1 / 46

Diagram Fasa Zat Murni

Diagram Fasa Zat Murni. Perubahan Fasa di Industri: Evaporasi. Long Tube Evaporator. Perubahan Fasa di Industri: Evaporasi. Perubahan Fasa di Industri: Kristalisasi. Diagram Fasa.

rune
Download Presentation

Diagram Fasa Zat Murni

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Diagram Fasa Zat Murni

  2. Perubahan Fasa di Industri: Evaporasi Long Tube Evaporator

  3. Perubahan Fasa di Industri: Evaporasi

  4. Perubahan Fasa di Industri: Kristalisasi

  5. Diagram Fasa • Diagram yang bisa menunjukkan, pada kondisi tertentu (tekanan, suhu, kadar, dll) zat tersebut berfasa (berwujud) apa

  6. Dua jenis diagram fasa Zat pada umumnya Vuap > Vcair > Vpadat H2O dan sejumlah zat lain Vuap > Vpadat > Vcair

  7. Titik tripel • Titik T pada gambar di slide terdahulu • Kondisi di mana zat bisa berupa padat, cair, uap, atau campurannya

  8. Pendinginan pada P tetap (1) • Apa yang terjadi jika pendinginan dari titik A ke D? A-B = ? B = ? B-C = ? C = ? C-D = ?

  9. Pendinginan pada P tetap (2) • Apa yang terjadi jika pendinginan dari titik E ke G? E-F = ? F = ? F-G = ?

  10. Penekanan pada T tetap (3) • Apa yang terjadi jika pendinginan dari titik H ke K? H-I = ? I = ? I-J = ? J = ? J-K = ?

  11. Penekanan pada T tetap (4) • Apa yang terjadi jika pendinginan dari titik L ke O? L-M = ? M = ? M-N = ? N = ? N-O = ?

  12. Dua jenis diagram fasa Zat pada umumnya Vuap > Vcair > Vpadat H2O dan sejumlah zat lain Vuap > Vpadat > Vcair

  13. Perhatikan: • Penekanan cenderung mendorong perubahan fasa ke arah volum yang lebih kecil

  14. Kaidah umum • Jika terjadi perubahan kondisi, maka hal tersebut akan mendorong terjadinya proses-proses yang menghambat terjadinya perubahan kondisi tersebut • Contoh: Kenaikan suhu akan mendorong terjadinya proses-proses yang menyerap panas (endotermis)

  15. Coba pikirkan: Apa yang sebaiknya dilakukan untuk proses penyerapan gas dengan suatu cairan (proses absorbsi): • Pada suhu tinggi atau rendah? • Pada tekanan tinggi atau rendah?

  16. Contoh kasus 1: EVAPORATOR • Evaporator: alat untuk menguapkan sebagian air dari suatu larutan sehingga diperoleh larutan yang lebih pekat • Fakta: makin tinggi tekanan maka makin tinggi titik didih

  17. Single Effect Evaporator STEAM LARUTAN ENCER LARUTAN PEKAT

  18. Multiple Effect Evaporator FORWARD FEEDING

  19. Multiple Effect Evaporator • Apa keuntungannya dibanding single effect? • Bagaimana T1, T2, T3? • Bagaimana P1, P2, P3?

  20. Multiple Effect Evaporator BACKWARD FEEDING

  21. Backward vs. Forward feeding • Apa keuntungan forward feeding? • Apa kerugian forward feeding? • Apa keuntungan backward feeding? • Apa kerugian forward feeding? • Bagaimana menggabungkan keuntungan keduanya dan mengeliminasi kekurangan keduanya?

  22. Mixed feeding

  23. Padatan amorf Kristal Contoh Kasus 2: Kristalisasi

  24. Kristal produk industri Gula Ammonium Alum Ammonium magnesium sulfate Kristal es dalam proses freeze drying

  25. Kristal di industri pangan Coba tebak: kristal apakah ini??

  26. Contoh Kasus 2: Kristalisasi Pembentukan Inti Kristal (Nukleasi) Pertumbuhan Kristal PENDINGINAN

  27. Pembentukan inti kristal Nukleasi Primer Sekunder Homogen/ Spontan Heterogen/ Induksi

  28. Pertumbuhan Kristal • Merupakan proses difusi. • Difusi: perpindahan massa akibat beda konsentrasi. • Pertumbuhan kristal akan terus terjadi sampai konsentrasi larutan (yang mulanya lewat jenuh) mencapai konsentrasi jenuh.

  29. Difusi ke permukaan kristal Daerah permukaan kristal: konsentrasi larutan C* (jenuh) Kristal Difusi berhenti pada saat C  C* Bulk larutan: Konsentrasi C > C* (lewat jenuh)

  30. Kejenuhan (1) • Jika solut ditambahkan ke dalam solven, akan tercapai suatu konsentrasi di mana solut yang ditambahkan tidak bisa larut lagi. • Konsentrasi maksimum ini disebut konsentrasi jenuh (sering disebut juga kelarutan).

  31. Kejenuhan (2) • Pada kondisi jenuh, jumlah senyawa yang larut sama dengan jumlah senyawa yang mengkristal. • Secara netto tidak ada perubahan jumlah senyawa dalam larutan dan padatan. • Hal ini disebut kesetimbangan termodinamis.

  32. Kejenuhan (3) • Biasanya, kelarutan akan lebih besar pada suhu yang lebih tinggi.

  33. Kejenuhan (4) • Perlu diperhatikan bahwa ada perkecualian untuk beberapa senyawa: kelarutan justru turun pada suhu yang makin tinggi. • Efek suhu terhadap kelarutan perlu diperhitungkan pada operasi heat exchanger untuk larutan senyawa yang dapat mengkristal.

  34. Kondisi lewat jenuh • Disebut juga supersaturasi. • Mutlak diperlukan untuk memungkinkan terbentuknya kristal.

  35. Interpretasi supersaturasi (1) • Misalkan suatu larutan A dalam air bersuhu TA adalah larutan tidak jenuh. • Kristalisasi baru bisa terjadi di daerah supersaturasi (di atas daerah jenuh) Daerah supersaturasi C Konsentrasi Daerah jenuh B A Tidak jenuh TA Suhu

  36. Interpretasi supersaturasi (2) Ada dua kemungkinan mencapai supersaturasi: 1) Menaikkan konsentrasi pada suhu tetap TA (untuk mencapai titik C). 2) Menurunkan suhu pada konsentrasi yang sama (untuk mencapai titik B). Daerah supersaturasi C Konsentrasi Daerah jenuh B A Tidak jenuh TA Suhu

  37. Kesetimbangan termodinamis Fasa 1 Fasa 2 Jumlah perpindahan dari fasa 1 ke fasa 2 sama dengan perpindahan dari fasa 2 ke fasa 1 sehingga jumlah senyawa di fasa 1 maupun fasa 2 tetap walaupun ada perpindahan antar fasa.

  38. Menyatakan supersaturasi • Konsentrasi jenuh = C* • Konsentrasi larutan = C (C > C*) • Supersaturasi dapat dinyatakan sebagai: Driving force (C) = C – C* Rasio supersaturasi (S) = C/C*

  39. Pengukuran supersaturasi • Diperlukan untuk mengontrol proses kristalisasi. • Cara pengukuran: - mengukur densitas (makin tinggi supersaturasi, densitas makin besar). - mengukur refractive index (makin tinggi supersaturasi, refractive index makin besar). - mengukur titik didih normal larutan (makin banyak zat terlarut, titik didih normal akan makin tinggi).

  40. Cara mencapai supersaturasi • Penguapan • Pendinginan • Kombinasi antara penguapan dan pendinginan • Reaksi kimia

  41. Kombinasi penguapan dan pendinginan • Contoh: Pabrik gula pasir • Dengan penguapan (A-B) : diperoleh larutan jenuh pada suhu T1. • B-C : Suhu diturunkan sampai T2 (< T1) sehingga diperoleh supersaturasi dan terjadi kristalisasi. C B Konsentrasi A Larutan jenuh T1 T2 Suhu

  42. Pertanyaan • Apa yang terjadi jika penguapan dilakukan sampai tercapai supersaturasi di titik B’ ? B’ C B Konsentrasi A Larutan jenuh T1 T2 Suhu

  43. Reaksi kimia (reactive crystallization) • Contoh: Pabrik amonium sulfat (ZA) Reaktor – Kristalisasi (sudah jenuh (NH4)2SO4) H2SO4(l) Kristal ZA Separator Suspensi kristal NH3(g) Reaksi: H2SO4 + NH3  (NH4)2SO4 Mother liquor

  44. Crystallizer di industri

  45. Contoh kasus 3 • Cairan A yang bertekanan 10 atm dan bersuhu 110oC diturunkan tekanannya dengan kran ekspansi sampai tekanannya menjadi 1 atm. Tekanan uap pada berbagai suhu dapat didekati dengan persamaan Kapasitas panas cairan 0,8 cal/g/K dan panas penguapan 300 cal/g (dianggap konstan). Hitung: 1. Suhu keluar kran ekspansi 2. % cairan yang menguap

  46. Illustrasi Contoh Kasus 1

More Related