Dasar Kesetimbangan Uap-Cair PENYULINGAN Distillation

254 temperatur dan konsentrasi fasa uap didapatkan sebagai hasil perhitungan sesuai sifat-sifat fisik pada tahap kesetimbangan. Batas perpindahan fase tercapai apabila kedua fasa mencapai kesetimbangan dan perpindahan makroskopik terhenti. Pada proses komersial yang dituntut memiliki laju produksi besar, terjadinya kesetimbangan harus dihindari.

4.5.2. Dasar Kesetimbangan Uap-Cair

Keberhasilan suatu operasi penyulingan tergantung pda keadaan setimbang yang terjadi antar fasa uap dan fasa cairan dari suatu campuran. Dalam hal ini akan ditinjau campuran biner yang terdiri dari kompoenen A yang lebih mudah menguap dan komponen B yang kurang mudah menguap. Pada gambar 4.65 merupakan hubungan antara komponen A dan komponen B dengan suhu kesetimbangan uap-cair. Campuran dua komponen disebut juga dengan campuran biner. Pada sumbu horisontal, menunjukkan fraksi dari komponen A. Diujung sebelah kiri ditandai dengan angka nol, artinya fraksi komponen A, x A dan y A = 0, atau pada titik tersebut merupakan komponen B murni. Disisi lain, pada ujung sebelah kanan, ditandai dengan angka 1, merupakan komponen A murni. Garis vertikal menunjukkan suhu, baik suhu A, B maupun campuran A dan B. Pada grafik tersebut terlihat bahwa titik didih boiling point dari komponen A murni lebih rendah dibanding komponen B, T A T B . Hal ini menunjukkan bahwa, komponen A lebih mudah menguap dibanding komponen B. Kurva bagian atas pada grafik tersebut, menunjukkan kurva untuk titik embun dew point, sedangkan kurva dibagian bawah, merupakan kurva titik gelembung bubble point. Ruang diatas kurva titik embun, bahan berada pada fase uap, sedangkan ruang dibawah kurva titik gelembung, bahan berada pada fase cair. Diantara kedua kurva tersebut, bahan berada pada fase campuran. Di unduh dari : Bukupaket.com 255 Gambar 4.65: Grafik hubungan antara komposisi dan suhu untuk campuran biner Pada titik 1 dalam lingkaran, apabila ditarik lurus kekanan, maka garis yang memotong kurva titik gelembung dan ditarik kebawah akan didapat komposisi, x A1 komposisi A pada fase cair pada suhu T 1 . Sedangkan apabila garis tersebut memotong kurva titik embun, kemudian ditarik kebawah, akan didapat komposisi, y A1 komposisi A pada fase uap pada suhu T 1 . Selanjutnya, pada titik 2 dimana bahan mempunyai komposisi tertentu, maka untuk mendapatkan titik gelembung dan titik embunnya dengan cara menarik garis keatas, sehingga didapat T B2 dan T D2 . Sedangkan gambar 4.65, menunjukkan hubungan komposisi uap-cairan pada kesetimbangannya pada suhu tertentu. Dalam banyak campuran biner, terlihat bahwa pada suhu tertentu, harga y A selalu lebih besar daripada harga x A , sebagaimana ditampilkan pada gambar 4.66. Di unduh dari : Bukupaket.com 256 Gambar 4.66: Komposisi uap-cairan pada kesetimbangan Ada beberapa campuran biner yang titik didihnya di atas atau di bawah titik didih kedua komponennya. Campuran pertama disebut azeotrop minimum seperti dapat dilihat pada Gambar 4.67-a sedangkan campuran kedua disebut azeotrop maksimum pada Gambar 4.67-b. Dalam kedua hal, y A tidak selalu lebih besar daripada harga x A , ada kesetimbangan uap cairan dengan y A selalu lebih kecil daripada x A . Pada titik azeotrop, y A sama dengan x A dan campuran cairan dengan komposisi sama dengan titik azeotrop tidak dapat dipisahkan dengan cara distilasi biasa. a b Gambar 4.67 Titik azeotrop minimum dan maksimum Di unduh dari : Bukupaket.com 257

4.5.3. Dasar Peralatan Penyulingan