1. perpindahan massa dan difusi.pdf

8/18/2019 1. PERPINDAHAN MASSA DAN DIFUSI.pdf

1/24

PERPINDAHAN MASSA DAN

DIFUSI

BY

RIDHAWATI S.T . M.T

A N DI M U H I Q BA L A KB AR A SF AR S . T. M . T


2/24

Tujuan Instruksional khusus

Satop_2 By RidHa

2

Setelah mempelajari isi seluruhbahasan ini, maka anda akan dapat:

•Menjelaskan mekanismeperpindahan massa

•

Menghitung besar fluks molar•Menentukan koefisien difusi


3/24

Satop_2 By RidHa 3


4/24

Satop_2 By RidHa 4


5/24

Satop_2 By RidHa 5


6/24

Pendahuluan

Transfer massamerupakan salah satuChemical EngineeringTools, yang merupakan

konsep-konsep atauprinsip-prinsip seorangTK dalam menyelesaikantugasnya

Chemical EngineeringTools :

1. Neraca Massa,

2. Neraca Panas,

3. Proses-proses Transfer,

4. keseimbangan,

5. ekonomi,

6. humanitas.

6

Satop_2 By RidHa


7/24

Proses-proses transfer di bidang TK meliputi : A. FISIS1. transfer momentum

Dijumpai di kasus aliran fluida, pencampuran, sedimentasidan filtrasi.

2. transfer panasDijumpai pada alat-alat pertukaran panas, distilasi, danpengeringan.

3. transfer massa

Dijumpai pada alat-alat distilasi, pengeringan, ekstraksi,absorbsi, adsorpsi, stripping dan membran.

B. KIMIA, yaitu kecepatan reaksi kimia

Pendahuluan (lanjutan)7

Satop_2 By RidHa


8/24

Mengapa transfer massa perlu dipelajari?

Peristiwa perpindahan massa atau transfer massaatau difusi banyak dijumpai di dalam kehidupansehari-hari, di dalam ilmu pengetahuan dan diindustri

8

Satop_2 By RidHa


9/24

Created by Ridha

9

Bidang ilmu teknik kimia mempunyai bagian subyek yangmenyangkut operasi tanpa reaksi kimia. Subyek ini dikelompokkandalam OPERASI TEKNIK KIMIA (UNIT OPERATION)

Proses yang tidak melibatkan reaksi kimia ini, menjadikanperbedaan konsentrasi sebagai driving force.

Perpindahan massa adalah bagian dari proses ini. Sedangkanpemisahan menjadi komponen terjadi bukan karena perbedaankonsentrasi tetapi akibat perbedaan sifat fisik.

Contoh pemisahan menjadi komponen ialah : filtrasi dan screening(akibat perbedaan ukuran, dekantasi (perbedaan berat jenis)

Teknik KimiaUnit operasi (non reaksi)Driving force : perbedaan konsentrasi

............PERPINDAHAN MASSA


10/24

Created by Ridha

10

Implementasi di Industri Operasi perpindahan massa banyak diimplementasikan pada proses

pemisahan yang merupakan faktor sangat penting di industriProses pemisahan di industri : - purifikasi bahan baku dan produk

- bagian cost produksi tertinggiContoh : biaya proses purifikasi alkohol

Variabel yang vital dalam proses pemisahan : beda konsentrasi awal-akhir

Karakter Proses perpindahan massa Merupakan proses perpindahan dalam skala molekul yang

diakibatkanVperbedaan konsentrasi

Contoh : Pemisahan air dari larutan alkohol. Pada sistem pemisahantjd aliran uap air akibat perbedaan konsentrasi >< aliran air dalam pipakarena tekanan pompa


11/24

Klasifikasi Perpindahan Massa

Created by Ridha

11

Campuran 2 fasaDalam perpindahan massa, harus melibatkan lebih dari satu komponen Padaproses ini, kedua komponen larut sempurna pada setiap perbandinganKontak antara 2 fasa menyebabkan terjadinya difusi antar masing2komponen dan menyebabkan hasil separasi yang selalu tidak sempurna Sistem campuran pada operasi perpindahan massa

Sistem gas-gas dan padat-padat: tidak terjadi dua fasaSistem gas – cair : semua komponen harus terdistribusi pada ke dua fasapemisahan dapat menggunakan metode distilasi atau teknik lainnya seperti :

absorbsi >< desorbsihumidifikasi >< de humidifikasi

Sistem gas-padat : menyangkut proses adsorbsi/desorbsi Sistem cair-cair : proses ekstraksi Cair-padat : proses kristalisasi


12/24

Created by Ridha

12

Pemisahan menggunakan Membran

Sistem gas-gas : menggunakan membran microporekecematan pemisahan merupakan fungsi dimensimolekul

Sistem gas – cair : dipengaruhi tingkat permeasikecepatan pemisahan mrpk fungsi kelarutan

Sistem cair-cair : proses dialisis

Sistem pemisahan yang lain :-kontak langsung fasa tercampur

-Pemanfaatan sifat permukaan


13/24

Jenis dan Kondisi Operasi Perpindahan Massa

Created by Ridha

13

Direct : metode dengan membentuk dua fasa dari 1 fasadengan penambahan energi

Indirect : metode dengan penambahan substansi lain Steady state operation : konsentrasi pd setiap posisi sama

setiap waktu Unsteady state : >< steady state Stagewise operation : aliran fasa ke sistem tidak kontinyu Continuous operation : aliran fasa ke dan dari sistem kontinyuPrinsip disain alat perpindahan massa 4 variabel pokok :

- Jumlah stage kesetimbangan- Waktu yang diperlukan- Kapasitas- Energi yang dibutuhkan


14/24

Created by Ridha

14

Jenis Separasi :- Evaporation- Distillation- Extraction- Leaching

- Membrane Separation- Absorption

Distilasi : pemisahan yang didasarkan pada terjadinya distribusisubstansi pada fasa gas-cair- Distribusi substansi yang terjadi adalah akibat perbedaan votality

- Semua komponen terdapat pada kedua fasa- Apa perbedaan distilasi dengan evaporasi, ekstraksi, leaching danabsorbsi?


15/24

Contoh peristiwa transfer massa

1) larutnya kristal gula dalam air, artinya komponen gulamendifusi ke fase air.

2) larutnya kopi ke dalam air, terjerapnya zat beracun kedalam arang,

3) larutnya oksigen ke dalam darah,4) Pada proses fermentasi, nutrisi dan oksigen yang

terlarut dalam larutan mendifusi ke mikroorganisme,

5) Pengambilan uranium dari batuan, dengan cara

ekstraksi menggunakan pelarut organik, misal heksan.6) Penghilangan logam berbahaya dari limbah cair

menggunakan adsorben, dll.

15

Satop_2 By RidHa


16/24

Satop_2 By RidHa 16


17/24

Perpindahan massa dapat terjadi pada fasa yangsama maupun fasa yang berbeda

DASAR-DASAR TRANSFER MASSA17

Satop_2 By RidHa


18/24

Perpindahan komponen dari daerahkonsentrasi tinggi ke daerah konsentrasi

rendah perpindahan massa.

Laju perpindahan massa akan berkurang atauberhenti apabila gradient konsentrasi

berkurang sampai menjadi nol.

Difusi adalah peristiwa perpindahan molekulyang disebabkan gerakan acak dari molekuldalam suatu fluida diam (stagnant) dengan

gaya dorong perbedaan konsentrasi.


Satop_2 By RidHa


19/24

19Satop_2 By RidHa


20/24

DASAR-DASAR TRANSFER MASSA

Transfer massa adalah gerakan molekul-molekul ataufluida yang disebabkan adanya gaya pendorong.

Persamaan umum kecepatan perpindahan/transfer

20

Satop_2 By RidHa


21/24


Satop_2 By RidHa


22/24


Satop_2 By RidHa


23/24

latihan

Satop_2 By RidHa

23

Tent komposisi dr komp formaldehid (A), urea (B),ammoniak (C), dan Na2CO3 dalam campuran. Jikadiket:

Formalin 37% = 300 mlPerb mol A/B = 1,5

BM formaldehid = 30 g/mol

BM urea = 60 g/mol

Berat ammoniak = 10% dari total campuran

Berat Na2CO3 = 5% dari berat ammoniak


24/24

Satop_2 By RidHa

24

1. Sebanyak 5,6 g besi direaksikan dengan 3,2g belerangmenjadi 8,8 g besi belerang. Tentukan perbandingankedua unsur dalam senyawa besi belerang

2. 3 mol aseton dan 2 mol kloroform dicampur pada suhu

35 oC . Tekanan uap jenuh aseton dan kloroform padasuhu tersebut adalah 360 dan 250 torr

a. Bila larutan tersebut dianggap ideal, hitung tekananuap larutan tersebut

b. Bila larutan tersebut mempunyai tekanan uapsebesar 280 torr, bagaimanakah komposisi cairan awalcampuran tersebut

1. perpindahan massa dan difusi.pdf

Documents