Pertanyaan-pertanyaan Sidang.doc

Pertanyaan sidang Team penguji 1. Pak nisyamuri 2. Pak Dani s 3. Pak Didi 4. Bu Kristine

Beberapa Pertanyaan waktu sidangnya Ani 1. Pak Nyoman dan Pak Marno

Question :

-

1. Mr Nisyamuri - Intisari about reactor apakah di intisari udah menceritakan / tercantum tentang reactor , soalnya bapak nya pgn tau inti dari pabrik kimia itu apa - belajar mengenai dasar2 termodinamika : a. Exotermis / endotermis b. isothermal / no isothermal c. isobaric d. rumus2 gas ideal dan non ideal - pembuktian kenapa kondisi operasi di pilih seperti itu

-

2. Mr Dani - Pemilihan alat, kenapa memilih alat tersebut dan alasannya apa - Kondisi operasi suatu alat ( suhu , tekanan ) kenapa memilih suhu tekanan segitu alasannya apa? - Fungsi alat yang di gunakan - Flowsheet dilihat simbol2nya ( apa peralatan yang di gambar udah sesuai apa gak ) - pembuktian kenapa kondisi operasi segitu 3. Mr Didi - Kalau dalam menggunakan katalis pertanyaan pertama yang di tanyakan meliputi spec katalis (bentuk , bulk density) Diameter, Komposisi, luas permukaan ) dan jenis katalis yang di gunakan apa - Reaktor kenapa memilih reactor tersebut alasaan nya apa - Jenis2 reaktor yang memakai katalis itu apa aja - Tangki ( kenapa memilih tangki tersebut alsaanya kenapa ) - Mekanisme katalis ( zeolit ) 4.Bu Kristin - Control biasanya diperiksa ( apakah suatu alat tsb dengan kondisi operasi segitu perlu menggunakan control apa gak ) - Gambar peralatan dalam flowsheet apa sudah sesuai atau belum - Pemilihan alat ( kenapa memillih alat tersebut alasanya apa )

-

level indicator, temperature control dan flow control Data kelarutan di crystalizzer berapa Kenapa reaktornya batch kok gak kontinyu Tangki cara menjaga kondisi operasi tangki Evaporator pake berapa effect alasan memakai jumlah effect seperti itu ? Mekanisme reaksi ,,,, Misal K = 5 itu reaksi nya irreversible apa reversible Type alat pengangkutnya kenapa pakai belt conveyor / screw conveyor alasannya apa

Pak Darmadji ketelitian   

     

---

ekonomi

--

7. Kepala seksi masuk dmn, siapa yg byr, jumlah pegawai? 8. brp ROI, definisi? (laju pengembalian modal dibanding FCI) 9. FCI? (capital=modal, modal yg dperlukan utk pendirian pbrk) 10. working capital? inventory utk brp waktu? 11. POT? (waktu yg dperlukan utk pengembalian modal) 12. SDP? (udh ga bs byr Fixed cost, lstrk, pjk) 13. kalo pabrik beroperasi antara SDP dg BEP bs ga? Alat : 14. Tee, elbow? 15. bd gate valve (utk mengontrol, bkn mengukur) dg check valve? 16. tipe HE? tahap2 perancangan HE? 17. kondensor, parsial/total, taunya? 18. kondensor kl cairan tidak jenuh dy tdk akan menguap (pns laten)

1 6.

BAB 2 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Faktor

Kenapa memilih bahan baku tersebut Flowsheetnya berapa lantai / lay out nya Kenapa pipa pengeluaran tangki pada gambar selalu di samping sedangkan untuk beberapa alat lain seperti mixer dll pipa pengeluarannya di bawah Perbandingan mol Kondisi operasi reaksi kalo suhu lebih tinggi gimana apa terbentuk reaksi samping apa ga Terus kalo suhu lebih rendah juga gimana Untuk evaporator konsentrasi keluarnya berapa Fungsinya baffle di kristallizer Diagram miers jelasin gimana

Pak Pur, Pak Istadi, Pak Lukman : 1. pabriknya ddrkan dmn, alsnnya apa? 2. suhu & tekanan operasi, kenapa, reaktor apa? 3. kegunaan produk? 4. alasan proses tsb, keuntungan, katalis? 5. knp proses didinginkan/dipanaskan, menggunakan pendingin/pemanas? 6. fluida keluar reaktor digunakan untuk apa? Ekonomi :

Ajik, ini aku tulisin pertanyaan-pertanyaan yang masih aku inget ya..

9.

BAB 1

10.

1. 2. 3.

4.

5.

Data export import harus ada. Data kapasitas produksi pabrik-pabrik yang udah berdiri harus ada. Kapasitas rancangan harus jelas datanya dari mana, alasannya, hitunghitungannya, jangan langsung dapet angkanya aja. Misalnya ga ada phitungannya tapi sbnrnya qta bisa jelasin di papan tulis, dia ga mau tau, qta tetep dianggap salah karena qta ga tulis di laporannya. Berapa kebutuhan bahan baku pabrik qta yang mau didirikan? Klo misal bahan baku dapet dari pabrik lain, qta harus tau pabrik itu mau jual ke pabrik qta apa ga? Alasan kenapa dia mo jual ke qta? Kapasitas produksi dia berapa? Klo ternyata kapasitas produksi dia ga mencukupi untuk bahan baku pabrik qta gimana? Cara ngambil bahan baku dari produksi pabrik itu gimana? Kondisi operasi produk dari pabrik itu gimana? Alasan kenapa akan mendirikan pabrik qta? Kenapa pake proses itu? Produknya mau dijual kemana? Kegunaan produk?

Hafalin sifat fisis, kimia, spesifikasi, dari bahan baku, produk, katalis. Reaksi-reaksi yang terjadi di reactor.

11.

12.

13.

Definisi, rumus, perbedaan antara konversi, selektivitas, yield. Cara menentukan harga k? Pengaruh terhadap suhu, tekanan, dsb. Kenapa pake katalis itu? Reaksi yang terjadi pada katalis. Baca TRK ya.. Biasanya pertanyaan dari bu diah. Orde reaksi, penurunan rumusnya. Pertanyaan dari bu Kristin, pa indro. Teori film. Biasanya pertanyaan dari pa pur. Definisi absorbsi, desorbsi, difusi. Langkah proses, flowsheet, harus hapal, jelas dan paham. Neraca massa, panas di bab 2 harus satu angka di belakang koma. Kecuali yang di lampiran 3 angka di belakang koma juga gpp. Keterangan gambar di flowsheet harus bener. Simbol tekanan, suhu, arus, jangan sampe salah ya.. Perhitungan neraca massa pake DOF. Pahami hitung-hitungannya, hapalin hasilnya. Pengalaman mb dian pas sidang yang pengujinya pa pram, dia disuruh ngitung lagi. Hapalin rumus yang ada di neraca panas, fungsi alat, tujuan, yang di hitung apa aja, suhu-suhunya. Perhitungan integral CpdT di lampirin semua. Pokoknya perhitungan di lampiran harus jelas banget. Maksudnya T bubble, T dew, panas sensible, panas laten, P absolute, P parsial, adiabatis, isothermal, eksotermis, endotermis. Gambar lay out pabrik, ukurannya harus proporsional. Klo pa jos, biasanya di permasalahin.

BAB 3 1.

Hapalin fungsi, langkah perancangan, kondisi operasi, cara kerja, apa aja yang dihitung dari tiap alat. Pahami rumus-rumusnya. Kenapa tipe itu yang di pake, konstruksinya gimana. Pengalaman mb dian pas sidang yang pengujinya pa pram, dia disuruh gambar alat-alatnya.

2.

3. 4.

Pelajarin pompa ya.. Peristiwa kavitasi, menentukan Z1, Z2,  Z, bilangan Reynold, dsb. Baca OTK tentang pompa, system pemipaan. Semua dosen biasanya tanya seputar pompa. Alat-alat penukar panas. Baca Kern. Neraca massa & panas yang terjadi di sepanjang reactor, penurunan rumus, profil reactor, waktu tinggal, umpan masuk dari mana, bereaksi di mana, hasil reaksinya keluar lewat mana, pendingin ada di shell atau tube, bilangan schmidth, kgA.

BAB 4 1.

2. 3.

Sumber air pabrik qta dari mana? Jangan dari laut karena biaya pemurnian pake membrane mahal banget. Pakenya dari sumur. Generator yang di pake punya berapa fasa? Kenapa? Laboratoriumnya apa aja? Pake alat apa?

BAB 5 1. 2. 3. 4.

Sebagai sarjana teknik kimia fresh graduated, klo melamar & diterima di pabrik qta, masuknya di bagian apa? Bagaimana pendapatmu, pegawai diberi pesangon atau pensiun? Kenapa? Bagaimana pendapatmu tentang pegawai tetap & kontrak? Lebih baik yang mana bagi pabrik qta? Kenapa? Beda paramedic & medis? Klo ada dokternya, umum atau spesialis? Berapa gajinya? Masuk akal ga? Sebagai pegawai apa?

BAB 6 5. 6. 7. 8.

Pahami tentang ROI, POT, BEP, SDP, DCF. Modal tetap (FCI) & modal kerja (WCI), lebih besar mana? Persentasenya berapa? Kenapa? Angka-angka pada harga harus di bulatkan karena ga ada harga pake koma. Apa aja yang termasuk FCI, WCI?

Klo pengujinya pa pram, ajik harus siap semua bab. Apa yang ditulis, ajik harus bener-bener paham, karena pa pram tanyanya seputar itu.

Kata-katanya juga ribet, kya pa heri gtu. Kata pengantar aja bisa jadi masalah klo lebih dari 2 halaman. Biasanya pa pram nyuruh buka laporan karena halaman di laporan qta udah di tandain, mana yang mau dijadikan pertanyaan. Tapi klo tim pa marimin harus hapal semuanya, ga boleh buka laporan, catetan. Ya udah dech, aku cuma bisa bantu ini. Klo ada yang kurang, maaf ya ajik. Yang semangat belajarnya, sukses untuk ajik n salam untuk temen-temen yah.

2 Faktor stoikiometri Stoikiometri mol reaktan yg diperlukan utk menghasilkn 1 mol produk Yield

reaktor berhub dg selektivitas rx, selektivitas rx tinggi mk yield reaktor juga tinggi atau bila rx samping meningkat mk selektivitas rx menurun & yield reaktor akan menurun pula. Yp= yield pabrik

Beberapa referensi untuk bab 2 Proses isothermal Proses adiabatic Exotermis Endotermis Konversi  Uk uran dr fraksi reaktan yg b’rx dg nilai max 100% atau = 1  Bil a reaktan lbh dr 1, konversi didasrkn pd reaktan utama /reaktan pembatas. X=

 mol reaktan yg bereaksi x 100%  mol reaktan yg masuk

Selektivitas : Rasio dari mol produk tertentu ( biasanya produk yang di inginkan ) yang di hasilkan terhadap mol produk lainya ( biasanya yang tidak di inginkan atau produk sampingan ) yang di hasilkan dalam satu kumpulan reaksi = (Produk akhir)/(Reaktan tg bereaksi) x Faktor Soikiometri Menunjukkan Performa Unit Pemisah Yield : ukuran kinerja suatu reaktor/pabrik YR =  mol produk x faktor stoikiometri x 100%  mol reaktan yg b’rx

POT =

Fixed Capital Invesment Keuntungan  Depresiasi

Yp =  mol produk yg dihasilkan x faktor stoikiometri x 100% Menunjukkan Performa Seluruh Unit proses Absorbsi ? Desobrbsi ? Adsorpsi ? T bubble ? T dew ? Tekanan total ? Tekanan parsial ? Tekanan absolute ? Tekanan barometric ? Panas latent ? Panas sensible ?

3. Break Even Point (BEP) o

o o

Suatu titik impas yang menunjukan pada tingkat berapa biaya yang di keluarkan dan penghasilan jumlahnya sama Bisa di nyatakan dalam kapasitas baik prosentasi maupun kuantitasnya Tujuan menentukan tingkat harga jual dan jumlah unit yang harus di jual secara minimum dan berapa harga serta unit penjualan yang harus di capai agar mendapatkan keuntungan

Nilai BEP untuk pabrik kimia biasanya berkisar 40 % - 60 % BEP =

X = ( mol feed –  mol produk) x 100%  mol feed Menunjukkan Performa Reaktor

Waktu minimum yang dibutuhkan secara teoritis untuk mengembalikan modal tetap yang di tanamkan atas dasar keuntungan setiap tahun setelah di tambah penyusutan Syarat POT (Sebelum pajak ) o Untuk pabrik resiko tinggi = maksimum 2 tahun o Untuk pabrik resiko rendah = maksimum 5 tahun

Salah satu alasan pabrik bisa digolongkan resiko tinggi karena bahan bakunya yang di import dan adanya ketidakpastian dalam penjualan produk 1.

Return on investment ( ROI )

Estimasi profit/keuntungan yang dapat diperoleh setiap tahun berdasarkan pada kecepatan pengembalian modal tetap ( FIXED CAPITAL COST) yang di investasikan Syarat ROI : o untuk pabrik resiko tinggi = minimum 44 % o untuk pabrik resiko rendah = > 11% % ROI =

Keuntungan  100% Fixed Capital

2. Pay Out Time ( POT )

Fa  0,3 Ra  100% Sa - Va - 0,7 Ra

Dimana: Fa = Fixed manufacturing cost Ra = Regulated cost Va = Variabel cost Sa = Penjualan produk Ex grafik BEP

Biasanya lebih besar biaya untuk FCI karena meliputi banyak hal jelasnya lihat komponen2 yang ada di FCI dan WCI 4. Shut Down Point ( SDP ) Suatu titik atau saat penentuan suatu aktivitas produksi harus dihentikan Penyebabnya : o variable cost terlalu tinggi o keputusan manajemen akibat tidak ekonomisnya suatu aktivitas produksi ( tidak menghasilkan keuntungan) SDP =

0,3 Ra  100% Sa - Va - 0,7 Ra

5. Discounted Cash Flow DCF Estimasi keuntungan yang di peroleh setiap tahun didasarkan pada jumlah investasi yang tidak kembali pada setiap ahir tahun selama umur ekonomis pabrik Batasan DCF minimum sebesar 1,5 x bunga deposito Suku bunga deposito dan pinjaman rupiah untuk 12 bulan rata2 berkisar 16 – 18 % II. Capital Investment Adalah pengeluaran keuangan yang diperlukan untuk fasilitas – fasilitas produktif dan pengoperasianya meliputi : Fixed capital ( 85 – 90 % dari modal total) Investasi yang di gunakan untuk mendirikan fasilitas produksi dan pembantunya Bagian utama dari modal tetap adalah biaya fisik dari pabrik yang merupakan jumlah semua peralatan ,material dan pengeluaran2 untuk buruh yang terjadi pada pembangunan fasilitas2 pabrik Working Capital Dana yang diperlukan untuk menjalankan usaha secara normal,untuk kebanyakan pabrik kimia working capital berkisar antara 10 – 20 % dari modal tetap.untuk pabrik 2 yang memproduksi kebutuhan musiman prosentase itu bisa naik sampai 50 % atau lebih karena besarnya inventory yang harus di pertahankan untuk periode waktu tertentu

Plant supllies 15 % dari biaya perawatan tahunan Royalties and pattens 1 – 5 % dari harga penjualan produk Utilitas Biaya utilitas untuk pabrik kimia berkisar 10 – 20 % dari total harga jual produk Payroll overhead Semua biaya perusahaan untuk pembayaran cuti, asuransi, pegawai yang cacat,keamanan dan beban pengangguran (unemployment taxes) Secara keseluruhan besarnya 15 – 20 % dari labor cost Plant overhead Biaya2 yang di butuhkan secara tidak langsung oleh unit produksi meliputi penyediaan fasilitas kesehatan, rekreasi pergudangan, purchasing dan engineering besarnya berkisar 50 – 100

3 Biaya tenaga kerja untuk pemasangan (pendirian) alat hanya dapat di tentukan berdasarkan pengalaman .biaya ini di perkirakan sebesar 25 % dari harga pembelian alat. Total biaya instalasi untuk berbagai macam alat sebagai prosentase terhadap harga pembelian alat adalah sbb : TOTAL BIAYA INSTALASI (sebagai prosentase terhadap harga pembelian alat) Jenis Alat Biaya Instalasi % Evaporator HE Mixer Metal Tanks

10 – 30 5 – 20 5 – 15 20 – 40

Shipping Banyak produk kimia di jual pada free on board. So.. biaya shipping tdk di perhitungkan Contingency Dimaksudkan untuk mengganti kerugian yang di sebabkan oleh biaya2 pengeluaran yang tidak bisa di ramalkan ,sedikit perubahan proses ,perubahan harga dan perkiraan 2 kesalahan besar contingency dengan % terhadap DPC adalah sbb :

Packing tergantung dari sifat2 fisis / kimia dan harga dari produk Piping Umumnya cukup besar namun demikian biaya itu tergantung pada biaya proses yang terjadi/ berlaku pada suatu pabrik, misalnya padat , padat – fluid atau fluid .untuk pabrik dengan proses fluid biaya pemipaan lebih besar daripada proses padat fluid dan lebih besar dari proses padat Biaya pemipaan di prosentasekan terhadap harga /biaya pembelian alat adalah sbb : Proses Material % Labor % ---------- --------------------Padat 8 6 Padat-fluid 21 15 Fluid 49 37

Total % --------14 36 86

Instalasi Biaya pemasangan alat – alat proses di bagi menjadi 3 komponen utama yaitu : Pondasi,platform dan penyangga,serta pendirian ( pemasangan alat )

Contingency level -----------------------Low Average 15 High

contingency cost % ---------------------10 25

High contingency : pengembangan proses baru dimana belum ada pabrik yang serupa dan informasi terbatas Low Contingency : instalasi sederhana dan mirip dengan kontsruksi yang sudah ada. Raw material inventory o Persediaan bahan baku di tentukan oleh: o Kecepatan penggunaan o Harga o Ketersediaan o Sumber o Persyaratan penyimpanan Untuk perkiraan di gunakan harga pembelian untuk 1 bulan In process inventory

o o

Pada proses kimia harga/nilai dari in process inventory tergantung dari panjang siklus secara total. Harga dari inprocess inventory diperkirakan 0.5 dari biaya produksi total yang terjadi selama periode yang setara dengan total hold-up time yang di perlukan untuk process.

Product inventory o Jumlah product inventory yang harus di sediakan /di pertahankan sangat tergantung pada hasil produksi dengan kontinyu dan di jual musiman. o beberapa produk mungkin tidak tahan disimpan pada waktu yang lama atau tidak stabil atau memerlukan fasilitas2 penyimpanan husus. o bila tidak ada data product inventory dapat di anggap sama dengan harga 1 bulan produksi pada biaya produksi Extended credit o Biaya yang di sediakan untuk pembayaran pengiriman barang ke pelanggan o Biaya ini diperkirakan sebesar 1 bulan produksi pada harga jual atau dua kali lipat pada harga pembuatan Available cash o Biaya yang di butuhkan untuk pembayaran upah / gaji dan untuk jasa2 serta bahan – bahan o di perkirakan sebesar biaya produksi untuk 1 bulan Perkiraan umum untuk mengukur proposal pendirian/ pembangunan pabrik itu menarik atau tidak secara ekonomi adalah bahwa “ satu $ dari investasi modal akan menghasil satu $ dari harga penjualan tahunan (harga jual biasanya 2 kali harga modal) Tunover Ratio : Rasio atau perbandingan antara harga / nilai penjualan pertahun dengan investasi modal . Ex turn over ratio untuk macam – macam bahan kimia sbb : Tabel 10 Aries & Newton Bahan Kimia TurnOver Ratio ----------------------- --------------------Butadiene dari butane 0.21 Soda abu 0.35

Semen

1.00 dst

1. Turn Over ratio > 1 biasanya berlaku untuk jenis pabrik kimia berikut : Operasi 2 yang menghasil kan reaksi samping. b.. Transformasi secara fisik, c. operasi dimana bahan baku meruupakan porsi utama dari biaya produksi, d.persyaratan 2 pekerja yang tinggi, e.pabrik2 dengan risiko tinggi 2.Turn over ratio< 1 berlaku untuk volume yang lebih besar ,bahan- bahan yang di buat dari bahan baku dasar. Supervision /Pengawasan Biaya Supervision adalah gaji untuk semua personil yang bertanggung jawab terhadap pengawasan langsung pada proses produksi . Tingkat gaji pengawas berbeda – beda sesuai dengan tingkat tanggung jawabnya.Untuk pabrik dengan proses besarnya kira2 10 % dari biaya tenaga kerja dan 25 % untuk proses yang rumit Maintenance / perawatan Meliputi semua bahan dan tenaga kerja yang di perlukan dalam perawatan rutin dan perbaikan – perbaikan pabrik,termasuk revisi peralatan dan bangunan. Dalam kondisi operasi rata – rata , biaya perawatan terdiri atas tenaga kerja 50 % dan bahan 50 Pajak/ taxes Besarnya sangat tergantung pada tempat dimana pabrik berada.Pabrik yang berlokasi di kota dengan kepadatan penduduk yang tinggi di kenakan pajak lebih tinggi daripada pabrik yang Jenis pendingin (R/R min) Low level refrigeration 1,05 - 1,2 High level refrigeration 1,10 - 1,2 Water or air 1,20 - 1,3 berlokasi di daerah terpencil. Pajak tahunan untuk pabrik yang berlokasi di daerah dengan kepadatan penduduk yang tinggi berkisar 2- 4 % dari investasi modal tetap dan untuk pabrik di daerah terpencil 1 – 2 % dari investasi modal tetap.

Masalah

Strategi untuk menggunakan pegawai kontrak di dunia Sistem Informasi telah menjadi salah satu strategi organisasi dalam mengatasi tuntutan yang begitu tinggi terhadap aplikasiaplikasi perangkat lunak baru di dunia ekonomi Internet. Biasanya langkah ini diambil organisasi sebagai respon terhadap perubahan teknologi dan ekonomi yang dinamis dengan mengurangi biaya tetap dari pegawai permanen. Selain itu biasanya langkah ini diambil karena adanya kebutuhan mendesak untuk adanya tenaga kerja dengan keahlian khusus, atau keinginan organisasi menguji kemampuan pegawai temporer sebelum memutuskan untuk membuat mereka menjadi pegawai permanen. Sejumlah penelitian telah dilakukan untuk mengamati pegawai kontrak, namun belum ada yang membahas tingkah laku para pegawai tersebut di dalam organisasi, maupun hasil dari penggunaan pegawai kontrak. Sehingga pertanyaan yang muncul adalah bagaimana sebaiknya cara mengelola pegawai permanen dan kontrak? Apakah pegawai kontrak dan permanen memiliki kinerja dan tingkah laku yang sama? Tujuan Penelitian ini dilakukan untuk membandingkan dan mengerti perbedaan dari para pegawai permanen dan kontrak yang bekerja sama dalam tim pengembang perangkat lunak dari segi tingkah laku, etos kerja, dan kinerja mereka. Kesimpulan Data kuantitatif pada metodologi penelitian pertama memberikan data pada perbedaan tingkah laku dan kinerja dari kedua jenis pegawai. Ssementara data kualitatif pada metodologi penelitian kedua mengembangkan data yang didapatkan dari penelitian pertama, memberikan bukti tambahan untuk mengerti mengapa perbedaan pada kedua jenis pegawai muncul. Hasil dari penelitian pertama menunjukkan bahwa tingkah laku dari pegawai kontrak lebih disukai daripada pegawai permanen, mereka mendapatkan dukungan organisasi cukup tinggi serta tidak merasa alienated atau diperlakukan secara tidak adil di lingkungan kerja. Meskipun begitu, mereka dinilai memiliki kinerja dan tingkah laku in-role dan extra-role lebih rendah, belum tentu karena

faktanya begitu tapi karena supervisor maupun sesama rekan kerja mengharapkan kinerja pegawai kontrak lebih rendah. Terlepas dari hal tersebut, hasi penelitian memang menunjukkan bahwa kinerja pegawai kontrak memang lebih rendah daripada pegawai permanen. Sementara studi kasus pada penelitian kedua menunjukkan bahwa hasil penelitian pertama banyak terkait kepada bagaimana organisasi memberikan pekerjaan kepada kedua jenis pegawai. Perancangan karakteristik pekerjaan menjadi mediator hubungan antara status kerja, tingkah laku, dan kinerja pegawai di tim pengembang perangkat lunak. Pada ketiga organisasi yang menjadi objek penelitian, pekerjaan yang dirancang untuk pegawai kontrak sangat sempit, memiliki ruang lingkup dan signifikansi yang kecil, tidak menantang, serta memiliki tingkat otonomi yang rendah. Hal ini ikut berkontribusi terhadap rendahnya kinerja dan tingkah laku pegawai kontraktor. Kesimpulannya, hasil pekerjaan para pegawai Sistem Informasi tidak terpengaruh langsung oleh status kerja, tapi pada karakteristik pekerjaan yang diberikan kepada mereka. Oleh karena itu, nampaknya organisasi perlu merancang ulang penugasan kerja untuk pegawai kontrak di tim pengembang perangkat lunak. Yang kini perlu diperhatikan adalah jangan sampai organisasi memberikan tugas terlalu sedikit kepada pegawai kontrak, dan terlalu banyak kepada pegawai permanen; kemudian perlunya pemberian kompensasi kepada pegawai permanen yang terlibat tanggung jawab untuk memonitor, melatih, dan mensosialisasikan pegawai kontrak. *** Chemical Engineering tools:  Neraca bhn  Neraca panas  Hubungan keseimbangn  Kecepatan proses  Neraca ekonomi  Hubungan masyarakat



4

 Mempunyai sifat penguapan relatif, tinggi  Mempunyai perbedaan titik didih / perbed tek uap murni yg ckp  Tdk membentuk camp azeotrop Azeotrop Azeotrop maksimum Camp yg mempunyai titik didih diatas titik didih masing-masing komponen murninya. Azeotrop minimum Camp yg mempunyai titik didih dibawah titik didih masing-masing komponen murninya. Kesetimbangan Keadaan statis, dimana pd T & P tertentu, 2 fase yg saling kontak tdk mengalami perubahan dr wkt ke wkt. Sistem benar-benar dlm keadaaan setimbang jika: Disetiap fase, baik fsae uap maupun fase cair, tdpt distribusi T, P & konsentrasi yg serba sama. Kedua fase berada dlm keadaan jenuh Tdk ada beda potensial antara fase uap & fase cairannya. Artinya T & P uap sama dg T & P cairan. Terdpt beda komposisi antara fase cair dg fase uap. Sistem refluks Memberi kesempatan cairan refluks/uap refluks kembali mengadakan kontak ulang dg fase uap maupun fase cairannya dlm kolom, shg :  Secara total, wkt kontak antar fase semakin lama  Perpindahan massa & perpindahan panas akan terjadi kembali  Distribusi T, P & konsentrasi disetiap fase semakin uniform  Terwujudnya keseimbangn semakin didekati

Distilasi Metode operasi pemisahan suatu campuran (caircair saling melarutkn), berdasarkan perbedaan titik didih atau tekanan uap murni (masingmasing komponen yg trdpt dlm camp) dg m’use sejumlah pns sbg tenaga pemisah “ENERGY SEPARATING AGENT”

Peningkatan efisiensi pemisahan  Terhadap kolom yg akan dibangun Utk mencapai kemurnian yg sama, jumlah stage ideal yg dibutuhkan semakin sedikit  Terhadap kolom yg sdh ada Pd penggunaan jumlah stage ideal yg sama, kemurnian produk hsl pemisahan semakin tinggi

Distilasi dilakukan untk camp yg :

TRAY / PLATE

Jenis pemanas Steam Process fluid Hot oil

∆T, oC 10-60 10-20 20-60

Tray adlh alat kontak antar fase brfungsi

yg sbg :  T4 berlangsungnya proses perpindahan  T4 terbentuknya kesetimbangan  Alat pemisahan 2 fase seimbang

4 tipe tray :  Bubble cap tray Cap adlh mangkok terbalik yg terletak di atas “RISER” dimana uap dpt msk dr bagian bwh tray & terdispersi pd permukaan bwh cairan melewati celah-celah / slot. Keutungan:  Bnyknya data teknis & pnglmn tntang bubble cap tray akan mndorong prncangn memilih alat tsb, ketika resiko yg ada ckp tinggi.  Memungkinkan prltn broprasi pd kondisi yg brgm dg efisiensi relatif tetap  Sieve tray / perforated tray  Tray yg terbuat dr lapisan logam datar dg sejumlah lobang.  Diameter lobang 0,125-0,5 in (yg sering digunakan 3/16 in).  Stiap tray dilengkapi dg 1 atau lbh DOWN COMER utk membawa cairan trn dr tray yg 1 ke tray yg lain yg ada di bwhnya.  Kelebihan : Lebih ringan, murah & mdh pembuatannya Kapasitas uap & cairannya lbh besar Pressure drop rendah, efisiensi tinggi Biaya prwtn mrh, krn mdh dibrsihkn & knstruksinya sdrhna Lobang-lobang yg tdp pd sieve tray dpt dipasang cap-cap seperti pd bubble cap tray  Ballast / valve tray Serupa dg sieve tray , hanya di setiap lobang dipasang cap-cap yg dpt diangkat atau berupa valve yg dpt naik-turun tergntng variaasi kec aliran uap. Gerak vertical dr cap yg diijinkn antar 0,25-0,5 in. Krn itulah valve lebh fleksibel dibndingkn sieve tray.  Counterflow tray Aliran uap & alirn cairan bersaing pd lobang yg sama. Tray menempati semua penampang kolom, tdk punya WEIR, BAFFLE maupun alat-

alat yg lain. Counterflow tray termasuk tipe tray yg mrh, namun informasi rancangan-nya kurang. Sbg alat pemisah, tray dipilih jika : O Diameter kolom > 3 ft. Pembuatan tray dg ukurn kecil relatif sulit & sbg konsekuensinya harga tray mjd lbh mhl. O Cmpurn yg akan dipisahkan : tdk mdh membentuk buih, tdk korosif, mengdung suspensi pdtn. O Proses pemisahan disertai dg reaksi kimia, shg koil pendingin dpt dipasang diantara 2 tray berurutan (reaksi eksotermis) & pemasangan koil pemanas dpt dilakukan jk reaksinya bsifat endotermis. O Pembersihan hrs dilakukan secara periodik Tray tower memungkinkan utk dilengkapai dg “MAN HOLE” shg org dpt msk ke dlmnya utk melakukan pembersihan & perawatan. O Bnyk produk pd berbagai komposisi hrs dihasilkan dr kolom yg sama. Sbg alat pemisah, tray dipilih jika : Kolom dg diameter < 3 ft harganya lbh murah. Dpt digunakan utk proses pemisahn camp yg bersifat korosif & cenderung mdh membentuk buih Pressure drop rendah Kekurangan : sulit dibersihkan, lbh berat dr tray tower, tdk memungkinkan dipasang koil pemanas/pendingin & mengmbil produk samping. KondiSi operasi kolom Jika dimungkinkan, operasikan pd 1 atm T & P puncak/dsr kolom hrs dibwh T & P kritis masing-masing komponen yg tdpt pd hasil puncak/dasar kolom T & P puncak kolom < P & T dsr kolom Kondisi operasi kolom ditentukn dg mempertimbangkn utilitas yg ada atau yg hrs diadakn serta beda suhu yg diijinkan. KOndisi operASi puncak kolom ditentukan oleh Pasangan T & P (T1 & P1) yg membentuk kesetimbangn pd tray no 1 atau tray puncak, baik menggunakan kondensor parsial maupun total. Kondisi operasi dasar kolom ditentukan oleh

Pasangan T & P (Tn & Pn) yg membentuk kesetimbangn pd tray ke- n atau tray dasar, baik menggunakan reboiler parsial maupun total. Jenis pemanas & beda suhu yg diijinkan

Jenis pendingin dan beda suhu yg diijinkan Jenis pendingin Refrigerant Cooling water Process fluid Boiling water Air

∆T, oC 3-10 6-20 10-20 20-40 20-50

Komponen kunci Komponen yg terdistribusi baik pd hsl puncak maupun pd hsl dasar Komponen kunci ringan Komponen kunci yg mpy titik didih rendah atau mpy tek uap murni tinggi, yg tdpt dlm hasil dasar W Komponen kunci ringan Komponen kunci yg mpy titik didih tinggi atau mpy tek uap murni rendah, yg tdpt dlm hasil puncak D Penentuan diameter Tray tower Diameter tray tower ditentukan brdsrkn kec linear uap v dibawah kec linear uap max Vf dimana banjir atau flooding tepat terjadi. LIQUID ENTRAINMENT Aliran gas yg mmbawa percikan air msk ke dlm tray yg ada di atasnya. Jika entrainment tjd berlebihn mk akan tjd FLOODING. FLOODING Peristiwa tergenangnya tray oleh cairan. Flooding hrs dihindari krn akan menurunkn efisiensi pemisahn Flooding disebabkan oleh Naiknya kec uap, sementara kec cairannya tetap Naiknya kec cairan, sementara kec uapnya tetap ATURAN-ATURAN UMUM ALAT PENUKAR PANAS Gunakan aliran lawan arah dlm shell & tube sbg basis Tube standar yg digunakan : OD=3/4 in

5 triangular pitch 1 in panjang 16 ft diameter shell :1 ft utk luas permukaan 100 ft2 2 ft utk luas permukan 400 ft2 3 ft utk luas permukan 1100 ft2 Tube: utk bhn korosif, mdh kotor, mnimbulkn kerak, fluida P tinggi Shell: fluida yg kental & dpt terkondensasi Pressure drop utk gas & 3-9 psi utk yg lainnya Temperatur air masuk 90 oF, T keluar max 120 oC T minimum yg dpt dicapai 20 oF dg pendingin biasa DISTILASI Distilasi merupakan metode yg ekonomis utk memisahkn cairan Tek operasi tower ditentukn oleh T media kondensasi yg tersedia yaitu 100-200 oF utk air pendingin & max T reboiler yg diijinkan adlh 366 oF dg m’use steam bertekanan 150 psig Rasio refluk optimum adlh 1,2 dr rasio refluks minimum Jmlh tray optimum adlh 2x jumlah tray minimum Utk mnghitung jmlh tray, hendaknya dilakukn dg mnmbhkn faktor keamanan sbsr 10% Pompa refluk dibuat minimum 25% lbh bsr dr laju alir refluk Tray spasing = 20 – 24 in Pressure drop yg diijinkan utk tiap tray 3 in air atau 0,1 psi Diameter holes utk sieve tray adlh 0,25 – 0,5 in ,sedangkn luas hole mrpkn 10 % luas bagian yg digunakn sbg t4 kontak Utk tower dg diameter 3 ft, digunakn disengagement uap pd bagian atas menara sepanjng 4 ft & pd bagian bwh tower ditmbhkn 6 ft utk level cairan Tinggi tower dibatasi 175 ft dikarenakn pertimbangn pondasi & kec angina. L/D maksimal yg diijinkan 30. Jmlh minimum tray dpt dihitung dg pers Fenske-Underwood

N

min

=

 x   x   log    btm  1  x  ovd  1  x   log 

Entalpi (H) Jmlh energi yg dikandung oleh suatu zat. Entalpi tdk mungkin diukur sec langsung, tetapi perubahannya selama rx dpt diukur. Perubahan entalpi /panas reaksi (∆H) Jmlh energi yg dikeluarkn atau diserap selama rx kimia. Kl reaksinya adlh utk perubahn wujud  pns laten Reaksi Endotermis Reaski kimia yg selama berlangsung menyerap energi dari lingk. Hukum Hess Perubhn entalpi rx yg tjd pd setiap thp rx kimia selalu sama, tdk bergntung pd jln yg ditempuh dlm mengubah reaktan menjadi produk. Laju rx Ukuran kec dr suatu rx. Laju rx dihitung dg cara mengukur seberapa cpt reaktan di’use atau seberapa cpt produk terbntk. Perubahan laju rx Laju rx akan meningkat jika : T >  energi pns memberikn lbh bnyk prtikel yg mempunyai energi lbh bsr dr energi aktivasi P>  Peningktn P gas akan meningkatkn T & mengurangi volum Konsentrasi salah satu / lebih reaktan ditingkatkan Luas perm reaktan pdtn bertambah Energi aktivasi (Ea) Energi minimum yg hrs dimiliki oleh partikel reaktan utk bereaksi ketika partikel bertumbukan. Katalis Suatu zat yg mningktkn lj rx kimia, tetapi zat ini sendiri tdk brubh sec kimia pd akhir rx. Katalis berfungsi utk mnurunkn energi aktivasi dr suatu rx.

Suatu katalis yg mningktkn lj suatu rx dpt saja tdk b’pengaruh thd rx yg lain. Autokatalisis Sutu proses yg slh satu produk rx’nya brtindak sbg katalis bg rx tsb. Katalis homogen Katalis yg memiliki wujud fisik yg sama dg reaktan Inhibitor Suatu zat yg memperlambat rx. Bbrp inhibitor mengurangi kemampuan suatu katalis. Reaksi kesetimbangan Suatu rx kimia yg produknya saling b’rx membentuk reaktan asal. Reaktan ini b’rx kembali & akan membntuk produk & begitu seterusnya. Pd tingktn trtentu suatu rx kesetimbngn akan mncapai kesetimbngn kimia. Kesetimbangan kimia Suatu tingkatan yg dicapai suatau rx kesetimbangan pd suatu system tertutup, ketika rx maju & rx balik berkecepatan sama. Pengaruh kedua rx tsb saliang meniadakan satu sm lain & konsentrasi reaktan & produk tdk berubah gd bertambahnya wkt rx. Reaksi maju Rx yg produknya tbntk dr reaktan asal pd suatu rx kesetimbangn. Rx ini berjalan dr kiri ke kanan pd persamaan rx. Reaksi balik Rx yg reaktan asal tbntk kembali dr produknya pd suatu rx kesetimbngn. Rx ini berjaln dr kanan ke kiri pd persamaan rx. Sistem tertutup Suatu sistem dimana tdk ada zat kimia yg dpt keluar atau msk. Jika suatu produk rx kesetimbangan dpt membebaskn diri, misalnya ke atmosfer, rx baliknya tdk dpt berlangsung lama. Sistem terbuka Suatu sistem yg zat kimianya dpt membebaskn diri. Isomer Dua atau lebh senayawa dg rms molekul sama tetapi susunan atom dlm molekulnya berbeda. Akibtanya senyawa mempunyai sifat berbeda.

Isomer struktur Senyawa dg rms molekul sama tetapi berbeda rms strukturnya. Stereoisomer Senyawa dg rms molekul & gugus atom sama tetapi berbeda tampilan 3-D nya. Hidrokarbon Senyawa organik yg terdiri dr hanya atom karbon & hidrogen. Hidrolisa Rx kimia suatu senyawa dg air membtk senyawa lain.

6 Menurut konsep Bronsted Lowry  Asam zat yg dpt memberikn ion hidrogen yg bermuatan positif / proton (H+)  Asam kuat Asam yg mengalami ionisasi sempurna dlm air. Ex : HCl, HNO3, H2SO4 , H3PO4 (agak kuat)  Asam lemah Asam yg ter ionisasi sebagian dlm air Ex :HCO3, HF, HCOOH, CH3COOH, (HCN, H2O : sangat lemah)  Basa Zat yg dpt menerima H+. Ex : OH-. NH3

Asam karboksilat (CnH2n+1COOH) Seny yg mngndng gugus karboksil (sebuah gugus fungsi –COOH) & membentk suatu deret homolog. Namanya diakhiri dengan oat & diawali dg kata asam. Asm karboksilat adlh asam lemah tak berwrn, bau tajam & b’rx dg alkohol menghasilkn ester. Ex. Asam formiat = asm metanoat, asm asetat = asm etanoat

Tetapan keasaman

Ester (RCOOR)  Seny yg mngndng gugus fungsi –COO pd setiap molekulnya.  Zat ini tdk reaktif, cairannya tak berwarna.  Ditemukn dlm minyak & lemak hewan.  Zat ini memberikn bau & rasa pd buah & bunga.  Zat ini digunakn dlm parfum & pemberi rasa.

IKATAN

Alkohol (CnH2n+1OH) Seny organik yg mngndng 1 / lbh gugus hidroksil (gugus fungsi –OH) pd setiap molekulnya. Adanya gugus hidroksil (OH) m’cause alkohol b’sft polar & mpy iktn hidrogen. Alkohol primer : atom C yg mngikt gugus OH mpy 2 atom H yg terikat pdnya Alkohol sekunder : atom C yg mngikt gugus OH mpy 1 atom H yg terikat pdnya Alkohol tersier : atom C yg mngikt gugus OH tdk mpy atom H yg terikat pdnya ASAM & BASA

Tetapan kesetimbangan Seberapa jauh reaksi berlangsung sampai berkesudahan. Tetapan keasaman Seberapa jauh reaksi berlangsung sampai berkesudahan utk ionisasi suatu asam dlm air. Tetapan kebasaan

Teori Lewis & kosseel Aturan oktet Atom memidhkn / membuat psngn elektron utk mencpai konfigurasi elektron mulia. Konfigurasi ini biasanya adlh 8 elektron dlm kulit terluar sesuai dg konfigurasi elektron dr neon & argon. Ikatan ion Iktn yg dihasilkan dr perpindhn elektron dr 1 atom ke atom yg lain Ikatan kovalen Pemakaian elektron bersama antara atom di dlm molekul shg masing-masing atom mencapai keadaan kulit terluar yg stabil. Pd umumnya seny kovalen mpy iktn antar molekul yg tdk terlalu kuat, shg biasanya seny kovalen berwujud cair / gas pd T kmr krn gy yg ada di antara molekulnya mrp gy2 van der waals. Seny kovalen tdk menghntarkn listrik kr tdk memiliki ion. Ikatan tunggal

Ikatan rangkap Ikatan ganda tiga Ikatan kovalen polar Iktan antara atom dg keelektronegatifan yg sama. Dlm molekul organik, ikatan karbon-karbon & ikatan karbon-hidrogen adlh jns ikatan nonpolar Ikatan kovalen polar Iktn antara atom dg keelektronegatifan yg berbeda. Yg 1 > dr lain. Molekul polar Molekul yg mpy perbedaan muatan listrik pd ujungnya, disebabkan oleh distribusi yg tdk merata pd iktn polar & seringkali oleh adanya pasangan elektron sunyi. Cairan bermolekul polar dpt mrp pelarut polar & dpt melarutkan seny ion. Molekul non polar tdk mpy perbed muatan pd ujungnya. Pasangan elektron sunyi Pasangan elektron pd kulit terluar dr sebuah atom yg bkn bagian dr iktn kovalen. GAYA ANTAR MOLEKUL Iktn hidrogen Gaya tarik antara molekul polar yg mengndng hidrogen dg pasangan elektron sunyi dr molekul lain. Pd iktn polar setiap atom hidrogen bermuatan agak positif shd dpt menarik elektron. Iktn hidrogen m’cause titik didih & titik leleh air tinggi bila dibndngkn dg molekul lain yg kecil tetapi molekulnya nonpolar. Iktn hidrogen & gaya Van Der Waals hrs dihilangkn agar molekul terpisah 1 sm lain. Gaya Van Der Waals Gaya tarik-menarik yg lemah, antar molekul (gaya intermolekul) yg di’cause o/ distribusi elektron yg tdk merata & pergerakan elektron di dlm atom suatu molekul. PACKING & PACKED TOWER Packing adalah

Bhn isian yg di’use sbg alat kontak antar fase dlm kolom pemisah, baik tersusun scr acak (random packing) maupun scr teratur (regular packing) Kelebihan regular packing Pressure drop yg rendah Efisiensi tinggi kapasitas besar

Kriteria packing  Tiap satuan volume, packing hrs memberikan luas permukaan bidang kontak yg besar  Tumpukan packing dlm kolom hrs memberikan rongga yg ckp  Permukaan packing mdh dibasahi  Thn thd bhn yg bersifat korosif  Thn thd perubahan suhu mendadak  Bulk density rendah  Ringan, kuat dan tdk mdh pecah  Murah & mudah diperoleh Rashing ring  Harganya murah  Kekuatan mekaniknya mjd turun pd didnding rashing yg semakin tipis. Tetapi dinding rashing ring yg tebal akan m’cause pressure drop yg besar.  Tumpukan packing dlm kolom tdk memberikan rongga yg ckp & menurunkan luas perm bidang kontak Berl saddle Dpt dibuat lbh acak daripada bntk ring & dpt memberikan luas perm bidang kontak yg besar tiap satuan vol wkt Intalox saddle  Efisiensi tinggi tetapi harga mahal  Kemungkinan terjadinya penyumbatan sangat kecil shg pressure drop lebh rendah dr rashing rin maupun barl saddle.  lebh mdh pecah disbanding rashing ring.  Nilai HTU lebh rndh utk kebnykn sistem Pall ring  Dpt memberikn pressure drop lbh rendah dibawah separuh dr rashing ring.  Nilai HTU lebh rndh dr berl saddle  Batas flooding lbh tinggi  Distribusi cairan baik & kapasitas besr Spiral ring

 Lbh bnyk tersusun teratur  Spiral memberikn luas biodang kontak yg bsr & olakan gas-cairan lbh baik dibnding rashing ring  Pressure drop tinggi Tellerette Pressure drop & nilai HTU rendah Bts flooding lbh tinggi dr rashing ring & be rl saddle Dpt dibuat dr plastik Volume tiap satuan berat sangat rendah Packed tower dipilih jika :  Diameter < 3 ft Diameter packed tower ditentukan oleh kec linear uap dibawah kec linear uap dimana flooding tepat terjadi.  Camp yg dipisahkn sensitif thd suhu, shg kolom hrs di operasikn pd P vakum utk mnghindari t’jadinya dekomposisi / polimerisasi.  Camp yg akan dipisahkn b’sifat korosif  Rentang batas laju alir acairan thd uap ckp tinggi shg regular packin scr khusus dpt d’use  Camp yg akan dipisahkn tdk mengndung suspensi padtn  Camp yg akan dipisahkn cenderung mdh membentuk buih

7 Redistributor Di’use setiap ketinggian 3 kali diameter kolom /max 10-15 ft utk rashing ring Di’use setiap ketinggian 5-10 kali diameter kolom /max 12-20ft utk berl/ intalox saddle Pd tumpukan packing setinggi 10 ft mak 20-30% cairan mengalir ke bwh melalui dinding Packing support Perforated plate dpt di’use sbg penahan packing, tetapi tipe bar-grid lbh mdh & kuat. Beberapa regular packing, packingny aditahan oleh dsr kolom sendiri. Packing restrainer Dibutuhkn jika laju alir gas tinggi. Di’use utk menahan pengangkatan packing ketika ada kenaikan laju alir gas yg mendadak Entrainment eliminator Menangkap tetesan cairan (yg terbawa oleh gas yg meninggalkn perm tumpukn packing) pd permukaan alat entrainment shg tetesan jatuh menetes kembali.

Tinggi kolom packing dihitung dg 2 cara : A. HETP (height equivalent to a teoritical plate) Jenis & ukuran packing yg dipilih Tinggi kolom packing yg setara dg 1 buah plate teoritis/ideal. hrs sesuai table berikut Arinya, dr kolom setinggi HETP akan Jenis operasi (ΔP/z),in H dihasilkan arus cairan L & arus uap V yg Distilsi P sedang sampai tinggi 0,4-0,75 berada dlm kesetimbangn. Distilasi vacuum 0,1-0,2 Z= N. HETP Absorbsi % desorbsi 0,2-0,6 N: jmlh plate teoritis yg dibthkn utk mncapai derajat pemisahan yg diinginkan. Pressure drop tiap satuan tinggi kolom HETP di’use utk proses pemisahn camp packing (ΔP/z) dihitung dg pers LEVA. multi komponen. B. Konsep transfer unit Konstruksi packed tower Di’use utk proses pemisahn camp biner Dinding kolom Perhitungn tinggi kolom packing dilakukn  Dpt dibuat dr kayu,metal, “chemical dg mndsrkn pd perpindhn massa yg stoneware”, gelas atau plastik tgntng melewati fase gas, lap bts antar fase (lap korosifitas camp yg akan dipisahkn. film gas/lap film cair) maupun prpindhn  Umumny adibuat dg penampang bntk massa yg melewati fase cair. bulat, meskipun ada yg bntkny persegi Distributor Distribusi cairan yg jelek akan menurunkn efektifitas dr perm packing yg terbasahkn. Umumnya dibuth 5 titik utk tiap ft2 penampang kolom dg diameter > atau = 4 ft.

DISTILASI Distilasi  operasi difusi  pemishn tjd krn adanya p’pindhn massa scr lwn arah dr fasa uap ke fasa cair / sebaliknya sbg akibat adanya bd potensial diantara 2 fasa

8

yg saling kontak shg pd T & P tertentu sistem berada dlm keseimbangan. Langkah proses pemisahan scr distilasi 1. Pncmpurn sejumlah pns 2. Pmbntukn fasa uap Pmbntukn keseimbangn 3. Pmishn kedua fasa seimbang Pd distilasi, fasa uap akan segera tbntk stlh camp dipnskn. Uap & sisa cairannya dibiarkn saling kontak shg pd suatu saat, semua komponen yg tdpt dlm camp akan t’distribusi dlm kedua fasa membntk keseimbangn. Setelah keseimbngn dicapai, uap segera dipisahkn dr cairannya, kmdn dikondensasikn m’bntk distilat. Dlm keadaan seimbang , komposisi distilat tdk sama dg komposisi residunya. Komponen dg Po (titik didih rndh) > lbh bnyk tdp pd distilat Komponen dg Po (titik didih tinggi) < lbh Distilasi Umpan

Lar homogen cair-cair

Pemisa han

Penguapan didih lar

Produk

Uap komp rndh Residu komp tinggi

Evapor asi Lar homog en, pdtn lrt dlm cairan pd titik

 Lar TD pekat (siap  mengk TD ristal) & uap dr pelarut bnyk tdp pd residu

Pengeringan Pdtn yg sedikit mngndng cairan

Penguapan dibwh TD Pdtn kering/caira n/uap kering & uap dr sedikit cairan yg tdpt dlm pdtn

Proses pemisahan hrs dirancang mempertimbangkan Spesifikasi yg diinginka konsumen Investasi & biaya operasi

dg

Distribusi komposisi dlm ke 2 fasa seimbang pd berbagai T & P total tertentu. o o Campo biner PA A B yA  (X A) A o Pt t B

X 

P P P P

log Pi o  A 

XA ; YA

B C T

: fraksi mol komponen A dlm

fasa cair ; uap PAo ; PBo : P uap murni komponen A ; B Pt : P total sistem A, B, C : konst Antoine, bsrnya tgntng pd jenis komponen T : suhu Pio : P uap murni komponen i Jika (PAo / PBo) = α A-B

yA 

x 1  (  1) x

Diagram Fasa Dibuat dg 2 / 3 variabel operasi. Misalnya T, P & konsentrasi dg salah 1 var diantaranya tetap. Diagram T-komposisi Daerah cair dingin : daerah di bwh kurva cair jenuh Daerah uap lwt pns : daerah di atas kurva uap jenuh Daerah 2 fasa : daerah di antara kurva uap jnh & kurva cair jenuh ANALISA & PERHITUNGAN STAGE IDEAL Stage Ideal / stage seimbang / stage teoritis : Alat kontak antar fasa yg memungkinkan 2 fasa yg saling b’snthn berada dlm keseimbngn. Stage ideal perlu diketahui utk  menghit komposisi dlm kedua fasa seimbang  menghit jmlh stage ideal yg di bthkn utk mencapai drjt pmisahn yg diinginkn  menghit efisiensi stage

jumlah stage ideal yg dibut dpt diperhit m’use bantuan 2 pers : pers hub ner bhn  pers grs operasi pers hub keseimbngan  diagram entalphi - komposisi Distilasi 1 tahap Penguapan sebagian lar, & uap yg tbntk dibiarkn saling kontak dg sisa cairannya. Pd akhir proses Distilasi multi stage Proses pemisahan dg melakukan kontak ulang antar fasa dlm bbrp thp utk memperoleh produk hsl pemisahn sesuai dg spesifikasi yg diinginkan. Perhitungan jumlah stage ideal Distilasi Camp biner :  Ponchon – Savarit M’use diagram entaphi-komposisi  Mc. Cabe Thiele Distilasi camp multikomponen : Short cut & plate to plate calculation FLUIDA Fluida/zat alir termasuk dlm zat dlm fase cair & fase gas. Zat cair akan mengaalir dd sendirinya dr tempat yg lbh tinggi ketempat yg lbh rendah / dr P tinggi ke P rendh. Gas akan mengalir dg sendirinya dr P tinggi ke P rndh. Fluida berdasarkan perubahan tekanan Fluida tak mampat (incompressible) Perub P tdk m’cause perub sifat fisis terutama kerapatan massa atau sifat fisisnya relatif tetap. Ex:fluida yg non volatil (air, minyak & air raksa) Fluida mampat (compressible) Perub P m’cause perub fisis terutama kec massanya Ex. Fluida yg volatil, gas, steam Fluida berdasrkn kekentalannya Newtonia fluid Zat cair yg dlm keadaan mengalir memberikn hub linear grs lurus antara teg geser yg t’jd dg kec deformasi (gradient kec) dr alirannya.

Non newtonia fluid Zat cair yg mengalir memberikn hubungan yg tdk linear (curve lengkung) antara teg geser yg t’jd dg kec deformasinya. Jenis aliran Terbuka/ berhub dg udara luar Sungai, saluran irigasi, saluran pembuangn Tertutup (dilakukan dlm pipa) Aliran zat cair dlm pipa, bdsrkn kestabilan kapasitasnya Aliran dlm keadaan mantap (steady state) Debit selama wkt yg ditinjau tetap. Aliran tak mantap (unsteady state) Debit (laju alir volume) berubah dg wtk Tipe aliran bdsrkn arah lintasan partikel fluida yg mengalir Aliran laminer Partikel-partilek fluida brgrk pd lapisanlapisan yg pararel disepanjang aliran/lintasannya sejajar, yg berarti tdk ada arus olakan. Aliran turbulen Partikel-partikel fluida brgrk dg kec & arah yg berubah-ubah thd wkt shg sulit diamati, berarti tjd arus olakan. Arah fluida dlm suatu pipa Lapisan laminar  tjd dkt dinding pipa lapisan turbulen  tjd di pusat/tengah pipa lapisan tranisi/buffer  lap antara laminar & turbulen Daerah aliran fluida pd pipa kosong Tipe aliran bdsrkn kec aliarn (laju alir) scr total ataupu keseluruahn dlm pipa. Laminer, v ≤ 0,5 v max Laminer, v ≥ 0,5 v max v : laju alir dkt dinding pipa v max : laju alir pd pusat pipa

Tipe aliran berdasarkan kecepatannya REYNOLD NUMBER

Besaran yg dpt menggambarkan scr kuantitatif tingkat turbulensi suatu aliran yg mempengaruhi tipe aliran. Re = ρ. D. v Л D : diameter dlm pipa ρ : kerapatan massa fluida V : laju alir fluida Л : Viskositas fluida Re ≤ 2000 Re 2000 – 3000 Re ≥ 2000

 laminer  transisi  turbulen

Transportasi Fluida Pemilihan pipa dipengaruhi oleh  Diameter pipa/ukuran pipa yg optimal/ekonomis  Internal/external P yg berlaku yg akan menentukan SCH (schedule number)  Suhu operasi pertimbnagn bhn pipa yg dipakai atau perlu tdknya isolasi  Fluida yg mengalir Ditinjau dr sifat korosivitasnya shg memperngaruhi pemilihan bhn pipa & perlu tdnya diberi pelapis Pipa berdasarkan jenis bahan a. Ferrous metallic pipe Wrought iron pipe Besi tuang yg tdk bisa ditempa Mpy ketahanan thd korosi yg ckp, y Di’use utk instalasi bwh tnh Wrought steel pipe Bnyk di’use dlm transportasi fluida Welded wrought iron pipe Di’use dlm system pendinginan Electric resistance welded steel pipe Instalasi yg thn pd suhu tinggi Stainless steel pipe Transportasi fluida yg korosif, industri bhn makanan Cara memperkirakan diameter optimum :  Aliran fluida tak kental tipe aliran turbulen Di ≥ 1 in  Di opt = 3,9 qf0,45ρ0,13 Di ≤ 1 in  Di opt = 4,7 qf0,49ρ0,14  Aliran fluida kental Di ≥ 1 in  Di opt = 3,0 qf0,36 μc0,13 Di ≤ 1 in  Di opt = 3,6 qf0,40 μc0,14

Di opt ekonomi (ft) qf ρ μc

:

diameter

opt

: debit aliran(ft3/s) : densitas (lb/ft3) : viskositas fluida (cp)

b. Non ferrous metallic pipe Pipa logam yg ada di pasaran : tembaga, nikel, alumunium, perunggu c. Non metal pipe Asbestos cement pipe Di’use utk bhn korosif & P ckp tinggi Carbon/graphite pipe Bhn yg bsifat relative asam/basa Cement, glass, plastic (PVC), keramik Fitting Fungsi : Menyambung 2 buah pipa dg criteria : Tanpa merubah arah & diameter pipa  coupling Merubah arah pipa  elbow Merubah diameter pipa  reducing Membatasi aliran dlm pipa  plug Membuat aliran bercabang  tees, crosses Klasifikasi fitting Low pressure fitting Standard fitting Extra heavy fitting Hydrolic fitting

9

scr

: 25 psi : 125 psi : 300 psi : 1000 psi

Cara penyambungan pipa Threaded connection Sambungan yg m’use draat, biasanya di’use pd pipa-pipa yg diameternya < 2 in Welded connection Pengelasan, shg mrp sambungan permanen yg sulit utk dipisahkan kembali, Di’use utk pipa-pipa yg diameternya < 2in Flanged connection Ujung pipa yg dipersiapkan dg skrup Utk pipa dg diameter > 2 in Belt & spingot joint (Pembalutan di daerah sambungan) Utk pipa dg diameternya bsr & P operasi rndh

Kran/valve Membuka/menutup aliran Mengatur debit aliran Mengendalikan/mengontrol aliran Jenis-jenis kran  Gate valve Dipakai utk menghentikan/menutup aliran (stopping valve), jarang dipakai utk mengontrol aliran  Globe valve Mpy pressure drop yg bsr Dipakai utk pengaturan aliran Tdk baik utk lar yg berupa suspensi  Angle globe valve Kran yg juga b’fungsi sbg elbow 90 o krn pengeluarannya membelok 90o  Diaphragma valve Kran yg cocok utk zat cair berupa suspensi yg dpt dipasang utk berbagi posisi, biasanya t’buat dr karet  Check valve Utk mengendalikan/mengontrol aliran POMPA Pemilihan pompa (sumber : OTK I)  Kapasitas Laju alir dlm aliran yg sdh steady state maupun yg unsteady state adlh menentukan besarnya kap pompa. Besanya harga faktor keamanan yg dinyatkn dr hsl prncngn tdk dinyatakan scr pasti. Factor keamanan yg terlalu bsr akan mempengaruhi pemilihan pompa yg terlalu bsr shg harga & energi yg dibut terlalu bsr  Head/tekanan P suatu pompa tgntng pd kecermatan menganalisa sistem pemipaan yg di’use dg memperhit’kan kehilangan akibat friksi, perub kec/tek maupun static head-nya. Dari neraca tenaga bisa dihit kerja pompa (-Wf) dg tetliti. Fluktuasi P msk & keluar juga di’use sbg pertimb, apabila terlalu bsr mk kerja pompa bsr shg biaya operasinya mahal.  Sifat cairan  Semua tipe pompa dipertimbangkn dr energi gesekan dr gerakan



  

mekaniknya shg utk cairan yg makin kental dibut energi yg makin bsr. Ditinjau dr viskositas cairannya, lar yg mngdng bhn pdt tersuspensi & beroperasi pd T & P yg ekstrim dirancang bbrp tipe pompa yg sesuai dg penggunaannya. Bila zat pdt abrasif di’use pompa sentrifugal yg dilapisi dg bhn karet, plastik / logam yg keras. Pemilihan bahan utk pembuatan pompa, dipertimbnagkan dr sifat korosifitas cairan yg akan dipompa. Bila cairannya mdh menguap pd suhu operasinya mk hrs dipasang ruang utk menampung uap/gas pd daerah pemasukan(suction).

 Tipe pompa  P tinggi dg laju alir rndh  reciprocating pump  P rndh dg kapasitas tinggi  axial flow pump  Pompa sentrifugal dirancang dg berbagai tipe, mpy laju alir yg konstan shg pd kondisi yg stabil tanpa diperlukan lagi alat pengontrol aliran  Ukuran pompa Ukuran pompa ditentukan oleh P & kapasitas yg diinginkan. Biasanya tipe & ukuran pompa sdh disebutkn dlm catalog pembuatnya / dlm tabel / grafik scr umum. Aturan umum KOMPRESSOR Fan  menaikkan P sampai dg 12 in air. Blower  menaikkan P sampai dg < 40 psig Kompresor  menaikkan P mjd lbh tinggi dibandingkn m’use blower / fan POMPA VAKUM pompa vakum piston reciprocating menurunkn P sampai dg 1 torr. Rotary piston  menurunkan sampai 0,001 torr Two lobe rotary  menurunkan samapi 0,0001 torr Steam jet ejector 1 stage  menurunkan sampai 100 torr

Steam jet ejector 3 stage  menurunkan sampai 1 torr Steam jet ejector 5 stage  menurunkan sampai 0,05 torr POMPA Tenaga utk memompa cairan : Hp = (gpm) (beda P, psi) (1714) (efisiensi fraksional) Normal pump suction head (NPSH) dr pompa seharusnya lbh dr bilangan tertentu, tgntng jns pompa & kondisinya, utk menghindari bahaya. NPSH = (P pd mata impeler – P uap) , berkisar 4 - 20 ft (density) Kec spesifik Ns = (rpm) (gpm)0,5 REAKTOR

 

 



 



Aturan umum (Sumber seader, process design priciple)  Kec reaksi dlm berbagai keadaan hrs ditentukan di laboratorium, wkt tinggal/kec space & distribusi produk hrs ditentukan dlm pilot plant Dimensi partikel katalis 0,1 mm dlm unggun terfluidasi, 1 mm dlm unggun slury & 2-5 mm dlm unggun tetap Ukuran optimum reaktor tangki b’pengaduk adlh sm antara tinggi cairan & diameter tangki, tetapi pd P tinggi, ukuran yg lbh langsing lbh ekonomis Power input tangki b’pngaduk rx homogen adlh 0,5-1,5 hp/1000 gal, tetapi 3 x dr nilai tsb bila tjd transfer pns Pndktn CSTR ideal di’use bila wkt tinggal rata2 5-10 x lama wkt yg dibut utk mencapai homogenitas yg diperkirakan 500-2000 perputaran dr pengaduk yg dirancang dg baik Reaksi batch dilakukan dlm tangki b’pengaduk utk kec produksi harian yg rndh / bila wkt reaksi lama / bila bbrp kondisi seperti kec feed / T hrs diprogram dlm bbrp cara Rx cair relatif lmbt & slurry dilakukan dlm tangki b’pengaduk kontinyu. Susunan dr 4/5 sec seri paling ekonomis Reaktor alir tubular cocok utk kec produksi tinggi dg wkt tinggal pendek (detik/menit) bila transfer pns yg ckp diperlukan, konstruksi shell & tube biasa digunakan. Dlm reaktor packing katalis granular, distribusi wkt tinggal jarang lbh baik daripada susunan CSTR 5 stage

 Utk konversi di bwh 95% dr kesetimbangn, unjuk kerja CSTR bersusun 5 stage mendekati plug flow

 Juga dpt di’use utk operasi skala bsr. UTILITAS

Jenis reaktor Batch Jns reaktor dimana hanya tdpt masukan umpan & tdk tdpt keluaran produk selama berlangsungnya rx. Di’use pd operasi2 skala kecil, proses baru yg blm bnyk di’use, indust2 dg produk yg mahal serta utk proses yg sulit dioperasikan scr kontinyu. Semi batch  Dpt mncpai knversi yg tinggi dg wkt tinggal reaktn yg lbh lm  Biaya operasional yg bsr & tdk dpt di’use pd operasi skl bsr.

  

CSTR Di’use apabila terjadinya pengadukan & dpt di’use scr tunggal maupun rangkaian seri. Bgs dlm menjaga temperature operasi. knvrsi plg kcl, shg terkadang dibut’ ukuran reaktor yg ckp bsr/beberapa reaktor uk tertentu utk meningkatkan konversi.

Plug flow  Menghasilkan konversi paling tinggi per volume-nya dr semua jns reaktor alir.  Kesulitan dlm melakukan control T & dpt terjadi hot spot bila sifat rx’nya eksotermis.  Reaktor tubular dpt dijumpai dlm bntk sebuah tabung pnjng/bbrp tabung pendek yg disusun dlm sebuah tabung bsr.  Reaktor tubular mrp pilihan terbaik utk rx dlm fasa gas Fixed bed  Slh 1 jns reaktor tubular yg diisi dg katalis padat utk rx fasa gas pd sistem heterogen.  Reaktor ini mpy ksulitn yg hampir sm dg reaktor tabung dlm pngontroln T & juga utk peletakan kembali katalis stlh regenerasi.  Memiliki konversi yg tinggi per brt katalis yg di’use pd reaktor katalitik. Fluidized bed  Mrp bntk yg paling bnyk dijumpai dr jns reaktor katalitik & di’use utk sistem heterogen.  Distribusi T seragam shg kcl lemungkinan terjadinya hot spot (pemusatan pns pd slh 1 titik).

VESSEL (DRUM) 1. Drum adlh vessel yg relatif kcl utk memenuhi kapasitas/pemisahan dr fasa yg terikut 2. Drum cairan biasanya horisontal 3. Pemisah gas /cairan biasanya vertikal 4. Pnjg / diameter opt = 3, tetapi biasanya berkisar 2,5 – 5 5. Wkt hold up biasanya 5 mnt setengah penuh utk tangki refluks 5 – 10 mnt utk produk yg akan diumpankan ke menara lain. 6. Pada tangki umpan furnace, 30 mnt setengah penuh diperbolehkan 7. Knockout drum sblm kompresor sebaiknya menampung tdk kurang dr 10 x vol cairan yg lwt tiap mnt 8. Pemisahan cairan/cairan dirancang utk wkt tinggal 2 – 3 in/mnt 9. Kec gas dlm pemisah gas/cairan, V=k √(I/v – 1) ft/s dg k=0,35 dg mesh deentrainer k=0,1 tanpa mesh deentrainer 10.Penghilang entrainment sebesar 99% dicapai dg mesh pads dg tebal 4 -12 in , ketebalan 6 in lbh umum 11.Utk pads vertikal, nilai koesfisien pd no 9 direduksi dg 2/3 12.unjuk kerja yg baik dpt dicapai pd kec 30 -100 % dr hsl yg dihit dg harga k tsbt ; biasanya 75% 13.ruang pemisah (disengaging space) 6-8 in, didepan pad & 12 in diatas pad sangat sesuai 14.pemisah siklon dpt dirancang utk pengumpulan 95% dr partikel 5 m, tetapi biasanya hanya droplet lbh bsr dr 50 m yg perlu dihilangkan     

VESSEL TEKANAN T rancangan antara -20 0C & 650 0F diatas T operasi bts aman yg lbh tinggi di’use di luar kisaran T tsbt P rancangan sebesar 10% atau 10-25 psi lbh tinggi dr P max. P operasi max diambil 25 psi di atas operasi normal P rancangan vessel yg beroperasi pa 0 -10 psig & 600 – 1000 oF adlh 40 psig Utk operasi vakum, P rncngn adalh 15 psig & vakum penuh Ketebalan dinding minimum utk keamanan adlh 0,25 in utk diamter 42 in & di bwh 0,32 in utk diamter 42-60 in & 0,38 in utk diameter lbh dr 60 in.

10  Korosi diperbolehkan 0,35 in utk kondisi korosif yg diket, 0,15 in utk arus non korosif & 0,006 in utk tangki uap & penampung udara.  Working stress yg diperbolehkn adlh 0,25 kekuatan max bhn  Working stress max sngt tgntng pd T VESSEL (tangki penyimpanan)  Utk vol < 1000 galon, di’use tangki vertical yg dilengkapi dg penyangga  1000 – 10.000 galon tangki horizontal pd penyangga beton 10.000 galon, di’use tangki vertikal dg pondasi beton  Cairan yg cenderung mengakibatkn sesak napas disimpan dlm tangki dg atap mengmbang / ekspansi utk pengamanan  Ruang kosong 15% utk vol < 500 galon & 10% utk vol > 500 galon  Kapasitas penyimpanan 30 hari sering di’use utk bhn baku & produk tetapi tgntng sarana transportasi  Kapasitas penyimpanan paling sedikit 1,5 x ukuran alat transportasi. Truk 7500 galon ; mobil tangki 34.500 galon ; kapal / tanker kap tdk tbts. Desinfektasi M’bunuh bakteri2 yg ada dlm air. Sbg desinfektan dipakai klor. Cl2+H2O → HCl + HClO HClO → H+ + ClO+ pH air tinggi (H berkurang) rx bgsr ke kanan, berarti bnyk tbntk ClOefektif pd pH 7 /sedikit diatasnya. klor utk dsinfktsi air sungai : 0.5-1.5 ppm. Penanganan air umpan boiler a. Zat2 yg m’cause korosi  air yg mngndng lar2 asam & gas2 tlrt.  pH air terlalu asm Utk menaikkan pH dipakai NaOH pH dijaga pd 10.5 s.d 11.5.  Gas2 cause korosi : CO2 dan O2. Oksigen dlm air dihilangkan dg : penambahan oksigen scavenger.  Dearasi : mnstripping air yg dismprtkn dg sdikit steam dlm susunan tray. b. Zat yg m’cause kerak ( scale forming )  disebabkan adanya ksdhan & T tinggi.  Utk mencegah kerak akibat kesadahan yg masih tersisa, ditambahkan phospat. Rx :

2Ca2+ + 2PO43→ Ca3(PO4)2 Endpn Ca3(PO4)2 bersifat ringan, tdk mnmpl pd tube boiler, shg endapannya yg t’bntk dlm disperse suspensi dlm air dpt mdh diklurkn lewat blow down dr boiler. polimer (lignin, tanin, atau polielektrolit) mngontrol pngndpn dg mnghmbt prtumbuhn kristal agar tetap b’ukuran kecil, mncgh penggumpalan. c. Zat yg m’cause foaming Foam adlh gelembung2 pd perm air boiler akibat :  kontaminasi minyak pd air boiler  Akumulasi pdtn yg b’lebihn krn jmlh blow down b’kurang,  alkalinitas terlalu tinggi Pencegahan : membuang sjumlh air (blow down) bhn anti foam (polyamida/ poliglikol) AZEOTROP & PEMISAHAN-NYA Pengertian Kondisi dimana campuran uap tdk dpt dipisahkan lbh lanjut dg distilasi fraksinasi konvensional krn memiliki komposisi uap sama dg komposisi cairannya. Relative volatility (α) α = Ki = yi = Rasio kesetimbangan xi Distilasi ekstraktif (DE)  Proses separasi distilasi dg mnmbhkn solven yg lbh non volatil dibanding komponen camp dlm sistem, solven tsb akan mengubah keset’ uap cair (mengubah α komponen kunci), terlarut sempurna & tdk membentuk sistem azeotrop baru serta solvennya dpt direcovery.  DE dpt dikenakan pd : min & boiling azeotrop, non azeotrop  DE dilakukan jika sistem memiliki α mendekati 1 (azeotrop) & TD komponen berdekatan. Persamaan DE & AD Proses separasi selain m’use separating agent berupa pns juga ditmbahkan separating agent berupa solven/entrainer. Pemilihan solven ED  Pilih solven dr seri homolog ber TD tinggi dr komponen kunci ringan & berat

 Pilih solven yg membentuk ikatan hidrogen dg komponen kunci yg kan diremove pd produk bottom, memutuskan ikatan hidrogen dg komponen kunci yg kan diremove pd produk distilat.  Pilih solven yg menunjukkan kepolaran lbh tinggi dr komponen kunci atau kepolaran rendah dr komponen kunci lainnya.  Pilih solven yg mpy TD minimal 30-40 oC diatas komponen kunci agar solven non volatil & dlm fasa cair.  Pilih solven yg dpt menaikkan α  Mudah direcovery dg distilasi konvensional  Tdk korosif, tdk beracun, tdk mahal, tersedia dlm jmlh bnyk

Kelebihan RD Akibat dr produk yg di remove mk konversi meningkat Penyederhanaan proses rx & proses pemisahan, penggunaan jumlah katalis lbh sdikit pd konversi yg sama Jk rx eksotermis, mk pns di’use utk penguapan produk mengurangi beban reboiler (mengurangi beban kondensor utk rx endotermis) Akibat dr produk diremove shg laju produk samping dikurangi Kekurangan RD  Volatilitas produk & reaktan hrs tepat agar konsentrasi reaktan lebh besar disbanding produk pd zona rx  Jika wkt tinggal rx lama berarti butuh kolom panjang & besar  Kondisi P, T optimum reactor blm tentu optimum utk kondisi separasinya (distilasi) & sebaliknya.

Distilasi azeotrop (AD) Proses pemishn camp azeotrop dg pnmbhn komponen ketiga (entrainer/azeotrop former) pd kolom bagian feed stage agar dpt membtk camp azeotrop dg 1 atu lbh komponen umpan yg diremove pd distilat. Jika suatu komponen sangat tdk stabil (mdh terdekomposisi) & TD berdekatan maka sangat dianjurkan proses pemisahan sistem AD.

Contoh ED

Mekanisme perubahan α Jika solven ditambahkan ke dlm sistem akan muncul ketidaklarutan antara solven dg gabungan antara komponen kunci. Jika ketidaklarutan t’jd mk ke2 fasa cair akan t’bntk, slh 1 fasa kaya akan solven & komponen kunci ringan sdngkn fasa lain adlh komponen kunci berat (solven sbg stripping agent). Perbedaan DE & AD Recovery solven ED : bottom AD : “ overhead Letak solven masuk umpan AD : dibawah Produk AD : bottom

terjadi

 

Tanah , pelarut, minyak bumi, sayuran Seny inorgaik lbh korosif seny organik Ind’ kimia cnderung meningkatkan yield dg menaikkan T & P. hal ini memicu t’jdnya korosi.

Kerugian akibat korosi  Penampakan yg buruk  Biaya perbaikan & operasi  Usaha pencegahan korosi dpt mengurangi biaya perbaikan  Plant shut down Proses dihentikan krn adanya kerusakan alat akibat korosi  Kontaminasi pd produk  Produk yg makin murni harganya mahal  Karat dpt m’cause dekomposisi katalitik pd ind H2O2/hidrazin  T’kadang diperlukan bhn konstruksi yg lbh mhl meskipun tdk awet hanya utk mncgh kontaminasi thd produk  Kehilangan produk yg bernilai  Produk cacat produksi  Keslamatan  Pngangkutan bhn b’bahaya m’need bhn konstruksi khusus  Peralatan produksi bhn makanan hrs bebas korosi  Penggunaan logam utk keperluan medis Klasifikasi korosi Korosi pd T rendah & T tinggi Korosi kombinasi langsung oksidasi & elektrokimia Korosi basah  ada cairan (lar/elektrolit)  korosi baja oleh air Korosi kering  pemicu adlh uap/gas & T tinggi  korosi baja oleh gas pembakaran

di

ED : diatas stage

KOROSI

“

Difinisi : kerusakan bhn krn rx dg lingkungan ED : overhead

Reaktif Distilasi (RD) Proses kombinasi antara rx kimia & separasi (distilasi) yg t’jd scr simultan dlm kolom distilasi tunggal serta produk yg tebentuk akan segera diremove dr daerah rx melalui distilasi.

11 

Pengaruh lingkungan Semua lingk memicu terjadinya korosi sampai derajat tertentu.     

Udara & uap air Atmosfer Gas :Cl2, NH3, H2S, SO2 Asam mineral : HCl, H2SO4, HNO3 Asam organik :CH3COOH, CHOOH

UNIFORM (general attack)  Bntk korosi paling murni  Dipengaruhi oleh rx kimia/elektrokimia yg t’jd seragam pd seluruh perm logam  Logam akan menipis & lama-kelamaan bisa patah  Memberikan kerusakan t’bsr ditinjau dr berat logamnya  Ex. Korosi pd perm selembar atap dr besi akan menunjukkan derajat korosi yg sama pd seluruh perm.  Pencegahan : penggunaan inhibitor, perlindungan katodik, pemilihn jns bhn yg tepat t’msk isolasinya. Galvanis



  



 

Bila ada 2 lgm yg slg berhub & tercelup dlm lar elektrolit, akan t’jd perb potensial diantara keduanya yg m’cause t’jdnya aliran elektron. Logam yg kurang thn korosi  anodik Logam yg thn korosi  katodik Dibndingkn bila msg2 lgm tdk saling kontak, lgm yg lbh thn korosi akan mengalami penurunanan korosi, smntra yg tdk thn, korosi akan meningkat. Bd potensial antara logam dg ionnya diberikn dlm deret electromotive force (EMF) yg disusun dlm btk deret dg referensi thd elektroda hidrogen (H2/H+) dg nilai nol (0). Deret ini hny utk lgm murni & bkn alloy. Korosi galvanis bnyk t’jd pd sambungan logam. Makin dkt dg ltk smbungan, korosi makin cpt t’jd.

Pencegahan Memilih paduan lgm yg sedkt mungkin dlm deret galvanis, mengisolasi paduan lgm, melakukan pelapisan, menambh lgm ketiga yg b’sifat anodik bg kedua lgm tsb. Karat celah  Krt yg t’jd pd celah/rtakan, bagian yg t’lindungi pd perm lgm  Karat di’cause adanya bd konsent’ oksigen & didukung oleh sejumlah kcl lar yg diam pd lubang kcl. Pencegahan  M’use sambunagn las & menghindari sambungan dg logam  Menutup celah akibat sambungan tumpuk dg pengelasan.

Celah sempit  terisi elektrolit (air Ph rendah)  tbntk sel karat dg per luar lgm yg bsr Bagian dlm celah : O2 << = anodik Bagian luar celah : c e l a h

Pitting  Jns krt yg t’jd pd lubang kecil di per lgm, shg benar2 terlokalisir.  T’msk slh 1 jns karat yg paling b’bahaya & dpt mematahkan lgm krn b’lubang & scr tiba2.  Sulit dideteksi krn umumnya kcl & kadang tertutup serbuk karatnya  Lubang yg t’jd akan m’bsr seiring dg tumbuhnya karat, umumnya searah dg gaya gravitasi. Intergranular korosi  Korosi yg t’jd pd/dkt dg batas butir  Batas butir t’bntk swkt t’jd pendinginan dlm pembentukan alloy.  Atom-atom akan menempatkan diri mjd susunan kristal.  Bila butir2 yg berbeda bntk saling bertemu, akan t’jd ketidakcocokan yg membentuk bts butir. Penyebab  Adanya impuritas pd bts butir yg di’cause oleh peningkatan/pengurangan jumlah elemen alloy pd bts butir.  T 950-1450oF dpt meningktkn sensitivitas lgm thd karat ini. Cara pengendalian Menmbhkn stabilizer melakukn quenching mendadak)

(pendinginan

Selective leaching Penghilangan slh 1 unsur dlm suatu alloy krn proses korosi. ex.penghilangan seng di dlm paduan kuningan (dezincification) Erosion corrosion  Peningkatan kec kerusakan logm krn adanya gerakan relatif antara fluida korosif dg perm logam.  Gerakan fluida yg cpt akan memberikan efek abrasi thd perm logam shg logam dpt menipis krn mjd ion2 t’larut/lapisan yg tersapu dr per logam.  Penampakannya ditandai dg adanya gelombang2, lubang2, cekungan2 dg pola tertentu.

 Menyerang peralatan 2 dr logam yg berhub dg fluida mengalir.  Pencegahan : desain yg lbh baik, menghindari bntk2 rumit.  Perlindungan katodik. Stress corrosion  Perpecahan pd perm logam yg di’cause oleh adanya P & berada pd media korosif.  Pencegahan mengurangi P, mengeliminir pengaruh lingk kritis, mengubah camp logam, menambah inhibitor, perlindunagn katodik & pelapisan. Kecepatan korosi mpy=

534 . w D. A. T

mpy W D A T

: mils per year : kehilangan berat, mg : densitas, g/cm3 : luas area bahan, in2 : waktu, jam

Pencegahan korosi  Pemilihan logam Logam & alloy Stainless steel  nama umum utk lbh dr 30 paduan logam yg mjd 11,5-30% Cr & 0-22% Ni serta logam lain.  Pengubahan lingkungan  menurunkan T  penurunan T umumnya menurunkan laju rx korosi meskipun tdk selalu demikian.  Mengurangi kec  Umumnya kec yg bsr m’cause seranagn korosi yg kuat, kecuali logam yg b’sifat pasif.  Mengubah konsentrasi H2SO4 & HNO3 b’sifat inert pd konst’ >>, shg cara mengurangi korosi justru dg menaikkan konst’.  Menghilangkan O2, oksidator Dilakukan dg deaerasi, mis m’use peralatan vakum O2 scavenger, inert gas & sparging. Tetapi hal tsb tdk sesuai utk logam/alloy yg b’sifat aktif-pasif krn oksidator justru diperlukan utk m’prthnkn film pelindung.

12 Manambah inhibitor  Suatu bhn yg ditambahkan dlm jumlah kcl ke suatu lingk. Inhibitor menurunkan laju korosi.  Design  Desain dinding suatu alat t’kadang sm pentingnya dg pemilihn bhn. Hrs d’prtmbngkn pula segi mekanika & kekuatan bhn.  Tbl dinding bisanya diperhitungkan 2x tebal dinding desain.  pelapisan b’7an utk memberikan pembatas antara perm logam dg lingk. electrodeposition  pncelupn suatu bagian yg akan dilapisi dlm lar logam, srta mngalirkn arus listrik searah antara bagian tsb dg elektroda lain.  Bhn pelapisan: single metal, alloy, lapisan bbrp logam. Macam-macam inhibitor Inhibitor tipe adsorpsi Seny organik yg teradsopsi di perm logam & meminimalkn pelarut logam shg menurunkan rx korosi. Pd bbrp kasus, sifat inhibitor ini berlaku baik pd anodik maupun katodik. Ex : ammonium organik Hidrogen evolution poisons (khusus mencegah) Sgt reaktif pd lar asm, tetapi tdk reaktif bila rx katodik dikndalikn oleh proses reduksi lain (seperti reduksi O2). Ex : ion As & Sb Sea venger Suatu zat yg mampu menghilangkn bhn korosif dr lar’nya. Ex : Na2SO3, hidrazin (N2H4)mnghilangkn O2 dr lar’nya. Oksidator Umumnya di’use utk inhibitor pd logam & alloy yg b’laku transisi aktif pasif. Ex : kromat, nitrat, grm2 Fe Inhibitor fasa uap Serupa inhibitor fasa adsopsi organik & b’laku utk uap P sgt tinggi.

13 Kerja, energi, kalor J

1 J = 1Nm kg.m2/det2

=

1

Daya

Watt

1 W = 1 J/det

Tekanan

Pascal 1 Pa = 1 N/m2

Percep’ gravitasi

m/det 1 g = 9,80665 m/det2 2

Tekanan psia

1 psia = 6,89476.103 N/m2

Kerja

foot gaya

pound 1 ft.lbf = 1,35582 J

Kalor

british thermal 1 Btu/lb.oF = 1 unit kal/goC

Percep’ ft/det2 gravitasi

1 g = ft/det2

32,174

konversi

(g) CGS (centimeter-gram-second)

Konversi

nama Besaran

Sistem international (SI) Besaran

Satuan Definisi

Massa

Kg

Panjang

Waktu

Suhu

Jmlh partikel

Massa sebuah silinder platina yg di simpan di Sevres, perancis

1.650.763,73 pnjng gel’ dr suatu grs spektrum trtntu yg dipncrkn oleh 86 Kr. Detik 9.192.631,77 siklus frekuensi dr suatu transisi kuantum ttntu dlm atom 133 Ce. Kelvin Memberikn nilai 273,16 pd T tripel air murni, yakni T pasti air berada dlm keset cair, es & uap. Kg.mo Bnyknya zat yg tdiri dr l sejumlh satuan2 elementer yg jmlhnya sm dg jmlh atom dlm 12 kg isotop 12C.

massa

Satua Definisi n gram 1 g = 1 x 10-3 kg

Panjang

cm

1 cm = 1 x 10-2 m

Gaya

dyn

1 dyn = 1 g.cm/det2 = 10-5 N

Meter

Besaran satuan turunan SI Besaran

Satuan Definisi

Gaya

N

Bil. Tak berdimensi definisi

Bil. fourier

NFo = kt/.Cp.L2

Bil. Froude

NFr = v2/L.g

Bil. Nusselt

Nnu = h.D/k

Bil. Peclet

NPe = D.v..Cp/k

Bil. Prandtl

NPr = Cp./k

Kerja, energi

erg

1 erg = 1 dyn.cm = 10-7 J

Bil. Reynold

NRe = .D.v/

panas

kal

1 kal = 4,1840 J

Bil. Schmidt

NSc = /.d

Percep’ gravitasi g

1 g = cm/det2

Besaran primer Massa [m], waktu [t], temperatur [T] , panjang [L]

FPS (foot-pound-second) Satuan Pound massa (lbm)

Definisi 1 lbm 0,45359237 kg

Panjang

Foot (ft)

1 ft = 0,3048 m

suhu

Faranheit (oF)

T oF = 1,8 oC +32

Gaya

Pound gaya (lbf)

1 lbf = 4,4482 N

daya

Horse power

1 hp = ft.lbf/det

1 N = 1 kg.m/det2

Heat (Q)/energi panas Bagian dr total energi yg bisa ditransfer (mengalir) keluar/msk sistem ke/dr sekelilingnya. Work (w)/kerja/usaha Energi yg ditransfer antara sistem dg sekelilingnya dlm bntk energi mekanis. Energi kinetik (Ek) Energi yg dikandung sistem bila sistem mpy kec relatif dibanding sekelilingnya. Energi yg t’jd krn ada gesekan. Ek = ½ m v2/gc Energi potensial (Ep) Energi yg dikandung suatu sistem (yg t’letak di ketinggian t’tentu dr suatu datum level) akibat adanya medn grvitasi bumi. Ep = m. z. g/gc Internal energi (U)  Energi molekular dlm suatu zat.  Internal energi tdk mncakup energi yg dimiliki akibat posisi/gesekan.  Energi yg semula berbentuk usaha (W) disimpan didlm fluida dlm bntk energi lain, yaitu internal energi. U = U2 –U1 = m  Cv.dT = m Cv (T2-T1)

980,665

Besaran massa

sjumlh massa material/suatu unit prltn yg ditinjau. Sistem diktkn t’tutup (nonflow) bila tdk ada perpind massa keluar/msk ke/dr sekeliling. Sebaliknya disebut flow sistem/open sistem.

=

550

Besaran sekunder Kecepatan, percepatan

Entalphi (H) Kandungan pns suatu sistem. H & U tdk bisa diukur langsung & hanya bisa dihitung selisih kndungn akhir proses dg kndungn pd awal prosesnya  H & U Q = H = m.  Cp.dT Kalor sensibel Panas/kalor yg menyertai perub suhu sistem. Q = m.  Cp.dT Ex. HE exchanger, furnace

Gas nyata Gas sebenanya, seperti H2, O2 atau udara yg tdk mematuhi persamaan P. V = n. R. T dg tepat kecuali pd bts tekanan nol. sistem

Kalor laten Panas/kalor yg menyertai perub fasa sistem Ex. vaporizer, kondensor

Kapasitas panas Jumlah pns yg diperlukan utk menaikkan suhu sejumlah massa zat tersebut sebesar 1 derajat.  Pns jenis = pns yg diperlukn utk menaikkan suhu 1 gr zat tsb  Proses yg dijalankan pd P tetap Cp  Proses yg dijalankan pd V tetap Cv 1 kalori banyaknya energi pns yg dibut’ utk mningktkn suhu 1 gr air dr 14,5oC mjd 15,5oC. energi kimia = panas reaksi energi yg menyertai suatu rx kimia & brbntk energi pns. Pns rx bisa b’sifat eksotermis (mngeluarkn pns) & endotermis (membutuhkn pns). Pns rx dihitung pd kondisi standar yaitu T 25oC atau 77oF atau 298oK. Hukum ke nol (0) termodinamika Jika A dlm keseimbangan termal dg B & B dlm keseimbangan termal dg C mk C juga dlm keseimbangan termal dg A. Hukum ke 1 termodinamika Energi tdk bisa dimusnahkan , tetapi hanya bisa berubah saja, dr satu bntk energi ke bntk energi yg lainnya U = q + w (energi sistem) + (energi sekeliling) = 0

Hipotesis Avogadro /gas ideal Vol yg sama dr gas b’beda yg diprbndingkn pd T & P sama mpy jmlh molekul yg sama Jmlh molekul sama dr gas yg b’beda yg dipebndingkn pd T & P sama mpy vol sama. P . V = n . R .T

n1 n2  v1 v2 v2 n2  v1 n1

Pd T sama

P sama

pd

Gay Lussac Suatu gas yg diukur pd T & P mpy perband vol sbg bil yg mdh & bulat. Perb vol dlm hukum ini diambil sesuai dg koefisien rx. Diagram fasa F : derajat kebebasan suatu sistem C : jmlh komponen dlm sistem P : jmlh fasa F = C + 2 –P

p-H diagram

Hukum ke 2 termodinamika

S 

Charles Vol sejumlh gas pd P konstan adlh berbanding langsung dg T mutlak (Kelvin) V = b. T b= konstanta T = t + 273,15

q t

q t q S  t

Kompressor (Utk menaikkan P gas) Gas akan menerima tambahan energi saat dikompresi, sebagian energi mekanis kompresor akan diterima gas shg kandungan energinya meningkat. Kebutuhan kerja kompressor dV Energi yg diterima gas = H2- H1 =  Cp. dT Kompresor ideal (tdk ada energi yg hilang ADIABATIK REVERSIBEL) W = Q = H = H2- H1 =  Cp. dT

: W =  P. : Q = H

t’buang

Efisiensi kerja kompresor () Power yg diperlukan utk kompresor, berharga sekitar 80%. Power kompresor = Ws = Wkompr = (H)gas / Pompa (menaikkan P cairan) Perhitunagn energi balance pemompaan di’use hokum termodinamika utk proses alir :

H 

utk I

U 2 g  Z  Q  Ws 2 gc gc

Di industri kimia umumnya hrg perub’ e kinetic & potensial sgt kcl dibndingkn dg perub H, Q & Ws shg sering ditemui pengunaan pers yg diringkas mjd :

Energi gibbs (G) G = H –T. S Energi pembentukan

= rx tdk berlangsung

Reaksi-reaksi dlm industri trtntu

gas

Kurva A-C : kurva cair jenuh (saturated liquid) Kurva B-C : kurva uap jenuh (saturated vapor) Daerah cair : kondisi cairannya subcooled (lwt dingin)

14 Reaktan ekses (berlebih) % ekses sll didasarkn pd kebut stoikiometri rx. % ekses =mol masuk -molstoikiomet x100%  mol stoikiometri Slh 1 reaktan (biasanya yg murah) dibuat ekses utk : Memastikan reaktan yg lain hbs bereaksi Menekan/mencegah reaksi samping Meningktkn konversi kesetimbangan Konversi Ukuran dr fraksi reaktan yg b’rx dg nilai max 100% atau = 1  Bila reaktan lbh dr 1, konversi didasrkn pd reaktan utama /reaktan pembatas. X=

Ws : power yg diperlukan oleh pompa Q : energi kalor yg dikluarkn/dimasukkn ke cairan yg dipompa

= rx spontan

Hukum-hukum gas Boyle Pd T tetap, vol sjumlh brbanding terbalik dg P-nya. P2 .V2 =P1 . V1

gas-nya

H  Q  Ws

S = entropi Q = J/mol T = oK

S 

Daerah gas : kondisi superheated (kelewat pns) Daerah cair-gas : camp 2 fasa

 mol reaktan yg bereaksi x 100%  mol reaktan yg masuk

X = ( mol feed –  mol produk) x 100%  mol feed Selektifitas reaksi Ukuran utk menentukan bagian reaktan yg b’rx membentuk produk dlm rx utama & bagian reaktan yg b’rx membentuk produk lain dlm rx samping. Ex: konversi reaktan A total 90% dlm 2 mcm rx utama & reaksi samping. Selektivitas A utk rx utama = 80%. Artinya : 90% reaksi A b’rx, sisanya 10% keluar reaktor tanpa berupa A. dr 90% A yg b’rx 80%-nya menurut rx utama & sisanya 20% b’rx menurut rx samping. yield ukuran kinerja suatu reaktor/pabrik YR = 100%

 mol produk x faktor stoikiometri

x

 mol reaktan yg b’rx

Faktor stoikiometri Stoikiometri mol reaktan yg diperlukan utk menghasilkn 1 mol produk Yield reaktor berhub dg selektivitas rx, selektivitas rx tinggi mk yield reaktor juga tinggi atau bila rx samping meningkat mk selektivitas rx menurun & yield reaktor akan menurun pula. Yp= yield pabrik

Yp =  mol produk yg dihasilkan x faktor stoikiometri x 100%

boiler dipanasi lg dlm superheater pd P yg sama (tetap) & di’use pemanas t’sendiri dg T yg lbh tinggi.

 mol plant input reaktan

asap

Recycle  Mengurangi loss material dg cr mengmbalikan (sebagian) material kembali ke awal proses (bisa reaktor/alat proses lainnya).  Dilakukan bila konversi per-pas reaktor ataupun efisiensi per pas alat proses lainnya dinilai rndh shg utk mningktkn efisiensi/yield proses dilakukan recycling.  Aliran keluar suatu reaktor/alat proses lain setelah dipisahkan hsl proses dr sisa 2 yg blm terproses dikembalikan ke awal proses utk diproses kembali. Purging – blow down Membuang sebagian aliran material yg di recycle utk mencegah terakumulasinya komponen tertentu (biasanya impuritas-inert) dlm sirkulasi proses recycle krn adanya akumulasi ini akan menurunkan efisiensi (konversi/komposisi produk) proses scr keseluruhan. Jmlh yg di purging/blowdown = jmlh massa komponen yg tdk diinginkan yg msk dlm system.

Feed : N2, H2, argon

Reakto r amoni a

recycl e

Separat or NH3

Steam pemanas Steam jenuh (saturated steam) Dihasilkn langsung dr pendidihan air dikatakan dlm kond keset’ antara uap air.

shg

Steam basah (wet steam) Steam yg dihasilakn dr boiler mash membawa sejumlah kcl cairan (moisture). Biasanya moisture ini akan t’pisah dlm steam drum, steam header & steam trap shg steam saat di’use kondisinya saturated/jenuh. Steam lewat panas (superheated steam) Boiler hrs dilengkapi dg alat yg disebut superheater dg pemanas yg t’pisah dr boilernya. Jd steam saturated dikeluarkan dr

boiler Pompa Multi stage

pemanas

asap

Superheater Saturated steam

pemanas pemanas

Teknik kimia Ilmu yg memperlajari cara2 mengubah suatu bhn melalui proses kimia & atau fisika mjd bhn lain scr efisien shg memiliki sifat & komposisi atau struktur molekul yg berbeda dr bhn semula & bermanfaat serta mpy nilai ekonomis yg lbh tinggi. Bentuk energi Energi panas  Bhn bkr utk kebutuhan rumah tangga : minyak tnh, gas LPG, briket batubara, arang kayu, kayu bkr.  purging Bhn bkr transportasi : bensin, solar, avtur, gas LPG  Bhn bkr di pabrik2: minyk bkr, solar, minyk tnh, IDO, btubra NH3 Energi panas Penerangan : rumah tangga, kantor, lingkungan, industri Penggerak motor2 listrik : dirumah tangga maupun industri Sumber energi Renewable resources (dpt diperbarui) Energi matahari Energi potensial air Energi angin Energi pasang surut & gelombang air laut OTEC, eneri thermal air laut Energi geothermal Energi biomassa Nonrenewable resources (tdk dpt diperbarui)

15

STOIKIOMETRI cabang ilmu kimia yg kuantitatif dr komposisi

dg 1/12 massa 1 atom karbon 12. Massa molekul relatif (Mr) suatu senyawa mrp pnjumlahan dr massa atom unsur-unsur penyusunnya. Jika Ar untuk X = 10 dan Y = 50 berapakah Mr senyawa X2Y4 ? Mr X2Y4 = 2 x Ar . X + 4 x Ar . Y =(2 x 10) + (4 x 50) = 220

mempelajari hub zat-zat kimia &

rx2nya. 1 HKM KEKEKALAN MASSA = HKM LAVOISIER .Super "Massa zat-zat sebelum & sesudah rx adlh heated 2 tetap". steam oksigen hidrogen oksida . hidrogen + (4g) (32g) (36g) HKM PRBNDINGN TETAP (HKM PROUST) "Perbandingan massa unsur-unsur dlm tiap2 senyawa adlh tetap. a. Pada senyawa NH3 : massa N : massa H = 1 Ar . N : 3 Ar . H = 1 (14) : 3 (1) = 14 : 3 b. Pada senyawa SO3 : massa S : massa 0 = 1 Ar . S : 3 Ar . O = 1 (32) : 3 (16) = 32 : 48 = 2 : 3 Keuntungan dari hukum Proust: bila diket massa suatu senyawa/massa slh satu unsur yg m’bntk seny tsb mk massa unsur lainnya dpt diket. Brp kdr C dlm 50 gr CaCO3 ?(Ar: C = 12; 0 = 16; Ca=40) Massa C = (Ar C / Mr CaCO3) x massa CaCO3 = 12/100 x 50 gram = 6 gram massa C Kadar C = massa C / massa CaCO3 x 100% = 6/50 x 100 % = 12% 3 HKM PRBNDNGN B’GANDA (HKM DALTON . "Bila 2 buah unsur dpt m’bntuk 2/lbh seny utk massa slh 1 unsur yg sm bnyknya mk p’bndingn massa unsur ke 2 akan b’bnding sbg bilangan bulat & sederhana". Bila unsur Nitrogen den oksigen disenyawakan dpt t’bntk, NO dimana massa N : 0 = 14 : 16 = 7 : 8 NO2 dimana massa N : 0 = 14 : 32 = 7 : 16 Utk massa Nitrogen yg sm banyaknya mk p’bndingn massa Oksigen pd senyawa NO : NO 2 = 8 :16 = 1 : 2

KONSEP MOL 1 mol adlh satuan bilangan kimia yg jmlh atomatomnya/molekul-molekulnya sebesar bilangan Avogadro & massanya = Mr senyawa itu.

Jika bilangan Avogadro = L maka : L = 6.023 x 1023 1 mol atom = L buah atom, massanya = A r atom tsbt. 1 mol molekul = L buah molekul massanya = Mr molekul tsbt. Massa 1 mol zat disebut sbg massa molar zat. Brp molekul yg tdpt dlm 20 gr NaOH? Mr NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 mol NaOH = massa / Mr = 20 / 40 = 0.5 mol Banyaknya molekul NaOH = 0.5 L = 0.5 x 6.023 x 1023 = 3.01 x 1023 molekul. Rms Empiris & Rms Molekul Rumus empiris menyatakan p’bndingan jmlh atom 2 yg t’dpt dlm molekul. Rumus molekul bila rumus empirisnya sudah diket’& Mr juga diket’ mk rumus molekulnya dpt ditentukan. ex:

Suatu seny C & H mngndng 6 gr C & 1 gr H. Tntuknlh rms empiris & rms molekul seny tsb bila diket Mr nya = 28 !

Jwb:

mol C : mol H = 6/12 : 1/1 = 1/2 : 1 = 1 : 2 Jadi rumus empirisnya: (CH2)n Bila Mr senyawa tersebut = 28 maka: 12n + 2n = 28  14n = 28  n = 2 Jadi rumus molekulnya : (CH 2)2 = C2H4

Massa Atom & Massa Rumus 1. Massa Atom Relatif (Ar) p’bndingn antara masa 1 atom dg 1/12 masa 1 atom karbon 12 2. Massa Molekul Relatif (Mr) P’bndingn antara massa 1 molekul seny

Entalpi Entalpi = H = Kalor reaksi pd P tetap = Qp.

Perubahan entalpi adlh perubahan energi yg menyertai peristiwa perubahan kimia pd P tetap. a. Pemutusan ikatan membutuhkan energi (= endoterm) Contoh: H2  2H - a kJ ; DH= +akJ b. Pembentukan ikatan memberikan energi (= eksoterm) Contoh: 2H H2 + a kJ ; DH = -a kJ

N2(g) + 3H2(g) ® 2NH3(g) ; H = - 112 kJ 2NH3(g) ® N2(g) + 3H2(g) ; H = + 112 kJ PENENTUAN PERUBAHAN ENTALPI

2.

3.

4.

5.

6.

Entalpi Pembentukan Standar ( Hf ) H utk m’bntk 1 mol p’senyawaan lngsng dr unsur2nya yg diukur pd 298 K & P 1 atm. Contoh: H2(g) + 1/2 O2(g)  H20 (l) ; Hf = -285.85 kJ Entalpi Penguraian H dr p’guraian 1 mol persenyawaan lngsng mjd unsur2nya (= Kebalikan dari H pembentukan). Contoh: H2O (l)  H2(g) + 1/2 O2(g) ; H = +285.85 kJ Entalpi Pembakaran Standar (Hc ) H utk m’bkr 1 mol p’senyawaan dg O2 dr udara yg diukur pd 298 K , 1 atm. ex: CH4(g) + 2O2(g)  CO2(g) + 2H2O(l) ; Hc = -802 kJ Entalpi Reaksi H dr suatu p’samaan rx di mana zat2 yg tdpt dlm persamaan rx dinyatakan dlm satuan mol & koefisien2 p’samaan rx bulat sederhana. ex: 2Al + 3H2SO4  Al2(SO4)3 + 3H2 ; H = -1468 k Entalpi Netralisasi H yg dihasilkn (selalu eksoterm) pd rx penetralan asam/basa. NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l), H = -890.4 kJ/mol Hukum Lavoisier-Laplace "Jmlh kalor yg dilepaskan pd p’bntukn 1 mol zat dr unsur2nya = jmlh kalor yg diperlukan utk menguraikan zat tsb mnjd unsur2 pembentuknya." Artinya : Apabila rx dibalik mk tanda kalor yg tbntk juga dibalik dr positif mjd negatif/sebaliknya ex

= = = =

414,5 612,4 346,9 436,8

16

kJ/Mol kJ/mol kJ/mol kJ/mol

data dimana konsentrasi thd Br2 tdk berubah, yaitu data (1) & (4). Dari data ini terlihat konsentrasi NO naik 2 kali sdngkn kec rxnya naik 4 kali maka : 2x = 4  x = 2 (reaksi orde 2 thd NO) Utk menentukan nilai y mk kita ambil data dimana konsent’ thd NO tdk berubah yaitu data (1) & (2). Dr data ini terlihat konsent’ Br2 naik 2 kali, sdngkn kec rxnya naik 2 kali, maka : 2y = 2 ® y = 1 (reaksi orde 1 terhadap Br2) Jd rumus kec’ rxnya : V = k(NO) 2(Br2) (reaksi orde 3) Utk menentukan nilai k cukup kita ambil slh 1 data percobaan saja misalnya data (1), maka: V = k(NO)2(Br2) 2 12 = k(0.1) (0.1) k = 12 x 103 mol-212det-1

H2(g) ® C2H6(g)

Utk menentukan perub’ entalpi pd suatu rx kimia biasanya di’use alat seperti kalorimeter, thermometer. Perhitungan : H reaksi =  Hfo produk - Hfo reaktan HUKUM HESS

1.

C H C = C C C H H Ditanya: H reaksi = C2H4(g) +

"Jmlh pns yg dibut’/dilepaskan pd suatu rx kimia tdk t’gntng pd jalannya rx tetapi ditentukan oleh keadaan awal &akhir." ex: C(s) + O2(g)  CO2(g) ; H = x kJ C(s) + 1/2 02(g)  CO(g) ; H = y kJ CO(g) + 1/2 O2(g)  CO2(g) ; H = z kJ ------------------------------------------------------------ + C(s) + O2(g)  CO2(g) ; H = y + z kJ Menurut Hukum Hess : x = y + z Ikatan Rx kimia mrp proses pemutusan & p’bentukan ikatan. Proses ini selalu disertai perubahan energi. Energi yg dibut’ utk memutuskan ikatan kimia, shg m’bentuk radikal2 bebas disebut energi ikatan. Utk molekul kompleks, energi yg dibut’ utk memecah molekul itu shg membentuk atom 2 bebas disebut energi atomisasi. Harga energi atomisasi ini mrp jmlh energi ikatan atom2 dlm molekul tsb. Utk molekul kovalen yg terdiri dr 2 atom seperti H2, 02, N2/HI yg mpy 1 ikatan mk energi atomisasi sm dg energi ikatan. Energi atomisasi suatu senyawa dpt ditentukan dg cara pertolongan entalpi pembentukan senyawa tsb. Scr matematis hal tsb dpt dijabarkan dg persamaan : H rx

 energi =  energi p’bentukn pemutusan iktn ikatan =  energi iktn di - energi ikatan kiri di kanan

Diket : energi ikatan

H rx

= Jmlh energi pemutusan ikatan Jmlh energi pmbntukn ikatan = (4(C-H) + (C=C) + (H-H)) - (6(C-H) + (C-C)) = ((C=C) + (H-H)) - (2(C-H) + (C-C)) = (612.4 + 436.8) - (2 x 414.5 + 346.9) = - 126,7 kJ

Orde reaksi

Kecepatan reaksi

Orde rx adlh bnyknya faktor konsent’ zat reaktan yg mempengaruhi kec’ rx. Penentuan orde rx tdk dpt diturunkan dr persamaan rx tetapi hanya dpt ditentukan b’dsrkn percobaan. Suatu rx yg diturunkan scr eksperimen dinytakan dg rms kec rx : v = k (A) (B) 2 pers tsb mngndng pengertian x orde 1 terhadap zat A & mrp rx orde 2 thd zat B. Scr keselurahan rx tsb adlh rx orde 3. Contoh soal: Dari reaksi 2NO(g) + Br2(g)  2NOBr(g)

dibuat percobaan & diperoleh data sbg berikut: No.

(NO) mol/l

b.

(Br2) mol/l

Kec’ Rx mol / 1 / detik 12 24 36 48 108

1. 0.1 0.1 2. 0.1 0.2 3. 0.1 0.3 4. 0.2 0.1 5. 0.3 0.1 Pertanyaan: a. Tentukan orde reaksinya ! b. Tentukan harga k (tetapan laju reaksi) ! Jawab: a. Pertama-tama kita misalkan rumus kec’ rxnya adlh V = k(NO) x(Br2)y : jd kita hrs mncari nilai x & y. Utk menentukan nilai x mk kita ambil

Kecepatan reaksi adlh bnyknya mol/liter suatu zat yg dpt berubah mjd zat lain dlm setiap satuan wkt. Utk reaksi: aA + bB  mM + nN mk kec’ rxnya adlh: 1 1 1 (dA) d(B) d(M) 1 d(N) V ----- ----- ----= -- = -- = --- = ---------- + + a dt b dt m dt n dt dimana: - 1/a . = = kec’ rx zat A = pngurngn d(A) /dt rA konsent’ zat A per sat wkt. - 1/b . = = kec’ rx zat B = pngurangn d(B) /dt rB konsent’ zat B per sat wkt. - 1/m . = = kec’ rx zat M = pnmbhn d(M) /dt rM konsent’ zat M per sat wkt. - 1/n . = = kec’ rx zat N = pnmbhn d(N) /dt rN konsent’ zat N per sat wkt. Pd umumnya kec rx akan bsr bila konsent’ pereaksi ckp bsr. Dg b’kurangnya konsent’ perx sbg akibat rx, mk akan berkurang pula kecepatannya. Scr umum kec’ rx dpt dirumuskan sbg berikut: V

=

V k

=

k(A) =

x

(B)

kec tetapan

laju

y

rx rx

x = orde rx thd zat A y = orde rx thd zat B (x + y) adlh orde rx keseluruhan (A) & (B) adlh konsent' zat pereaksi.

-

Tahap menuju kecepatan rx Dlm suatu rx kimia b’langsungnya suatu rx dr keadaan semula (awal) sampai keadaan akhir diperkirakan mll bbrp thp rx. Contoh: 4 HBr(g) + O2(g)  2 H2O(g) + 2 Br2(g) Dr pers rx di atas t’lihat bhw tiap 1 molekul O 2 b’rx dg 4 molekul HBr. Suatu rx br dpt b’langsung apabila ada tmbukn yg b’hasil antara molekul2 yg b’rx. Tmbukn sekaligus antara 4 molekul HBr dg 1 molekul O 2 kecil sekali kemungkinannya utk berhasil. Tmbukn yg mungkin berhasil adlh tumbukan antara 2 molekul yaitu 1 molekul HBr dg 1 molekul O 2. Hal ini berarti rx di atas hrs b’langsung dlm

-

Rx antara senyawa ion berlangsung cpt Hal ini di’cause oleh adanya gy tarik menarik antara ion2 yg muatannya b’lawanan. ex: Ca2+(aq) + CO32+(aq)  CaCO3(s) Rx antara senyawa kovalen berlangsung lambat. Hal ini di’cuse krn utk b’langsungnya rx tesb dibutuhkn e utk memutuskan ikatan2 kovalen yg tdp dlm molekul zat yg b’rx. Ex: CH4(g) + Cl2(g)  CH3Cl(g) + HCl(g) Rx ini b’jln lambat, rxnya dpt dipercepat apabila diberi energi misalnya cahaya matahari.

C. SUHU Pd umumnya rx akan b’langsung lbh cpt bila suhu dinaikkan. Dg menaikkan T mk energi bbrp thp & diprkirkn thp-2nya adlh : 2 Thp 1 HBr + O2  HOOBr (lambat) kinetik molekul zat yg b’rx akan bertambah shg akan lbh bnyk molekul yg memiliki energi Thp 2 HBr +  2HOBr (cepat) sama/lbh bsr dr Ea. Dg demikian lbh bnyk HOOBr molekul yg dpt mencapai keadaan transisi/dg Thp 3 (HBr + HOBr  H2O + Br2) x (cepat) kata lain kec rx mjd lbh bsr. Scr matematis hub 2 antara nilai tetapan laju reaksi (k) thd T ----------------------------------dinyatakan oleh formulasi ARRHENIUS: ------ + k = A . e4 HBr + O2 --> 2H2O + 2 E/RT Br2 Dr contoh di atas t’nyata scr eksperimen kec b’langsungnya rx tsb ditentukan oleh kec rx pmbntukn HOOBr yaitu rx yg b’langsungnya paling lambat. Rangkaian thp2 rx dlm suatu rx disebut "mekanisme reaksi" & kec b’langsungnya rx keselurahan ditentukan oleh rex yg paling lambat dlm mekanisme rx. Oleh krn itu, thp ini disebut tahap penentu kecepatan reaksi. Faktor2 yg mempengaruhi kecepatan rx A. KONSENTRASI Makin bsr konsent zat2 yg b’rx makin cpt rxnya b’langsung. Makin bsr konsent makin bnyk zat2 yg b’rx shg makin bsr kemungkinan tjdinya tumbukn dg demikian makin bsr pula kemungkinan t’jdnya rx. B. SIFAT ZAT YANG BEREAKSI Sifat mudah sukarnya suatu zat b’rx akan mnentukn kec b’langsungnya rx. Secara umum dinyatakan bahwa:

dimana: k : tetapan laju reaksi A : tetapan Arrhenius yg harganya khas utk setiap rx E : energi pengaktifan R : tetapan gas universal = 0.0821.atm/mol oK , 8.314 j/moloK T : suhu reaksi (oK) D. KATALISATOR Katalisator adlh zat yg ditambahkn ke dlm suatu rx dg maksud memperbsr kec rx. Katalis t’kadang ikut t’libat dlm rx tetapi tdk mengalami perub kimiawi yg permanen, dg kata lain pd akhir rx katalis akan dijumpai kembali dlm bntk & jmlh yg sm sperti sblm rx. Fungsi katalis M’prbsr kec rx’nya (m’prcpt rx) dg jln m’prkcl e pngktifn suatu rx & dibentuknya thp2 rx yg baru. Dg menurunnya e pengaktifan mk pd T yg sm rxdpt b’langsung lbh cpt.

17

Teori tumbukan Teori tumbukan didasarkan atas teori kinetik gas yg mengamati ttg bagaimana suatu rx kimia dpt tjd. Menurut teori tsb kec rx antara 2 jns molekul A & B sm dg jmlh tumbukn yg tjd per sat wkt antara ke2 jns molekul tsb. Jmlh tumbukan yg tjd per sat wkt sbnding dg konsent A & konsent B. Jd makin bsr konsent A & konsent’ B akan smakin bsr pula jmlh tumbukn yg tjd. KELEMAHAN TEORI TUMBUKAN - tdk semua tumbukn mnghasilkn rx sebab ada e tertentu yg hrs dilewati (disebut e aktivasi = e pengaktifan) utk dpt mnghasilkn rx. Rx hanya akan tjd bila energi tumbukannya lbh bsr/sm dg e pngaktifan (Ea). - molekul yg lbh rumit struktur ruangnya mnghsilkn tumbukan yg tdk sm jmlhnya dibndingkn dg molekul yg sdrhna struktur ruangnya. Teori tumbukan di atas diperbaiki oleh teori keadaan transisi/teori laju reaksi absolut. Dlm teori ini diandaikan bahwa ada suatu keadaan yg hrs dilewati oleh molekul 2 yg b’rx dlm tujuannya menuju ke keadaan akhir (produk). Keadaan tsb dinamkn keadaan transisi. Mekanisme rx keadaan transisi dpt ditulis sbg berikut: A + B  T* --> C + D - A & B :molekul2 pereaksi - T* :molekul dlm keadaan transisi - C & D : molekul2 hsl rx KEADAAN TRANSISI

2 MACAM SISTEM KESETIMBANGAN 1. Kesetimbangan dalam sistem homogen a. Keset’ dlm sistem gas-gas, ex: 2SO2(g) + O2(g)  2SO3(g) b. Keset’ dlm sistem lar-lar, ex: NH4OH(aq)  NH4+(aq) + OH(aq) 2. Kesetimbangan dalam sistem heterogen a. Keset’ dlm sistem pdt-gas, ex: CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g) b. Keset’ sistem pdt-lar, ex: BaSO4(s)  Ba2+(aq) + SO42(aq) c. Keset’ dlm sistem lar-pdt-gas, ex: Ca(HCO3)2(aq)  CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g) Hukum kesetimbangan

Hukum Guldberg & Wange Dlm keadaan keset’ pd T tetap, mk hsl kali konsent’ zat2 hsl rx dibagi dg hsl kali konsent’ pereaksi yg sisa dimana masing 2 konsent’ itu dipangkatkan dg koefisien rx’nya adlh tetap. Pernyataan tersebut juga dikenal sbg hkm keset’. Unk rx keset’: a A + b B 

c C+ d D

mk: Kc = (C)c x (D)d / (A)a x (B)b Kc :konstanta keset’ yg harganya tetap selama T tetap.

Dari diagram terlibat bahwa e pengaktifan (Ea) mrp e keadaan awal sampai dg e keadaan transisi. Hal tsb berarti bahwa molekul 2 pereaksi hrs memiliki e paling sedikit sbsr e pengaktifan (Ea) agar dpt mncapai keadaan transisi (T*) & kmdn mjd hsl rx (C + D). Catatan: energi pengaktifan (= energi aktivasi) adlh jmlh energi minimum yg dibut’ oleh molekul 2 pereaksi agar dpt mlangsungkan rx.

BEBERAPA HAL YANG HARUS DIPERHATIKAN - Jika zat2 tdp dlm keset’ b’bntk pdt & gas, yg dimasukkan dlm pers’ keset’ hanya zat2 yg b’bntk gas saja. sebab konsent’ zat pdt adlh tetap &nilainya tlh terhitung dlm harga Kc itu. ex: C(s) + CO2(g)  2CO(g) Kc = (CO)2 / (CO2) - Jk keset’ antara zat pdt & lar, yg dimasukkan dlm perhitungan Kc hanya konsent’ zat2 yg larut saja. ex: Zn(s) + Cu2+(aq)  Zn2+(aq) + Cu(s)

Kc = (Zn2+) / (CO2+) - Utk keset’ antara zat2 dlm lar’ jk pelarutnya t’golong slh 1 reaktan/ hsl rxnya mk konsent’ dr pelarut itu tdk dimasukkan dlm perhitungan Kc. ex: CH3COO-(aq) + H2O(l)  CH3COOH(aq) + OH-(aq) Kc = (CH3COOH) x (OH-) / (CH3COO-) Contoh soal: a. 1 mol AB direaksikan dg 1 mol CD menurut pers’ rx: AB(g) + CD(g)  AD(g) + BC(g) Setelah keset’ t’capai trnyta 3/4 mol seny CD berubah mjd AD & BC. Kalau vol ruangan 1 liter, tentkn tetapan keset’ utk rx ini ! Jawab: Perhatikan rx keset’ di atas jika ternyata CD berubah (bereaksi) sbnyk 3/4 mol maka AB yag b’rx juga 3/4 mol (krn koefsiennya sm). Dlm keadaan keset’: (AD) = (BC) = 3/4 mol/l (AB) sisa = (CD) sisa = 1 - 3/4 = 1/4 n mol/l Kc = [(AD) x (BC)]/[(AB) x (CD)] = [(3/4) x (3/4)]/[(1/4) x (1/4)] = 9 b. Jika tetapan kesetimbangan utk rx: A(g) + 2B(g)  4C(g) sm dg 0.25, mk brpkah bsrnya tetapan keset’ bg rx: 2C(g) « 1/2A(g) + B(g) Jawab: -Utk rx pertama: K1 = (C)4/[(A) x (B)2] = 0.25 -Utk rx kedua : K2 = [(A)1/2 x (B)]/(C)2 -Hub antara K1 & K2 dpt dinyatakan sbg: K 1 = 1 / (K2)2  K2 = 2 Azas Le Chatelier, menyatakan Bila pd sistem keset’ diadakan aksi, mk sistem akan mngdkan rx sedemikian rupa shg pengaruh aksi itu mjd sekecil-kecilnya. Perub’ dr keadaan keset’ semula ke keadaan keset’ yg br akibat adanya aksi/ pengaruh dr luar itu dikenal dg pergeseran keset’.

Bagi rx: A + B  C + D KEMUNGKINAN TERJADINYA PERGESERAN 1. Dari kiri ke kanan, berarti A b’rx dg B m’bntk C &D, shg jmlh mol A & B berkurang, sdngkn C d& D b’tmbh. 2. Dari kanan ke kiri, berarti C & D b’rx

m’bntk A & B. shg jmlh mol C & D b’rkurang, sdngkn A & B b’tmbh. FAKTOR-FAKTOR YG DPT MENGGESER LTK KESETIMBANGAN a. perub konsent’ slh satu zat Apabila dlm sistem keset’ homogen, konsent’ slh 1 zat diperbesar, mk keset’ akan bergeser ke arah yg b’lwnan dr zat tsb. Sebaliknya, jk konsent’ slh 1 zat diperkecil, mk kesetimbangan akan bergeser ke pihak zat tsb. Ex : 2SO2(g) + O2(g)  2SO3(g) Bila pd sistem keset’ ini ditmbhkn gas SO 2, mk keset’ akan b’geser ke kanan. Bila pd sistem keset’ ini dikurangi gas O2, mk keset’akan bergeser ke kiri. b. perub vol atau tekanan Jk dlm suatu sistem keset’ dilakukan aksi yg m’cause perub’ vlm (bersamaan dg perub’ P), mk dlm sistem akan mngdkn berupa prgeseran keset’. Jk P dip’besar = vol dip’kecil, keset’ bergeser ke arah jmlh Koefisien rx Kecil Jk P dip’kecil = vol dip’besar, keset’ bergeser ke arah jmlh Koefisien rx besar Pd sistem keset’ dimana jmlh koefisien rx sblh kiri = jmlh koefisien sblh kanan, mk perub’ P/vol tidak menggeser lek keset’. ex N2(g)

+

3H2(g)



Koefisien rx di kanan Koefisien rxdi kiri = 4

2NH3(g)

=

2

- Bila pd sistem keset’ P dip’bsr (= vol di p’kcl), mk keset’ b’geser ke kanan. - Bila pd sistem keset’ P dip’kecil (= vol di p’bsr), mk keset’ b’gsr ke kiri. C. perubahan suhu Menurut Van't Hoff: - Bl pa sistem keset’ T dinaikkan, mk keset’ rx akan b’geser ke arah yg m’butuhkan kalor (ke arah rx endoterm). - Bl pd sistem kes’ T diturunkan, mk keset’ rx akan b’geser ke arah yg m’bebaskan kalor (ke arah rx eksoterm). ex: 2NO(g) + O2(g) « 2NO2(g) ; DH = -216 kJ - Jk T dinaikkan, mk keset’ akan b’gsr ke kiri. - Jk T diturunkan, mk keset’ akan b’gsr ke kanan.

18 PENGARUH KATALISATOR TERHADAP KESETIMBANGAN Fungsi katalisator dlm rx keset’ adlh m’percepat t’capainya keset’ & tdk merubah ltk keset’ (harga tetapan keset’ K c tetap), hal ini di’cause katalisator m’percepat rx ke kanan & ke kiri sm bsr. HUBUNGAN ANTARA HARGA Kc DENGAN Kp Utk rc umum: a A(g) + b B(g)  c C(g) + d D(g) Harga tetapan keset’: Kc = [(C)c . (D)d] / [(A)a . (B)b] Kp = (PCc x PDd) / (PAa x PBb) dimana: PA, PB, PC dan PD mrp P parsial masing2 gas A, B. C & D. Scr matematis, hubu antara Kc & Kp dpt diturunkan sbg: Kp = Kc (RT) n n : selisih (jmlh koefisien gas kanan) & (jmlh koefisien gas kiri). Ex: Jk diket’ rx keset’: CO2(g) + C(s)  2CO(g) Pd T 300o C, harga Kp= 16. Hitunglah P parsial CO2, jk P total dlm ruang 5 atm! Jawab: Misalkan P parsial gas CO = x atm, mk P parsial gas CO2 = (5 - x) atm. Kp = (PCO)2 / PCO2 = x2 / (5 - x) = 16  x = 4 Jd P parsial gas CO2 = (5 - 4) = 1 atm Disosiasi Disosiasi : penguraian suatu zat mjd bbrp zat lain yg lbh sderhna. Derajat disosiasi : prbndingn antara jmlh mol yg terurai dg jmlh mol mula2 ex: 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) besarnya nilai derajat disosiasi (a): a = mol NH3 yg terurai / mol NH 3 mula-mula Harga derajat disosiasi terletak antara 0 dan 1, jk: a = 0 berarti tdk tjd pnguraian a = 1 berarti tjd pnguraian smpurna 0 < a < 1 berarti disosiasi pd rx setimbang (disosiasi sebagian). ex: Dlm rx disosiasi N2O4 bdsrkn pers’ N2O4(g)  2NO2(g)

banyaknya mol N2O4 & NO2 pd keadaan setimbang adlh sm. Pd keadaan ini brpkah harga derajat disosiasinya ? Jwb : Misalkan mol N2O4 mula-mula = a mol mol N2O4 yg terurai = a a mol  mol N2O4 sisa = a (1 - a) mol mol NO2 yg t’bentuk = 2 x mol N 2O4 yg terurai = 2 a a mol Pada keadaan setimbang: mol N2O4 sisa = mol NO2 yg t’bentuk a(1 - a) = 2a a  1 - a = 2 a  a = 1/3 LARUTAN cmpurn homogen 2 zat/ lbh yg saling mlrutkn & masing2 zat penyusunnya tdk dpt dibedakan lagi scr fisik. Lar terdiri atas : zat terlarut & pelarut. Bdsrkn dy hantar listriknya (daya ionisasinya), lar dibdkn dlm 2 mcm, yaitu lar elektrolit & lar non elektrolit. Larutan elektrolit lar yg dpt mnghntrkn arus listrik. 1. ELEKTROLIT KUAT Lar elektrolit kuat adlh lar yg mpy dy hntr listrik yg kuat, krn zat terlarutnya didlm pelarut (umumnya air), seluruhnya berubah mjd ion-ion (alpha = 1). Yg t’golong elektrolit kuat adlh: a Asam2 kuat, seperti : HCl, HCl0 3, H2SO4, . HNO3 b Basa2 kuat, yaitu basa2 gol alkali & alkali . tnh, NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 c Garam2 yg mdh lrt, seperti: NaCl, KI, . Al2(SO4)3 2. ELEKTROLIT LEMAH Lar elektrolit lemah adlh lar yg dy hntr listriknya lemah dg harga derajat ionisasi sebesar: O < alpha < 1. Yg t’golong elektrolit lemah: a. Asam2 lemah, CH3COOH, HCN, H2CO3, H2S b. Basa2 lemah, NH4OH, Ni(OH)2 c. Garam2 yg sukar larut, AgCl, CaCrO4, PbI2 Larutan non elektrolit lar yg tdk dpt mnghntrkn arus listrik, karena zat terlarutnya di dlm pelarut tdk dpt mnghasilkn ion2 (tdk mengion). Tergolong ke dalam jenis ini misalnya:

-

N = M x valensi

Lar urea, lar sukrosa, lar glukosa, lar alkohol

Eksponen Hidrogen

Konsentrasi cr utk mnytkn hub kuantitatif antara zat t’larut & pelarut.

Mnytkn konsentrasi larutan ada beberapa macam, di antaranya: 1.

2.

3.

4.

5.

FRAKSI MOL pbndingn antara jmlh mol suatu komponen dg jmlh mol seluruh komponen yg tdp dlm lar. Fraksi mol dilambangkan dengan X. ex: Suatu lar terdiri dari 3 mol zat terlarut A & 7 mol zat terlarut B. mk: XA = nA / (nA + nB) = 3 / (3 + 7) = 0.3 XB = nB /(nA + nB) = 7 / (3 + 7) = 0.7 * XA + XB = 1 PERSEN BERAT Persen brt mnytkn gram brt zat t’larut dlm 100 gr lar. ex: Lar gula 5% dlm air, artinya: dlm 100 gr lar tdp : - gula = 5/100 x 100 = 5 gram - air = 100 - 5 = 95 gram MOLALITAS (m) mol zat t’lrt dlm 1000 gr pelarut. ex: Hitunglah molalitas 4 gr NaOH (Mr = 40) dlm 500 gr air ! - molalitas NaOH = (4/40)/500 gr air = (0.1 x 2 mol) /1000 gr air = 0, MOLARITAS (M) jmlh mol zat t’larut dlm 1 liter lar. ex: Brpkah molaritas 9.8 gr H2SO4 (Mr= 98) dlm 250 ml lar? - M H2SO4 = (9.8/98) mol /0.25 liter = (0.1 x 4) mol / liter = 0.4 M NORMALITAS (N) jmlh mol ekivalen zat t’larut dlm 1 liter lar. Utk asam, 1 mol ekivalennya sbnding dg 1 mol ion H+. Utk basa, 1 mol ekivalennya sbnding dg 1 mol ion OH-. Antara Normalitas & Molaritas terdapat hub :

Bsrnya konsent’ ion H+ dlm lar disebut derajat keasaman. Utk mnytkn derajat keasaman suatu lar dipakai pengertian pH. pH = - log [H+] Utk air murni (25oC): [H+] = [OH-] = 10-7 mol/l pH = - log 10-7 = 7 -

Jk nilai pH = pOH = 7, mk lar b’sifat netral Jk nilai pH < 7, mk lar b’sifat asam Jk nilai pH > 7, mk lar b’sifat basa Pd T kamar: pKw = pH + pOH = 14

Menyatakan Ph Lar Asam

Utk mnytkn nilai pH suatu lar asm, mk yg paling awal hrs ditentukan (dibedakan) antara asm kuat dg asm lemah. 1. pH Asam Kuat Bg asam2 kuat (α = 1), mk mnytkn nilai pH lar’nya dpt dihitung lngsng dr konsent asamnya (dg melihat valensinya). ex: Hit pH dr 100 ml lar 0.01 M HCl ! Jwb: HCl(aq)  H+(aq) + Cl-(aq) [H+] = [HCl] = 0.01 = 10-2 M pH = - log 10-2 = 2

Menyatakan Ph Lar Basa 1. pH Basa Kuat Utk menentukan pH basa 2 kuat (α = 1), mk t’lbh dahulu dihit nilai pOH lar dr konsent’ basanya. ex: a. Tentukan pH dari 100 ml larutan KOH 0.1 M ! Jwb: a. KOH(aq)  K+(aq) + OH-(aq) [OH-] = [KOH] = 0.1 = 10-1 M pOH = - log 10-1 = 1 pH = 14 - pOH = 14 - 1 = 13 2. pH Basa Lemah Bg basa2 lemah, krn harga derajat ionisasinya  1, mk utk mnytkn konsent’ ion OH- di’use rumus:

lemah dg grmnya (lar’nya akan selalu mpy pH < 7) di’use rumus: [H+] = Ka. Ca/Cg pH = pKa + log Ca/Cg dimana: Ca = konsent’ asm lemah Cg = konsent’ grmnya Ka = tetapan ionisasi asm lemah ex: Hit pH lar yg terdiri atas camp 0.01 mol asm asetat dg 0.1 mol natrium asetat dlm 1 1iter lar ! Ka bg asam asetat = 10-5 Jawab: Ca = 0.01 mol/liter = 10-2 M Cg = 0.10 mol/liter = 10-1 M pH= pKa + log Cg/Ca = -log 10-5 + log-1/log-2 =5+1=6

19

[OH-] = Cb . Kb) dimana: Cb = konsent’basa lemah Kb = tetapan ionisasi basa lemah ex: Hit pH dr 100 ml 0.001 M lar NH4OH, jk diket tetapan ionisasinya = 10-5 ! Jwb: [OH-] = Cb . Kb) = 10-3 . 10-5 = 10-4 M pOH = - log 10-4 = 4 pH = 14 - pOH = 14 - 4 = 10

Larutan buffer

2. pH Asam Lemah Bg asam2 lemah, krn harga derajat ionisasinya  1 (0 < α < 1) mk bsrnya konsent’ ion H + tdk dpt dinytkn scr lngsng dr konsent’ asmnya (seperti halnya asm kuat). Lngkh awal yg hrs

a.

ditempuh adlh menghit’ bsrnya [H+] dg rms [H+] = (Ca . Ka) dimana: Ca = konsent’ asam lemah Ka = tetapan ionisasi asm lemah ex: Hit pH dari 0.025 mol CH 3COOH dlm 250 ml lar’nya, jk diket’ Ka = 10-5 Jwb: Ca = 0.025 mol/0.025 liter = 0.1 M = 10-1 M [H+] = (Ca . Ka) = 10-1 . 10-5 = 10-3 M pH = -log 10-3 = 3

b.

Camp asm lemah dg grm dr asm lemah tsb. Contoh: - CH3COOH dg CH3COONa - H3PO4 dg NaH2PO4 Camp basa lemah dg grm dr basa lemah tsb. Contoh: - NH4OH dg NH4Cl

Sifat larutan buffer - pH laru tdk berubah jk diencerkan. - pH lar tdk berubah jk ditmbhka ke dlmnya sedikit asam/basa. CARA MENGHITUNG LARUTAN BUFFER Utk lar buffer yg t’diri atas camp asm

Terurainya asm/basa.

grm

dlm

air

yang

mnghsilkn

4 JNS GARAM 1. Grm yg t’bentuk dr rx asam kuat dg basa kuat (NaCl, K2SO4) tdk mengalami hidrolisis. Utk jns grm yg demikian nilai pH = 7 (netral). 2. Grm yg t’bentuk dr rx asam kuat dg basa lemah (NH4Cl, AgNO3) hanya kationnya yg t’hidrolisis (mengalami hidrolisis parsial). Utk jns grm yg demikian nilai pH < 7 (asam). 3. Grm yg t’bentuk dr rx asam lemah dg basa kuat (CH3COOK, NaCN) hanya anionnya yg t’hidrolisis (mengalami hidrolisis parsial). Utk jenis grm yg demikian nilai pH > 7 (basa). 4. Grm yg t’bntk dr rx asam lemah dg basa lemah (CH3COONH4, Al2S3) mengalami hidrolisis total (sempurna). Utk jns grm yg demikian nilai pH-nya tergantung harga Ka & Kb. Garam yg t’bntk dr asam kuat & basa lemah

Krn utk jenis ini grmnya selalu bersifat asam (pH < 7) di’use persamaan: [H+]

= Kh . Cg

dimana : Kh = Kw/Kb Kh = konstanta hidrolisis Jika kita ingin mencari nilai pH-nya secara langsung, dipergunakan persamaan: pH = 1/2 (pKW - pKb - log Cg) ex: Hit pH dr 100 ml lar 0.1 M NH 4Cl ! (Kb = 10-5) Jawab: NH4Cl

aalh grm yg b’sifat asam, shg pH-nya kita hitung scr lagsng. pH= 1/2 (pKw - pKb - log Cg) = 1/2 (-log 10-14 + log 10-5 - log 10-1) = 1/2 (14 - 5 + 1) = 1/2 x 10 =5 Garam yg t’bntk dr asam lemah & basa lemah Utk jns grm ini,lar’nya sll b’sifat basa (pH >7) & dlm perhit di’use pers: [OH-] =  Kh . Cg

ex: Hit pH lar dr 100 ml 0.02 M NaOH dg 100 ml 0.02 M asm asetat ! (Ka = 10-5). Jwb: NaOH + CH3COOH CH3COONa + H2O - mol NaOH = 100/1000 x 0.02 = 0.002 mol - mol CH3COOH = 100/1000 x 0.02 = 0.002 mol Krn mol basa yg direaksikannya sm dg mol asm yg dirx’kan, mk tdk ada yg tersisa, yg ada hanya mol garam (CH3COONa) yg tbntk. - mol CH3COONa = 0.002 mol (lihat reaksi) - Cg = 0.002 mol/200 ml = 0.002 mol/0.2 liter = 0.01 M = 10-2 M - Nilai pH-nya akan b’sifat basa (krn garamnya t’bntk dr asm lemah dg basa kuat), bsrnya: pH = 1/2 (pKw + pKa + log Cg) = 1/2 (14 + 5 + log 10-2) = 1/2 (19 - 2) = 8.5

=

Kh = konstanta hidrolisis

Jk kita ingin mncari nilai pHnya scr langsung, di’use pers: pH = 1/2 (pKw + pKa + log Cg)

Aplikasi untuk Perancangan Destilasi

Hal-Hal Penting dalam Teknik Kimia dan Kimia Murni KIMIA TEKNIK (Chemical Eng.) 1. Hukum Bernoulli: P1 + r gh1+ 1/2 r v1 = P2 + r gh2+ 1/2 r v2 P1 + r gh1+ 1/2 r v1 + (-Ws) + Fr = P2 + r gh2+ 1/2 r v2 Aplikasi untuk perancangan Pompa. 2. Larutan Ideal dan Gas Ideal

3. Mendidih dan Menguap

k= konstanta kecep. Reaksi

A= Faktor Frekuensi

Suhu mempengaruhi Puap. Suatu (larutan) campuran A dan B memiliki tekanan uap PuapA dan PuapB :

7. Kecepatan reaksi , r 7.1.Non Catalyitic

Jika P.uapA + P.uapB = P.lingkungan (Mendidih.) Jika A dan B adalah reaktan, maka Jika P.uapA + P.uapB > PLingkungan (Menguap) -r = k CAa . CBb, dimana satuan r tetap = mol/ (dt . lt) sedangkan satuan k berubah-ubah sesuai dengan banyaknya variabel Consentrasi (mol/lt).Untuk 1 variabel C,mis CA saja,maka nilai k = 1/dt.

Aplikasi : Hampir di semua lini Perancangan.

H298 = HP298 - HR298

Pada reaksi A + B ß > C, limiting A , (orde 1-sesuai ratio stoikiometri)

Hreaksi = H298 + HR + HP Hreaksi = H298 + ò CP ( Produk) dT+ ò CP ( Reaktan) dT

Untuk reaksi diatas : -rA = -dCA/ dt = -dCB / dt = k.CA.CB --rA = CAo dXA/dt = k.CAo(1-XA) . (CBO-CAO.XA)

Q= n.HReaksi Pada reaksi 2A à product , (orde 2--sesuai ratio stoikiometri)

5. Konversi , Selektifitas dan Yield : 5.1 Konversi = (Zat yg bereaksi)/(Zat yg diumpan ke Reaktor) x 100%

5.2 Selektifitas = (Produk akhir)/(Reaktan tg bereaksi) x Faktor Soikiometri

P1 = Puap . X1 (Suhu>> mk Puap >>)

Menunjukkan Performa Unit Pemisah

2.2 Gas Ideal (Hukum Dalton):

5.3 Yield = (Produk Akhir)/(Reaktan diumpankan ke reaktor) x 100%

P1 = PTotal . Y1 Menunjukkan Performa Seluruh Unit proses 6. Arhennius :

-rA = - dCA/dt = k.CA2 = k.CAo2.(1-XA)2 Pada reaksi : A + 2B à product, (jk orde 1-dianggap ¹ ratio stoikiometri)

Menunjukkan Performa Reaktor

2.1 Larutan Ideal ( Hukum Roult) :

Keseimbangan Uap dan cair ditentukan oleh harga K = y1/x1 = Puap/Ptotal

20 k = A . e -(E/(RT))

E = Energi aktifasi

4. Enthalpi (Panas tiap Satuan Mol Zat):

dimana: Kh Kw/Ka

Pada suhu dan tekanan yang tetap nilai K tetap. Ingat suhu akan mempengaruhi nilai Puap dan tekanan tentunya mempengaruhi Ptotal.

-ra = -dCA/dt = k.CA.CB = k. CAO2.(1-XA).(M2A) ..(Levenspiel,p.49) catt : Kecepatan reaksi ,r = dCA/dt , dimana CA =konsentrasi A dan t = waktu

yg

r= dCA/dt = [1/Vol] [dNA/dt] = [1/Vol] . {dNao[1x] / dt} = Nao/Vol . (-dx/dt) = Cao.(-dx/dt) Penjelasan mengenai menentukan orde reaksi dapat dilihat di Buku Chemical Reaction Engineering,2nd edition, p.50-54,by Levenspiel.O

7.2 Catalytic

pada intinya dalam melibatkan katalis, ukuran volume (dalam non Catalytic process) diganti dengan ukuran berat Katalis.

Untuk Reaksi : A à 4B (Levenspiel,p.500)

21 -rA = -[1/W]. dNA/dt = k.CA = (liter/(hr.kgCat)). (mol/lt) = mol/(hr.kgCat)

-rA = (NAO/W). dXA/dt……..dimana, NAO/dt =FAO persamaan ini dapat ditulis :

10.Hubungan Thermodinamika dan Kinetika

W/FAO = ò dXA/-rA = ò dXA/(k.CA) =[1/(k.CAO)]. ò [(1+e .XA)/(1-XA) . dXA..persamaan ini jika diintegralkan :

termodinamika dapat untuk mengetahui reaksi tersebut dapat berjalan atau tidak, dengan: dG=-RT lnKp, jika nilai dg "-" maka reaksi tersebut dapat berjalan.

W = FAO/(k.CAO) . [{(1+ e A).ln[1/(1-XA)} - {e A.XA}] .. berat katalis Dimana e adalah nilai dari (S koefisien produk) - (S koefisien reaktan) 11.Neraca Massa 8. Macam-Macam Tekanan PGauge(pd alat) = Pabsolut(dr dlm alat) - PBarometer (1 atm)

* Flux Massa= NAZ= -DAB . (dCa/dZ)

Dimana, Pabsolut = Pinternal = rho.(tinggi-1)/144…untuk tangki atau vessel. Input-Output+hasil reaksi=0 9. Hk Thermodinamika Energi System = E (dalam) + Energi Kinetik + Energi Potensial

S.NAZ(pd z)- S. NAZI(pd Z+dZ) + (-rA).S.dZ=0, dimana S=luas penampang reaktor ,

Energi Lingkungan = (+-)q (+-) W, Jika sistem diberi kerja dan menerima panas :

-rA = mol/(lt.jam)--tetap--

E+Ek+Ep=q-W, dimana E + W =H

Penghitungan "Hasil Reaksi" jika menggunakan katalis dapat dihitung dengan rumus r catatan (-rA) = Kgmol/(Kg.Catalyst x jam)

Fungsi Entalphy dan Perubahan Enthalpy

dan Z tinggi reaktor.

Jika proses berlangsung pada tekanan tetap Psistem=Pud.luar (sist. terbuka) mk:

Biasanya pers.tersebut dibagi dengan S.dZ dan dilimitkan terhadap dZ,menjadi :

dE=dq-P.dV-------kerja=W=d(PV).

((NAZI(pd Z+dZ) + NAZI(pd Z) )/dZ) + (-rA)=0

E,P dan V adl fungsi keadaan, maka E+PV juga fungsi keadaan yang disebut Enthalphy.shg:

-rA = k.Ca………jk order 1

E + PV = H atau dE+d(PV)=dH dan,

(d NAZ / dZ) + k.Ca = 0……….dan NAZ= -DAB . (dCa/dZ)

H2-H1=dH=q----q dan H sama-sama merupakan panas/mol (Cp dT) sedangkan Q adalah panas saja (=m Cp dT)

Persamaan tersebut akan menjadi: d2CA/dZ2 - k.CA/DAB =0 (yang merupakan persamaan diff.orde 2) 12.Neraca Panas

!! Lihat Penjelasan tentang Proses Isothermal,Isobarik, Isovolum dan Adiabatis Klik disini

* Flux Panas = q =-k. dT/dx, dimana Q/A=q

katalis

. Z . A, dengan

R.input-R.output+R.generation+R.Transfer=R.Acc

(S (Ni.Cpi)reaktan.dT) - (S (Ni.Cpi)produk.dT) +(-rA).Vol.HReaksi + U.A.(Ts-T)=d/dt (r .Vol.Cp.T) , dimana: (-rA).Vol = NAo.XA (r .Vol.Cp.T) = H,dalam perancangan biasanya= 0 (Steady state) Jangan bingung dengan posisi (Ts-T) pada panas yang "Ditransfer",jika reaksinya Eksoterm,maka perlu pendingin yang berarti "Panas yang ditransfer" harus mengurangi nilai "Panas Masuk", untuk itu nilai "Panas yang ditransfer harus "-",yang berarti delta suhunya "-",itu berarti pula dapat ditulis (T s-T)--ingat

Ts adalah suhu bahan penukar panas dan T adalah suhu sistem/bahan yang direaksikan.Sehingga baik Eksoterm maupun Endoterm posisinya tetap (Ts-T) tapi Ekso bernilai "-" dan Endo bernilai "+

22

Reaktor = tempat terjadinya suatu reaksi * Jika Isotermal Rin=Rout=Racc = 0

14.1 Reaktor Homogen (Batch, Semi batch, dan Alir)

Flux panas , q=- k.dt/dx

14.1.1.Reaktor Semibatch jika reaksinya sangat lama dan eksoterm. Misal jika A dan B dicampurkan langsung akan mudah meledak, maka pencampurannya harus perlahan-lahan (semi batch).

Perhitungan Panas sangat penting,terutama jika menghadapi beberapa karakteristik kondisi , berikut kami berikan rumus singkat mengenai keberagaman kondisi tersebut

14.1.2.Reaktor Alir dibagi dua yaitu :

Untuk Reaktor Kontinu

1.Reaktor alir Tangki Berpengaduk (RATB) atau Continous Stired Tank Reactor (CSTR).

Ket: s.d.a = sama dengan atasnya

2.Reaktor Alir Pipa (RAP) atau PFR (Plug Flow Reactor)

Untuk reaktor Batch semua nilai dari R.In dan R.Out =0

Keduanya dapat dipasang tunggal/single atau multiple (Seri dan paralel).

13.Neraca Momentum

14.2 Reaktor Heterogen (dibagi berdasar sistem/fase feedny

* Flux Momentum = t

yx

= -m dVx/dy

14.Tipe-Tipe Reaktor Kimia

  

Sistem Padat-Gas dan Padat Cair = Fixed Bed, Fluidized Bed Reaktor Sistem Cair-Gas = Reaktor Gelembung (serupa dengan Fluidised bed) dan Packed Tower (ada bahan isiannya) Sistem Cair-Gas-Padat= Trickel Bed dan Reaktor Slurry

15.Katalis Fungsi mempercepat laju reaksi.

    

Pada Reaksi Multiple memberikan tingkat Laju reaksi yang berlainan,antara reaksi Primer dan sekundernya Pada Fase Homogen,katalis hanya berpengaruh pada mekanissmenya saja.Pada fase ini yang penting adalah pemisahan katalis dengan produk/sisa produk harus baik. Pada Fase Heterogen,pemisahan lebih mudah.

Supported Catalyst, bahan aktif yang dioperasikan ke dalam bahan lain yang porus agar luas muka kontak besar.

Bulk Catalist Material, biasa disebut juga Platinum Wire Mess atau katalis yang berbentuk jaringan kawat (semacam jaring) yang dilalui feed.

15.2.Pengaruh Katalis dan hubungannya dengan Laju Reaksi

   

Pada Reaksi Reversibel dapat menggeser keseimbangan

15.1.Katalis dan Macamnya :





Luas muka aktif Katalist>> maka Volume reaktor << Konsentrasi Peraeaksi juga berpengaruh pada laju reaksi Suhu dan Tekanan Operasi Difusi dan Kinetika reaksi yang menunjang, untuk T >> yang mengendalikan adalah difusi karena dengan T>>,maka, r(kec.reaksi) >>,ingat rumus arhennius.Selain suhu, konsentrasi juga menentukan.Sedangkan jika T<< yang mengendalikan adalah reaksi kimia,karena r<<,sedangkan difusi hampir tidak dipengaruhi oleh perubahan suhu tapi dipengaruhi oleh perlakuan fisik,seperti pengadukan.

15.3.Degradasi Katalis Degradasi Katalis =penurunan kemampuan katalis dalam mempercepat laju suatu reaksi,hal ini disebabkan oleh:



Penurunan kinerja katalis,ini dilihat dari penurunan laju reaksi (Konversi reaksi semakin rendah),Dapat ditanggulangi (untuk sementara) dengan menaikkan suhu sehingga kecepatan reaksinya membesar yang otomatis konversinya baik lagi.Penurunan kinerja ini dapat terjadi karena :

1.

2. 3.

4. 5.

Physical Loss (Katalis hilang),misalnya pemrosesan reaksi dengan katalis yang homogen sehingga akibat pemisahan yang berkelanjutan,sedikit demi sedikit katalis akan hilang.Sedang pada pemrosesan dengan katalis Heterogen khususnya di Fluidized bed reactor, biasanya hilangnya katalis karena gesekan yang terjadi antar katalis (penggerusan). Surface Deposit, artinya tertutupnya permukaan katalis oleh deposit/kerak.Dapat ditanggulangi dengan meregenerasi katalis. Sintering,peristiwa pelengketan hasil dan katalis karena suhu proses berada sedikit dibawah titik lelehnya.Biasanya terjadi jika ditempuh proses menaikkan suhu untuk mengatasi kinerja katalis yang berkurang (spt.diatas) yang berakibat terjadinya pelengketan hasil dan katalis.Umunya terjadi pada:Katalis padat dan reaksi dengan feed gas,dan terjadi pada muka aktif. Sintering mudah terjadi akibat perpindahan panas yang buruk (terjadi hot spot--ketidak seragaman panas tiap titik--) sedang hot spot dapat terjadi karena pencampuran reaktan yang kurang baik.Sintering terjadi ketika suhu=1/2 titik leleh katalis. Poissoning ,peracunan pada permukaan katalis,terjadi karena:Umpan tidak murni/banyak pengotor (Feed impuritis),contoh gas alam tercemar oleh H 2S,yang itu harus dihilangkan dulu dengan Fe2O3. Perubahan Kimiawi.

Untuk melihat tentang kinerja katalis (dengan observasi) lihat dihalaman 476 Levenspiel.

12,15-12,9

Dasar Parafinik

11,5-12,1

Dasar Tengahan

10,5-11,45

Dasar Naftenik

Adapun sifat-sifat umum dari Parafinik Base dan Naftenik Base adalah: Keterangan :



= Tinggi

16.Komposisi Minyak Bumi Minyak bumi terdiri dari campuran Hidrokarbon ( mengandung unsur C dan H) dan Non Hidrokarbon (unsur S,O,N dan Logam-logam) 16.1.Senyawa Hidrokarbon digolongkan menjadi: 1. 2. 3. 4. 5.

Parafin, CnH2n+2 Naftalen, CnH2n Aromatis, CnH2n-6 Olefin, CnH2n DiOlefin, CnH2n-2

Minyak berciri Parafinik dipilih oleh suatu industri Pengolahan Minyak jika pabrik tersebut membutuhkan unsur Wax yang merupakan hasil dari pemrosesan Crude Parafinik.

….B = Baik

Sedang minyak berciri Naftenik diambil jika pabrik tersebut berkonsentrasi pada pembuatan Gasoline (Bensin ) mengingat bentuk naftenik berbentuk Cincin (mendekati benzen/aromat) daripada Parafinik. Naftenik mempunyai angka Oktan tinggi. Yang lebih baik lagi jika suatu Crude Oil mengandung Aromat tinggi. Mengingat proses pembutan bensin adalah proses Aromatisasi (Pembentukan cincin), sehingga tidak memperberat proses di pengilangan. Kimia Murni (Chemistry) 1.Isotop,Isobar,Isoton dan Isoelektron

Nomor 1,2 dan 3 terdapat dalam minyak mentah.Sedang nomor 4 dan 5 terjadi pada saat pemrosesan minyak mentah. Pada umumnya suatu Industri Pengolahan Minyak bumi memakai Crude oil (Minyak Mentah) berciri Parafinik dan Naftenik. Bagaimana cara mengetahui kandungan suatu Crude itu Parafinik atau Naftenik?

A

XZ , A=nomor massa=jumlah nukleon=jumlah (proton+netron)

Z=nomor atom=jumlah proton Atom netral : jumlah proton=jumlah electron

Ada faktor Karakterisktik (K); K = (Titik Didih rerata molar)1/3 : (SpGr pd T=600F) Jika nilai K:

Nama

Sama dalam Jumlah

Contoh

Isotop

Proton (p)

1

H1 ; 2H1

Isobar

Nukleon (p+n)

24

Oksigen

Isoton

Netron (n)

23

Hidrogen

Isoelektron

Elektron (e)

20

Logam

Ket : Proton = 1p1 ; Netron = 1n

0;

Elektron = 0e

Na11 ; 24Mg12

BO=0 kecuali peroksida BO=-1

Na11 : 24Mg12

BO=+1,kecuali hidrida BO=-1

Ne10 : 23Na11+

BO = sesuai valensi Senyawa S BO=0

-1

Ion

2.Macam-Macam Ikatan Kimia :

S BO= muatan ion

4. Konsep Redoks Macam Ikatan

Cara terjadinya

Contoh

Ikatan Ion

Serah terima elektron

NaCl , K2O

Reaksi Oksidasi=Pelepasan elektron (kenaikan bilangan oksidasi(BO)) Reaksi Reduksi=Penerimaan elektron (penurunan BO) Reaksi di Katoda (oksidasi): 2H2O mjd 4H+ + O2 + 4e

Ikatan Kovalen

Pemakaian bersama pasangan elektron dari dua pihak

H2 , HCl

Reaksi di Anoda (Reduksi):2H 2O+2e - mjd H2 + 2OH

-

-

5.Hukum Kesetimbangan Ikatan Koordinasi

Pemakaian sepihak

bersama

pasangan

elektron

NH3 , SO , ion kompleks

Reaksi : aA+bB <--à cC+dD K=Kc = {(C)c (D)d} / {(A)a(B)b}……untuk larutan diukur dalam konsentrasi

Ikatan Hidrogen

Gaya Elektrostatika antar molekul

H2O , NH3 ,HF

Ikatan Logam

Gaya Elektrostatika antar inti atom logam dengan elektron valensi

Cu , Fe

Gaya tarik antar molekul sejenis yang lemah

Gas mulia, gas O2

K=Kp = {pCc.pDd}/{pAa.pBb}……..untuk gas diukur dalam tekanan Karena P=CRT,maka : Kp=Kc(RT)(c+d) - (a+b) Kc,penting untuk perhitungan suatu reaksi Homogen sedang Kp untuk reaksi Heterogen 1.

Ikatan Walls

Van

Der

Larutan

6.1.Pengenceran : V1. M1 = V2 . M2 6.2.Campuran : Vcamp . Mcamp = V1.M1 + V2 M2+V3 M3 +…

3. Bilangan Oksidasi

6.3.Kelarutan (Solubility) dan Hasil Kali Kelarutan (Ksp) Unsur bebas

BO=0

…………….. Px Oy ß à xPy+ + yQx-

mula2………….a………….0…….0



pH dari asam kuat + basa lemah (hidrolisa parsial,pH<7)

yang lrt……….s…………x.s……y.s

pH=1/2(pKw-pKb-log Cg)

setimbang-----(a-s)………(x.s)….(y.s)

[H+]= [Kw/Kb . Cg]0,5



Ksp = (x.s)x.(y.s)y ..jika diurai akan didapatkan nilai s yang merupakan (solubility)

Ksp = (Py+)X.(Qx-)y ….Jika Ksp >>Mudah larut, dan jika Ksp<< Sukar larut (mengendap) dan jika hasil dari(P y+)X. (Qx-)y = Ksp artinya tepat jenuh



Catatan: Cg=konsentrasi garam



pH dari asam lemah + Basa kuat (Hidrolisa Parsial,pH>7)

pOH=1/2[pKw-pKa-log Cg]

s=[(Ksp)/((xx).(yy))](1/(x+y)) …..(solubility)

pH=1/2.[pKw + pKa + log Cg] 7.pH [OH-]=[(Kw/Ka).Cg]0,5 7.1.Tetapan air



..H2O ß à H+ + OH-

pH=1/2.[pKw + pKa - pKb]

K= [H+][ OH-]/ [H2O] à Kw= [H+][ OH-]

7.4 Larutan penyangga (Buffer.Dapar)

Pada 25oC, Kw=10-7.10-7 = 10-14 Bila : pH=-log [H+] dan pOH= -log [OH-] ,maka pH + pOH = 14

8.Senyawa Alifatis

karena 0 < µ < 1, (µ =konversi),maka: [H+]= µ . C [H ]=[Ka.C]

Garam + Asam lemahnya; pH=pKa + log [Cg/Ca] Garam + Basa lemahnya; pOH=pKb + log [Cg/Cb]

7.2 pH asam dan basa lemah

+

pH dari asam lemah + basa lemah (Hidrolisa total ,sifat ditentukan oleh Ka/Kb)

[OH-]=µ .C 1/2

-

[OH ]=[Kb.C]

Golongan

Rumus Umum

Gugus Fungsi

Alkana

CnH2n+2

Alkena

CnH2n

=C=C=

Alkuna

CnH2n-2

-Cº C-

1/2

Ka=µ 2.C

Kb=µ 2. C

pH=0,5(pKa-logC)

POH=0,5(1/2(pKb-log C)

RH

-

Ka =tetapan asam.Kb=tetapan basa dan µ = derajat disosiasi= konversi 7.3 pH Garam



pH dari asam kuat + basa kuat : pH=1/2.pKw=7…pada 25oC.

Alkanol

CnH2n+2O

-OH

Alkoksi Alkana

CnH2n+2O

ROR

-O-

Alkanal

CnH2nO

RCHO

-CHO

Alkanon

CnH2nO

RCOR

-CO-

As.Alkanoat

CnH2nO2

RCOOH

-C00H

Alkil Alkanoat

CnH2nO2

RCOOR

-

Halogen Alkana

CnH2n+1X

RX

-X

Amino Alkana

CnH2n+3N

R-NH2

-NH2

Nitro Alkana

CnH2n+1NO2

RNO2

-NO2

9. Tata Nama Cara membaca prioritaskan sesuai dengan urutan berikut: 9.1 Tanpa ggs Fungsi -sebut nomor ggs cabang -sebut jumlah ggs cabang -sebut nama ggs cabang -sebut nama rantai utama

 T1  t 2    T2  t1 

9.2 Dengan ggs Fungsi -sebut nomor dan nama ggs cabang

 T  t2   ln  1  T2  t1 

LMTD =

-sebut nomor dan ndama ggs fungsi

T = LMTD x Ft Dimana : T1 T2 t1 t2

-sebut nama rantai utama

Persyaratan dan Pertimbangan Perancangan : 1. Pemilihan jenis aliran Suhu fluida dingin harus selalu lebih kecil daripada suhu fluida panas. Karena suhu fluida dingin tidak pernah melebihi suhu fluida panas maka lebih baik digunakan counter current flow ( supaya T lebih besar ). Cocurrent flow digunakan untuk material yang sensitive terhadap panas atau suhu keluar yang dibatasi. Selain itu cocurrent flow yang digunakan untuk quenching atau perubahan panas yang mendadak. 2. Kecepatan alir Jika kecepatan alir lebih tinggi , koefisien perpindahan panas menyeluruh ( U ) mungkin bertambah, tetapi menyebabkan meningkatnya tekanan sehingga biaya pemompaan naik. Jika terlalu lambat maka akan terjadi fouling atau U kecil. 3. Rd (Fouling factor) Setelah dipakai beberapa lama, permukaan perpindahan panas mungkin dilapisi oleh berbagai endapan yang biasa terdapat dalam sistem aliran atau permukaan korosi sebagai interaksi fluida dengan bahan yang digunakan sebagai HE , sehingga lapisan memberikan tahanan tambahan terhadap aliran panas dan menyebabkan menurunnya kemampuan kerja alat. Pengaruh itu disebut fouling factor / faktor pengotoran. Rd terhitung harus lebih besar dari Rd min, tetapi tidak boleh terlalu besar ( Rd kecil maka Ud kecil sehingga A menjadi besar ). Batasan Rd : organic liquid = 0,001 Water ( river ) = 0,002 Water ( sea ) = 0,001 Steam = 0,001 organic liquid = 0,0005 separator vapor = 0,006 Perhitungan HE untuk shell and tube : 1. Trial Ud 2. Hitung A ( luas daerah perpindahan panas ) 3. Hitung Nt dan L ( panjang tube ) 4. Tentukan dimensi HE. 5. Tentukan heat balance 6. Hitung : R =

suhu suhu suhu suhu

fluida fluida fluida fluida

panas masuk panas keluar dingin masuk dingin keluar.

Untuk hot fluid , shell side :

HEAT EXCHANGER ( ALAT PENUKAR PANAS )

T1  T2 t 2  t1

= = = =

;

S =

t 2  t1 T1  t1

ID . Cl . B , ft2 144 . PT W Gs = , lb/hr. ft2 as



Flow area = as =



Mass velocity =



De ( fig. 28 , Kern ) Pada Ta  = viskositas fluida , cp x 2,42 ( fig. 14 atau 15, Kern )



Res =  

De . Gs μ

jH ( fig. 28, Kern ) Pada Ta c = kapasitas panas , Btu/ lb. oF k = konduktivitas panas , Btu/ hr. ft2 ( oF/ft ) 1/3

k c . μ jH .   D  k 



ho =



Tube wall temperature, tw tw =

ta 

. Φs

ho Φs .  Ta  ta  hio  ho Φs Φs



w dan s =



ho =

 μ     μw 

ho . Φs Φs

0,14

, ( fig. 24, Kern )

, correction coefficient.

Untuk cold fluid , tube side :  Flow area = at’ ( fig. 10, Kern ) at = 

Nt . at' , ft2 144 . n

Mass velocity = Gt =

W at

, lb/hr. ft2

 

Ret =  

D . Gt μ

jH ( fig. 24 , Kern ) Pada tc : c = kapasitas panas , Btu/ lb. oF k = konduktivitas panas , Btu/ hr. ft2 ( oF/ft ) 1/3









Outer pipe , IPS 2 2½ 3 4

D ( tabel 10 , Kern ) Pada tc :  = viskositas fluida , cp x 2,42 ( fig. 14 atau 15, Kern )

hi =

k c .μ jH .   D  k 

hio =

 μ     μw 

hio . Φt Φt

Panjang maksimum double pipe = 20 ft Untuk hot fluid , annulus : 2  2 Flow area = aa =



2

0,14



Mass velocity = Ga =



Pada Ta :  = viskositas fluida , cp x 2,42 ( fig. 14 atau 15, Kern )

, correction coefficient.

Rea =

hio . ho hio  ho

 

Q , Btu/ hr. ft2 .oF A . ΔT

jH ( fig. 24 , Kern ) Pada Ta : c = kapasitas panas , Btu/ lb. oF k = konduktivitas panas , Btu/ hr. ft2 ( oF/ft ) ho =

jH .

k c .μ   D  k 

Flow area = ap =

Pr =

4 n v2 62,5 . . s 2 g 144

, psi

, psi

π . D2 4 W ap

, ft2



Pada ta :  = viskositas fluida , cp x 2,42 ( fig. 14 atau 15, Kern )

 

, psi

, lb/hr. ft2

D . Gp μ

jH ( fig. 24 , Kern ) Pada ta : c = kapasitas panas , Btu/ lb. oF k = konduktivitas panas , Btu/ hr. ft2 ( oF/ft )

jH .

k c .     D  k 



hi =



Correction hi

Ptotal = Pt + Pr , psi Perhitungan HE untuk double pipe : Double pipe exchanger fittings :

0,14

Mass velocity = Gp =

Rep =

f . Gt 2 . L . n 5,22.10 10 . D . s . Φt

 μ   μw   



untuk tube side f ( fig. 26 , Kern ) , ft2/in2 Pt =

, lb/hr. ft2

D . Gt μ

2

2.

, ft

Untuk cold fluid , inner pipe :  D ( table 11, Kern )

Uc  Ud , hr. ft2. oF/ Btu Uc . Ud

f . Gs . Ds  N  1 5,22.10 10 . De . s . Φs

W aa

1/3



Pressure Drop : 1. untuk shell side f ( fig. 29 , Kern ) , ft2/in2 N + 1 = 12 ( L / D ) Ps =

2

D2  D1 D1

Equivalent diameter = De =

, ( fig. 24, Kern )

Dirt factor , Rd : Rd =

, ft2



Design overall coefficient , Ud : Ud =



4

Clean overall coefficient , Uc : Uc =

2

 D1

π D

. Φt

hio hi ID  . Φt Φt OD tw dan t =

Inner pipe , IPS 1¼ 1¼ 2 3

1/ 3

    w

  

0,14

hi .

hio =

ID OD



Fp =



Pp =

Clean overall coefficient , Uc :

hio . ho hio  ho

Uc =

4 . f . Gp 2 . L 2 . g . ρ2 . De' ΔFp . ρ , psi 144

, ft

Design overall coefficient , Ud :

1 1   Rd Ud Uc

, Btu/ hr. ft2. oF

Utilitas

Rd required ( tergantung prosesnya ) Required surface :

Q Ud . ΔT

A =

Tabel 11 , Kern, : external surface per feet length , ft 2 / ft Required length = A / at. Actual design coefficient :

Q , Btu/ hr. ft2 .oF A . ΔT

Ud = Dirt factor , Rd :

Uc  Ud , hr. ft2. oF/ Btu Uc . Ud

Rd =

Pressure Drop Untuk annulus :  De’ untuk pressure drop berbeda dengan De untuk transfer panas De’ = D2 – D1

De' . Ga μ 0,264 0,0035   Rea'  0,42

Rea’ =



f =



Fa =



v=

3.

Pa =

untuk inner pipe : 

f =

, ft

Ga 3600 . ρ

Ft =



4 . f . Ga 2 . L 2 . g . ρ2 . De'

v2 2 . g'

 ΔFa  Ft  ρ 144

0,0035 

, psi

0,264

 Rep  0,42

Konversi dari Ft

ke m in Ft2 m2 in2 m3 Liter Gal (US) Ft3 atm pascal = N/m2 psi = lbf/in2 Torr = mmHg bar lbf/ft2 Bil avogrado Partikel/g.mol Konst’ boltzmann J/K tor = mmhg Pa Btu Kalori Joule ft.lbf Watt.hour kg lb ton Newton = J/m lbf dyne g/L = Kg/m3 lb/ft3 lb/in3 Kal/g = btu/lbm J/gram m/s in/s ft/s newton Dyne lbf R = 8,314 J/K.mol = 8,206.10-2 L.atm/K.mol = 1,987 Kal/K.mol hp Btu/jam kW o R = 1,8 oK o F = oR - 460

Kalikan dengan 0.3048 12 0.092903 144 1000 264.172 35.3147 101325 14,6959 760,002 1,01325 2116,22 6,022169. 1023 1,380622. 10-23 133,322 251.996 1055.87 778.77 0.293297 2.20462 0.001 0.224809 100000 0.062428 3.61273e-005 4.184 39.3701 3.28084 105 0,22481

2544,43 0,7457

Unit pengolahan air utilitas

Sifat-Sifat

Dasar Parafin



Dasar Naften

B

API gravity

-



B

Kandungan Nafta

-

 Angka Oktan

-



B

Smoke Point

-



B

Angka Cetan

-

Ttk Tuang Pelumas

-B

 Indeks Viskositas

B -

B