BAB II REAKTOR GANDA
2.1. Tujuan Percobaan
- Membuat neraca massa - Menghitung konversi reaksi
2.2. Tinjauan Pustaka
Mengubah bahan baku menjadi produk yang lebih bernilai sintesis kimia banyak dilakukan di industri kimia. Seperti bahan baku asam sulfat, ammonia, etilen, propilena,
asam fosfat, klorin, asam nitrat, urea, benzene, methanol, etanol, dan etilen glikol di olah menjadi seratbenang, cat, deterjen, plastic, karet, kertas, pupuk, inteksida, dll.
Yang dirancang dan di oprasikan oleh reaktor kimia.
[2]
Ada tiga tipe utama yang digunakan dalam pengoprasian reactor yaitu: A. Reaktor batch
1. Reaktor batch adalah tempat terjadinya suatu reaksi kimia tunggal yaitu reaksi
yang berlangsung hanya dengan satu persamaan laju reaksi yang berpasangan dengan persamaan kesetimbangan dan stokiometri.
[3 ]
Reactor batch ada 2 jenis yaitu: - Reactor batch volume konstan yang berupa liquid
- Reactor batch yang berupa gas Contoh gambar reactor batch
B. Reactor tangki berpengaduk Yaitu satu atau lebih reaktan masuk ke dalam suatu bejana berpengaduk dan
bersamaan dengan itu jumlah produk yang sama dikeluarkan dari reactor
C. Reaktor alir pipa Yaitu, satu atau lebih reaktan di
pompa ke dalam suatu
pipa .Biasanya reaksi yang
menggunakan Reaktor alir pipa adalah reaksi fase
gas.
Kecepatan dan konversi keseeimbangan reaksi kimia tergantung pada temperature, tekanan, dan komposisi reaktan.Misal oksidasi SO
2
menjadi SO
3
. 2 SO
2g
+ O
2g
2 SO
3g
Kecepatan reaksi bertambah dengan naiknya temperatur. Konversi keseimbangan SO
3
turun dengan naiknya temperatur, yaitu dari 90 pada 520 C menjadi 50 pada
680 C. konversi keseimbangan menyatakan konversi maksimum yang dapat dicapai
dengan atau tanpa katalis. Keseimbangan dan kecepatan reaksi harus diperhatikan ketika kita memanfaatkan reaksi kimia untuk tujuan komersial.Meskipun kecepatan
reaksi tidak berkaitan dengan termodinamika, tetapi konversi keseimbangan berkaitan.Kebanyakan reaksi di industry tidak dilangsungkan sampai tercapai
keseimbangan, biasanya reactor dirancang terutama berdasarkan kecepatan reaksi.Meskipun demikian pemilihan kondisi operasi di pengaruhi oleh keseimbangan.
Reaksi secara umum: [V
1
]A
1
+ [V
2
]A
2
+…. V
1
adalah koefisien stoikiometri reaksi Konvensi tanda untuk
i : • Positif + untuk produk
• Negatif – untuk reaktan.
[2]
2. Perubahan konsentrasi A setelah berlangsung selama t:
[1]
C
A
¿ N
A
V =
N
AO
1−X
A
V C
A
= C
AO
1–X
A
- Waktu tinggal Waktu tinggal merupakan waktu yang diperlukan bahan baku untuk bereaksi
di dalam reaktor pada kondisi tertentu. Waktu tinggal berbanding terbalik dengan laju reaksi, dimana semakin kecil waktu tinggal maka laju alir reaksi akan semakin
besar. Hal ini sesuai dengan persamaan :
V
2
O
3
300 C
τ = V
v =
C
A o
− C
A
− r
A
- Volum V Volume berbanding terbalik dengan laju reaksi dimana semakin kecil volume
maka laju alir reaksi akan semakin besar. Hal ini sesuai dengan persamaan :
[4]
τ = V
v =
C
A o
− C
A
− r
A
Aplikasi kriteria keseimbangan pada reaksi kimia Energi Gibbs total dari suatu system tertutup pada T dan P konstan akan
berkurang selama proses irreversible dan kondisi keseimbangan akan dicapai jika G
t
mencapai nilai minimum. Pada kondisi keseimbangan:
dG
t T,P
= 0 Jadi jka suatau campuran kimia tidak berasa pada keseimbangan kimia, maka
reaksi kimia yang terjadi pada T dan P konstan akan menurunkan energi Gibbs total dari system.
[1]
Berikut ini akan dibahas neraca massa, dimana reaksi terjadi di dalam sistem yang ditinjau. Dalam reaksi kimia, stoikiometri reaksi kimia harus diperhatikan.
Contoh suatu persamaan reaksi : a A + b B
c C + d D Reaksi di atas mempunyai arti:
1. Kualitatif, yaitu bahan apa yang direaksikan dan yang dihasilkan. Bahan A dan B merupakan reaktan atau pereaksi.Bahan C dan D merupakan produk atau hasil reaksi.
2. Kuantitatif, yaitu perbandingan mol-mol sebelum dan sesudah reaksi. Jika 1 mol A bereaksi maka ba mol B yang bereaksi.
Di dalam praktek, jarang terdapat peristiwa dimana reaksi berjalan secara stoikiometri tepat.Biasanya, salah satu reaktan berada dalam jumlah yang berlebihan,
sehingga reaksi tidak bisa berjalan stoikiometris.Pada akhir reaksi masih ada sisa-sisa jenuh reaktan. Dalam perhitungan kuantitatif sistem reaksi yang demikian, perlu
diketahui beberapa istilah seperti di bawah ini : Dalam perhitungan kuantitatif sistem reaksi yang demikian, perlu diketahui
beberapa istilah seperti di bawah ini : 1. limiting reactant reaktan pembatas Reaktan yang jumlah molnya paling sedikit bila
ditinjau dari segi stoikiometri. Atau reaktan yang akan habis terlebih dulu dibanding reaktan lainnya.
2. Excess reactant zat reaktan yang berlebihan. 3. Percent excess of reactant = persen kelebihan reaktan yang berlebih.
excess = jumlah mol kelebihan dari kebutuhan teoritis
jumlah mol kebutuhan teoritis 100
Jumlah mol kelebihannya = mol umpan – mol kebutuhan teoritisnya. Teoritis merupakan kondisi jika limiting reactant habis bereaksi.
4. Konversi. konversi=
jumlah mol reaktan yang bereaksi jumlah rekatan yang masuk reaktor
100
nilai konversi = 0 sampai dengan 100 =1,00.
[5]
2.3. Variabel Percobaan
Kategori