Pengantar Analisis Teknik Kimia
Silvia
110405038
Pengantar Analisis Teknik Kimia
Tugas I
Sebuah tangki berbentuk silinder dengan luas penampang 5 m2 dan tinggi 10 m, mula-mula
berisi air setengahnya. Keudian ke dalam tangki tersebut dialirkan air dengan laju yang
tergantung waktu yang diungkapkan dengan persamaan : Qi(t) = 2t. Pada saat yang sama,
keran (valve) di bagian bawah tangki dibuka sehingga air mengalir dengan laju tergantung
pada tinggi permukaan air di dalam tangki dan diungkapkan dengan persamaan : Qo(t) = h/5.
Ket : h=tinggi permukaan air di dalam tangki,m
T=waktu (jam)
Qi=laju alir masuk, m3/jam : Qo= laju alir keluar, m3/jam
a.Tentukan tinggi permukaan air di dalam tangki 1 jam setelah air dialirkan ke dalam tangki.
(Gunakan t= sekecil mungkin)
b.Tentukan apakah pada akhirnya tangki ini akan kosong atau penuh. Berikan analisa
saudara/i terhadap kejadian ini.
c.Jika terjadi keadaan yang sebaliknya; Qi(t)=h/5 dan Qo(t) =2t, tentukan kapan tangki ini
akan kosong atau penuh.
Hasil Analisa :
a.
dh
dt
=
Qi(t)-Qo(t)
A
=
2t - h/5
5
= 0,4t – 0,04h
Silvia
110405038
Pengantar Analisis Teknik Kimia
Jika digunakan t=0,0001 maka h tangki akhirnya 5,00129 m, tampak dari hasil program
MATLAB di bawah ini :
b.Setelah dicoba-coba divariasikan waktunya, maka didapat bahwa tangki pada akhirnya
akan penuh pada t=5,70 jam, dimana dilakukan dengan t=0,001 dan tinggi tangki =
10,20032 m yang dapat dilihat dari hasil program MATLAB di bawah.
Silvia
110405038
Pengantar Analisis Teknik Kimia
c.Jika Qi dan Qo ditukar maka pada akhirnya tangki akan kosong. Pada awalnya dengan
t=0,01, h tangki bertambah dan pada waktu 0,52 jam, h mengalami penurunan dan akhirnya
akan kosong pada 5,37 jam.
Hal tersebut terjadi karena :
0.2h - 2 t
A
H(i - 1) = H(i) + Δ t
jika i = 2, ∆t =0,001 ; maka t = 0, H(1) = 5,
H(2) = H(1) + Δ t
0.2h - 2 t
A
H(2) = 5 + 0,001
0,2.5 - 2.0
= 5,0002
5
Dan pada saat mengalami penurunan saat t=0,52 :
H = 5,05075 + 0,001
0,2.5,05075 - 2.0,52
= 5,05074
5
Silvia
110405038
Pengantar Analisis Teknik Kimia
Hal itu menunjukkan bahwa jika Q0 lebih besar dari Qi ,maka tangki akan kosong
pada akhirnya, dan perubahan nilai laju masuk dan keluar inilah yang membuat h
pada awalnya meningkat lalu menurun hingga kosong.
Tugas II
Sebuah reaktor semi batch digunakan untuk reaksi fasa cair :
A produk. Reaksi berlangsung dengan kecepatan r=0,1 CA2. Mula-mula reaktor
hanya berisi cairan inert dengan volume 40 liter. Mulai t=0 detik, suatu larutan A
dengan konsentrasi konstan 1 mol/liter dan laju alir 20 l/detik dialirkan ke dalam
reaktor secara kontinu.
Tentukan jumlah mol A pada saat t=4 detik setelah larutan A dialirkan ke dalam
reaktor.
Silvia
110405038
Pengantar Analisis Teknik Kimia
Dengan menggunakan ∆t = 0,001, diperoleh jumlah mol zat A di dalam reaktor
setelah 4 detik adalah 72,27339 mol.
Jumlah mol zat A di dalam reaktor akan terus bertambah seiring dengan
bertambahnya waktu. Hal itu disebabkan karena zat A dialirkan secara kontinu ke
dalam reaktor dengan konsentrasi yang konstan, dan jenis reaktor yang digunakan
merupakan reaktor semi-batch.
110405038
Pengantar Analisis Teknik Kimia
Tugas I
Sebuah tangki berbentuk silinder dengan luas penampang 5 m2 dan tinggi 10 m, mula-mula
berisi air setengahnya. Keudian ke dalam tangki tersebut dialirkan air dengan laju yang
tergantung waktu yang diungkapkan dengan persamaan : Qi(t) = 2t. Pada saat yang sama,
keran (valve) di bagian bawah tangki dibuka sehingga air mengalir dengan laju tergantung
pada tinggi permukaan air di dalam tangki dan diungkapkan dengan persamaan : Qo(t) = h/5.
Ket : h=tinggi permukaan air di dalam tangki,m
T=waktu (jam)
Qi=laju alir masuk, m3/jam : Qo= laju alir keluar, m3/jam
a.Tentukan tinggi permukaan air di dalam tangki 1 jam setelah air dialirkan ke dalam tangki.
(Gunakan t= sekecil mungkin)
b.Tentukan apakah pada akhirnya tangki ini akan kosong atau penuh. Berikan analisa
saudara/i terhadap kejadian ini.
c.Jika terjadi keadaan yang sebaliknya; Qi(t)=h/5 dan Qo(t) =2t, tentukan kapan tangki ini
akan kosong atau penuh.
Hasil Analisa :
a.
dh
dt
=
Qi(t)-Qo(t)
A
=
2t - h/5
5
= 0,4t – 0,04h
Silvia
110405038
Pengantar Analisis Teknik Kimia
Jika digunakan t=0,0001 maka h tangki akhirnya 5,00129 m, tampak dari hasil program
MATLAB di bawah ini :
b.Setelah dicoba-coba divariasikan waktunya, maka didapat bahwa tangki pada akhirnya
akan penuh pada t=5,70 jam, dimana dilakukan dengan t=0,001 dan tinggi tangki =
10,20032 m yang dapat dilihat dari hasil program MATLAB di bawah.
Silvia
110405038
Pengantar Analisis Teknik Kimia
c.Jika Qi dan Qo ditukar maka pada akhirnya tangki akan kosong. Pada awalnya dengan
t=0,01, h tangki bertambah dan pada waktu 0,52 jam, h mengalami penurunan dan akhirnya
akan kosong pada 5,37 jam.
Hal tersebut terjadi karena :
0.2h - 2 t
A
H(i - 1) = H(i) + Δ t
jika i = 2, ∆t =0,001 ; maka t = 0, H(1) = 5,
H(2) = H(1) + Δ t
0.2h - 2 t
A
H(2) = 5 + 0,001
0,2.5 - 2.0
= 5,0002
5
Dan pada saat mengalami penurunan saat t=0,52 :
H = 5,05075 + 0,001
0,2.5,05075 - 2.0,52
= 5,05074
5
Silvia
110405038
Pengantar Analisis Teknik Kimia
Hal itu menunjukkan bahwa jika Q0 lebih besar dari Qi ,maka tangki akan kosong
pada akhirnya, dan perubahan nilai laju masuk dan keluar inilah yang membuat h
pada awalnya meningkat lalu menurun hingga kosong.
Tugas II
Sebuah reaktor semi batch digunakan untuk reaksi fasa cair :
A produk. Reaksi berlangsung dengan kecepatan r=0,1 CA2. Mula-mula reaktor
hanya berisi cairan inert dengan volume 40 liter. Mulai t=0 detik, suatu larutan A
dengan konsentrasi konstan 1 mol/liter dan laju alir 20 l/detik dialirkan ke dalam
reaktor secara kontinu.
Tentukan jumlah mol A pada saat t=4 detik setelah larutan A dialirkan ke dalam
reaktor.
Silvia
110405038
Pengantar Analisis Teknik Kimia
Dengan menggunakan ∆t = 0,001, diperoleh jumlah mol zat A di dalam reaktor
setelah 4 detik adalah 72,27339 mol.
Jumlah mol zat A di dalam reaktor akan terus bertambah seiring dengan
bertambahnya waktu. Hal itu disebabkan karena zat A dialirkan secara kontinu ke
dalam reaktor dengan konsentrasi yang konstan, dan jenis reaktor yang digunakan
merupakan reaktor semi-batch.