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.


2/14


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


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


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


6/14


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.


8/14

22/03/2016

8


• 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


• 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


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.


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.


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).


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


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


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

Kuliah 3 NM Alat Tunggal Dan NM Reaktor

Documents

Transcript of Kuliah 3 NM Alat Tunggal Dan NM Reaktor