 100 kg larutan umpan adalah 4 kg . Andaikanberatlarutan akhir adalah x kg ,maka banyaknya soda kaustikdalam larutan ini adalah 0 , 25 . x . Karena soda kaustik tidak ikut menguap maka  2 0   25x = 4 — > jc = 16 kg Jadi banyaknya air yangmenguapadalah 100   16 = 84 kg . Contoh 2   Sebanyak 100 kg campuran yang terdiri dari 27 , 8   aseton  A ) dan 72 , 2   kloroform diekstraksi dengan suatu pelarutpada 298 K . Pelarut berupa campuran air   Si ) dan asam asetat   S 2 ) yang komposisinya tak diketahui . Campuranawal dan pelarut dikocok dengan baik , lalu dibiarkanmencapaikesetimbangan dan akhimya terpisahmembentuk dua lapisan . Komposisikedua lapisan diberikan padatabel berikut . Tabel3.1 Komposisilapisanyang tidakcampurKomposisi ,   massaB S 1 S 2 apisan A Lapisan atasLapisan bawah7 , 5 3 , 5 20 , 367 , 3 57 , 4 3 , 16 2 , 8 9 , 6 Hitunglah :   a ) jumlah lapisan atas danbawah ,   b ) rasio massa pelarut terhadapcampuran awal ,   c ) kompoisis pelarut dalam   massa . Jawab:Basis 100kg campuranawal Campuran awal ini mengandung27 , 8 kg A dan 72 ,2kg B Misallapisan atas x kg danlapisan bawah y kg maka totalnya adalah   x 4 - y ) kg . Kesetimbangan materi untuk A : 0 , 075 x 4 - 0 , 203 ^ = 27 , 8 B : 0 , 035 x 4 - 0 , 673 ^ = 72 , 2 Dengan cara eliminasidiperoleh x = 93 , 45 kg dan y   102 , 42 kg .   a ) Jadi massa total campuranawal dan pelarut adalah 93 , 45 4 - 102 , 42 = 195 , 87 kg   b) Massa pelarut adalah 195 , 87   100 = 95 , 87 kg . Rasiomassapelarutterhadap campuran awal adalah 95 , 87 / 100 = 0 , 9587   c ) Kesetimbangan Si total :   93 , 45 x 0 , 574 ) 4 -   102 , 42 x 0 , 028 ) = 56 , 51 kg S 2 total :   93 , 45 x 0 , 316 ) +   102 , 42 x 0 , 096 )   39, 35 kg   massa airdalam pelarut adalah 56 , 51 / 95 , 87 = 58, 95   massaasam asetat dalam pelarut adalah 39 , 35 / 95, 87 = 41 , 05   i )   2   Contoh 3 . Seorangpekerja perlu membuat 1000 kg larutan asam yangmengandung 60   H 2 S 04 , 32  HN 03 , dan 8  H 20 dengan cara mencampurkan tiga bahan berikut . asam bekas yang mengandung 11 , 3   HN 03 , 44 , 4   H 2 S 04 , dan 44 , 3   H 20 .   ii )larutan air yang mangandung 90   HN 03   iii )larutan air yang mangandung 98   H 2 S 04 . Hitunglah jumlahmasing - masing bahan yang harusdicampurkan untuk mendapatkan larutan yangdiinginkan . Jawab : Basis 1000kg larutan asam Dalam larutan ini : banyaknya H 2 S 04 600 kg , HN 03 320 kg , dan H 20 80 kg . Misalkan banyaknyaasam bekas adalah x , larutan asam nitrat adalah y , dan larutan asam sulfat adalah z . Kesetimbangan materi : total   i ) x 4 - y 4 - z = 1000 0 )  3 0 , 444 x + 0 , 98 z = 600   2 ) 0 , 113 x + 0 , 9 j = 320   3 ) Asam sulfat Asam nitrat Tiga persamaan ini bisa diselesaikan dengan cara eliminasi , namundisini anda diperkenalkan dengan mathcad , software yang banyak digunakan orang kimia fisikataupunteknik kimia . Hasilperhitungandenganmathcad adalahsebagaiberikut . 1 1 1 0.444 0 0.98 : = 0.1130.9 0 1000600 : = 320   1 Jawab : = M ã v 76.414 Jawab = 345.961 577.625 Jadix = 76 , 4kg >   = 346 , 0 kg z = 577 ,6 kg . Contoh4 : Hasil analisis suatu sampel air diberikan dalam tabelberikut . Tabel 3.2 Hasil Analisis KasarSampel Air 1 . Zat padat ,mg / L Totalzat padat Zat padatterlarutSuspensipadat2   Alkalinitas , dinyatakansebagaiCaC 03 , mg / LTotalalkalinitas Total karbonat Total bikarbonat 1845 1625 220 456   5 65   9390 , 6 3 . Kesadahan , dinyatakansebagaiCaC 03 , mg / L Kesadahan sementaraKesadahan permanen Kesadahantotal Kesadahanmagnesium 384   0 0 384   0 225 , 0 8   7   pH 5 . Klorida sebagai Cl   , mg / L6 . Sulfat sebagai S 04 = 475 , 6 102 , 9 Tentukan hasil analisis yangsebenamya dan ujilah apakahhasil analisis tersebut benar ? Jawab: Basis 1 liter air Dari tabeltersebuttampakbahwa air hanyamengandungkesadahansementara yang diakibatkan oleh kalsiumdan magnesium bikarbonatsehinggabanyaknya klorida dan sulfat dalam air dalambentuk senyawa natriumnyaadalah sbb .  4 = 475 , 6 mg lorida sebagai Cl NaCldalam air =   58 , 5 / 35 , 3 ) x 475 , 6 = 783 , 7 mg Sulfatsebagai SO   a 2 S 04 dalam air Karbonatada dalam air hanya dapat beradadalam bentuk Na 2 C 03 . Massa eqiv . CaC 03 Massaeqiv . Na 2 C 03 Na 2 C 03 dalamair NaHC 03 dalam air = 102 , 9 mg =   142 /96) x 102 , 9 = 152 , 2 mg = 100 / 2 = 50 = 106/ 2 = 53 =   53 / 50 ) x 65 , 9 = 69 , 9 mg = total bikarbonat   kesadahan sementara = 390 , 6   384 = 6 , 6 mg sebagai CaC 03 = 84 assa eqiv NaHC 03 NaHC 03 dalam air Massaeqiv . Mg   HC 03 ) 2 = 146 , 3 / 2 = 73 , 15 Mg   HC 03 ) 2 dalam air Kesadahan akibat Ca   HCQ 3 ) 2 = 384   225 = 159 mg sebagaiCaC 03 =   84 / 50 ) x 6 , 6 = 11 , 1 mg =   73 , 15 / 50 ) x 225 = 329 , 2 mg . Massa eqiv . Ca   HC 03 ) 2 = 162 / 2 = 81 Mg   HC 03 ) 2 dalamair =   81 / 50 ) x 159 = 257 , 6 mg Dari perhitungan ini , kandungan sampel airsebenamya diberikanolehtabel berikut Tabel . 3.3 Analisiskomponen air Senyawa mg / L Ca HC 03 ) 2 Mg   HC 03 ) 2 NaHC 03 Na 2 C 03 NaCl 257 , 6 329 , 2 11 , 1 69   9 783   7 Na 2 S 04 152   2 Total 1603 , 7 Jumlah totaldalam tabel ini terkait dengan zat padatterlarut . Jumlah ini ditambahdengan zat padat dalam bentuk suspensi sebesar 220 mg / L menghasilkan zat padat totaldalam air sebesar 1823 , 6 mg / L yangtidakjauhbeda dengan dari hasil tes di atassebesar1845mg /L . Oleh karena nilaihasil percobaan dan perhitungantidak jauhbeda maka datatersebutdiatasadalah benar . Selisih antaradua nilai ini disebabkankesalahan percobaan yangtidak bisa dihindari . Contoh 5 . Seorang pengusahapemula penghasil alkohol sedang menghadapisedikit kesulitan dengan kolom distilasi . Operasi tersebut ditunjukkan dalam gambarberikut . Teknisiberpendapatbahwa terlalu banyak alkoholhilangdibagian dasar   buangan ) . Hitungkomposisi dari bagian dasar dan massa alkoholyanghilang dalam bagian dasar .
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks