commit to user 17
Berat molekul H
2
O max 200 ppm : 64,52 kgkgmol
Chloritech Industries, 2011
2.2. Konsep Proses 2.2.1 Dasar reaksi
Proses pembentukan etil klorida dari etil alkohol dan hydrogen klorida mengikuti reaksi sebagai berikut:
C
2
H
5
OH
g
+ HCl
g CaCl
2
C
2
H
5
Cl
g
+ H
2
O
g
…....…………..7
Perbandingan etil akohol dan hidrogen klorida sebesar 1 : 1,2. Kinversi reaksi sebesar 31 terhadap etil alkohol. Katalis CaCl
2
menghasilkan yield lebih tinggi dibandingkan dengan katalis lain. US. Patent 2.516.638
2.2.2 Mekanisme reaksi
Reaksi pembuatan etil klorida merupakan reaksi heterogen pada fase gas
–cair. Untuk mengetahui mekanisme reaksi dalam reaksi fase gas-cair terlebih dahulu harus
mengetahui faktor yang paling berpengaruh dalam proses yaitu: raksi kimia, transfer massa maupun keduanya.
Faktor yang paling berpengaruh dalam proses bisa diketahui dengan menghitung nilai Hatta Number M
H
Levenspiel, 1999.
commit to user 18
Bila : M
H
2 = reaksi kimia relatif sangat cepat dibandingkan
dengan transfer massa, sehingga transfer massa yang paling berpengaruh.
0,02 M
H
2 = transfer massa dan reaksi kimia sama
– sama berpengaruh.
M
H
0,02 = reaksi kimia relatif sangat lambat dibandingkan
transfer massa, sehingga reaksi kimia yang paling berpengaruh.
Dalam perhitungan diperoleh M
H
sebesar 0,00026, sehingga dapat dketahui bahwa transfer massa relatif berjalan sangat cepat, sehingga reaksi kimia yang
berpengaruh kasus H. Jadi reaksi terjadi dibadan cairan. Jadi mekanisme reaksinya adalah sebagai berikut :
Liquid Gas
P
A
C
B
C
A
Gambar 2.1 Skema Mekanisme Reaksi
Keterangan gambar : P
A
= tekanan
etil alkohol
C
A
= konsentrasi
etil alkohol
C
B
= konsentrasi hidrogen klorida
2 AL
A B
2 H
k .
.C k
M
film melewati
difusi transfer
film di
maksimum konversi
M
2 H
commit to user 19
2.2.3 Kondisi operasi
Pembuatan etil klorida dari etil alkohol dilakukan dalam reaktor gelembung
bubble reactor
pada suhu 70°C dan pada tekanan 1 atm. Reaksi berlangsung secara eksotermis, sehingga membutuhkan pendingin.
Yield
pembentukan etil klorida sebesar 94 US. Patent 2.516.638, dengan konversi 31 dan diperoleh kemurnian
produk sebesar 99,7 .
2.2.4 Tinjauan termodinamika
Untuk menentukan sifat reaksi apakah berjalan secara eksotermis atau endotermis, maka perlu pembuktian denagn menggunakan pana
s reaksi ΔH pada reaksi 14,7 psia. Panas reaksi ΔH dapat ditentukan dengan menggunakan
persamaan: ΔH° = Σ ΔH°
f produk
- Σ ΔH°
f reaktan
Persamaan reaksi :
C
2
H
5
OH
g
+ HCl
g CaCl
2
C
2
H
5
Cl
g
+ H
2
O
g
….............……8 Data-data harga
ΔH°
f
untuk masing-masing komponen pada 298°K adalah Yaws, 1999:
ΔH°
f
C
2
H
5
OH = -234,81
Jmol ΔH°
f
HCl = -92,30 Jmol
ΔH°
f
C
2
H
5
Cl = -1117,71 Jmol
ΔH°
f
H
2
O = -241.080 Jmol
commit to user 20
ΔH°
reaksi
= Σ ΔH°
f produk
- Σ ΔH°
f reaktan
= -1117,71 + -241.080 – -234,81
+ -92,30 = -26400 Jmol
Dari harga ΔH sebesar -26400 Jmol dapat disimpulkan bahwa pada reaksi adalah eksotermis. Untuk mengetahui reaksi oksidasi etil klorida
termasuk reaksi
reversible
atau
irreversible
, maka harus dihitung harga tetapan kesetimbangan K Diketahui data-data sebagai berikut Yaws, 1999 :
ΔG°
f
C
2
H
5
OH = -60,04
Jmol ΔG°
f
HCl = -95,33 Jmol
ΔG°
f
C
2
H
5
Cl = -60,04 Jmol
ΔG°
f
H
2
O = -228,77Jmol
Perubahan energi Gibbs reaksi dapat dihitung dengan persamaan : ΔG°
reaksi
= Σ ΔG°
f produk
- Σ ΔG°
f reaktan
= -60,04 + -228,77 – -168,39
+-95,33 = -25,09 Jmol
ΔG°
reaksi 1
= -RT ln K
298,15K .K
8,314Jmol Jmol
25,09 -
RT -
ΔG K
ln
= 40,055 K = 2.488 x 10
17
commit to user 21
Untuk harga teteapan kesetimbangan pada T = 343 K
1 o
1
T 1
T 1
R -
ΔH K
K ln
ln KK
1
= -13,828 KK
1
= 9,8798 x 10
-7
K
reaksi
= 2,518 x 10
23
Dari perhitungan diatas tampak bahwa harga K sangat besar, sehingga reaksi yang terjadi merupakan reaksi
irreversible.
2.2.5. Tinjauan kinetika
