140 likes | 361 Views
THE EQUILIBRIUM STATE OF DILUTE GAS. MIFTAHUL JANNAH 111810201035 JURUSAN FISIKA FMIPA UNIVERSITAS JEMBER. Persamaan Kesetimbangan Uap Cair (VLE) Sederhana.
E N D
THE EQUILIBRIUM STATE OF DILUTE GAS MIFTAHUL JANNAH 111810201035 JURUSAN FISIKA FMIPA UNIVERSITAS JEMBER
PersamaanKesetimbanganUapCair (VLE) Sederhana Ketikatermodinamikaditerapkanuntukkesetimbanganuapcair, tujuannyaadalahmenentukantemperatur, tekanandankomposisifasadalamkesetimbangandenganperhitungan. Dua model yang paling sederhanaadalahHukumRaoultdanHukum Henry. Penjabarannyayaitusebagaiberikut :
HukumRaoult Duaasumsiutama yang diperlukanuntukmereduksiperhitungan VLE terhadaphukumRaoultadalah: • Fasauapadalah gas ideal • Fasacairadalahlarutan ideal
AsumsipertamabahwahukumRaoultdapatditerapkanuntuktekananrendahsampaimenengah. Penerapankeduabahwainimemilikiperkiraanvalidasihanyaketikakomponen yang menyusunsistemsamasecarakimia. Hanyasajasebagai gas ideal yang menjalaniperilakuseperti gas nyatapadakeadaanstandart yang dapatdiperbandingkan, larutan ideal merepresentasikanperilakumenujuperilakularutannyata yang dapatdiperbandingkan. Perilakularutan ideal seringdiperkirakandenganfasacairdimanaspesies/komponenmolekulartidakterlaluberbedadalamukurandansifatkimianyasama.
Ekspresimatematis yang merefleksikanduaasumsidanmemberiekspresikuantitatifterhadaphukumRaoultadalah Dimana xiadalah mol fraksifasecair, yiadalah mol fraksifaseuapdanPisatadalahtekananuapmurnispesies I padatemperatursistem. Model sederhanauntuk VLE persamaan 1 menyediakandeskripsirelistisperilakuaktualuntuksistem yang relatifkecil. Namudemikian, inibergunauntukmenampilkansistem yang lebihkompleks.
Hukum Henry AplikasihukumRaoultuntukspesies I memerlukanPisatpadatemperaturaplikasidanolehkarenaitutidaksesuaiuntukspesies yang memilkitemperaturkritiskurangdaritemperaturaplikasi. Jikasuatusistemuadarakontakdengancairan air diperkirakanpadakesetimbangan,selanjutnyaudaradijenuhkandengan air. Fraksimoluap air dalamudarabiasanyaditemukandarihukumRaoult yang diterapkanke air denganasumsibahawatidakadaudara yang terlarutdalamfasacair. Olehkarenaitu, cairan air dianggapmurni (x2=1) danhukumRaoultuntuk air (spesies ) menjadiy2P= Pisat.
Pada 25oC dan tekanan atmosferik, persamaan ini menghasilkan: diamana tekanan dalam satuan kPa dan P2sat dari tabel steam.
Jika kita akan menghitung fraksi mol udara yang terlarut dalam air, hukum Rault tidak dapat diterapkan, karena temperatur kritis udara lebih rendah dari 25oC. Permasalahan ini dapat diselesaikan dengan hukum Henry, diterapkan untuk tekanan cukup rendah yang fasa uapnya dapat diasumsikan sebagai gas ideal. Untuk spesies yang ada sangat encer dalam fasa cair, hukum Henry kemudian menyatakan bahwa tekanan parsial spesies dalam fasa uap adalah perbandingan langsung terhadap mol fraksi cairannya. Oleh karena itu; yiP = xiΗi diamana Hiadalah konstanta Henry.
Contoh Permasalahan Asumsikan bahwa air karbonat hanya mengandung CO2 dan H2O, tentukan komposisi uap dan cairan dalam kaleng soda tersegel dan tekanan yang mendorong kaleng pada 10oC. Konstanta Henry untuk CO2 dan air pada 10oC sekitar 990 bar. Penyelesaian: Ambil spesies 1 sebagai CO2 dan spesies 2 sebagai air. Hukum Henry untuk spesies 1 dan hukum Rault untuk spesies 2 ditulis:
persamaan tersebut dijumlahkan menghasilkan : Asumsikan untuk sesaat bahwa fraksi mol CO2 dalam cairan adalah 0,01. Dengan H1 = 990 bar dan P2sat = 0,01227 bar (dari tabel steam pada 10oC), P = (0,01)(990) + (0,99) (0,01227) = 9,912 bar Hasil ini digunakan dalam hukum henry untuk menentukan nilai baru x1. Dengan y1≈ 1, yang sesuai dengan asumsi awal.
Selanjutnya dengan hukum Rault persamaan (1) untuk spesies 2 ditulis, Selanjutnya y1 = 1- y2 = 1 – 0,0012 = 0,9988, dan fasa uap mendekati CO2 murni, sebagaimana yang diasumsikan.