TUGAS KULIAH TEKNIK REAKSI KIMIA I

TUGAS KULIAH

TEKNIK REAKSI KIMIA I
Dosen : Prof. Dr. Ir. H. M. Rachimoellah, Dipl. EST

Nama : Aristia Anggraeni S.
NRP : 2313 105 007

JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2013

Pure A (1kmol/hr 1 atm) is fed to plugflow reactor where it reacts reversibly and isothermally at
1219 with elementary kinetics.
1

A

k1 = 200 hr -1, Kp = 1 atm

2R

2

Find :
a.) The size of reactor neede for 40% conversion
b.) The equilibrium conversion
Solution
a.) Volume of plug flow reaction the reaction is elementary. Hence first order forward, second order
reverse
-rA = k1 CA – k2 CR2
Thus the plug flow performance equation becomes
0,4
d X A 0,4 dX A
dX
V
=∫
=∫
=∫ A
2
F A0 0 -rA
N
N
0 k1 CA - k 2 C R
k1 A - k2 A
V
V

2

( ) ( )

*We must write these in terms of conversion. Since this
is not easy to see straight off. Let us go back to
definition of concentration.
V= FA0 =∫

V= FA0 =∫

dX A

[

N (1- X A )
N (2 X A )
k 1 ao
- k 2 A0
V0 (1+ εA XA )
V 0 (1+ ε A X A )

]

2

dX A

[

N -(1- XA )
X
k 1 ao
- 4k 2 C2A0 A
V0 (1+ εA XA )
1+ ε A XA

2

]

Now evaluate all the terms in the above performance expression
k1 = 200 hr -1
C A 0=

k2 conc =

PA0
=
RT

(

1 atm
¿ . atm
0,08206
1219 K
mol K

k 2 conc k 1 conc
=
Kc
Kp
RT

)

=

= 0,01 mol/lt

200 hr
¿ . atm
(¿¿−1)(100
)
mol
=20000 ¿
1 atm
mol . hr
¿

Fa0 = 1000 mol/lt
A

2R

1

0

1

2

2

2

ε A=

2−1
=1
1

Replacing at values gives
0,4

10

V=

3


0

0,4

¿ 500 ∫
0

dX A

( 200 ) ( 0,0 1 )

(

1- XA
X
-4(2000)(0,01)2 A
1+ XA
1+ X A

)

(

2

)

2

(1+ X A ) dX A
1+5 X A

2

= (500) (9,8)
= 4900 liter = 4,9 m3
Solve graphically
XA
0
0,1
0,2
0,3
0,34
0,38
0,4

(1+XA)2/(1-5XA2)
1
1,27
1,80
3,07
4,25
6,85
9,80

10.00
9.00
8.00
7.00
6.00
5.00 A)2
(1+X
4.00 A2
1-5X
3.00
2.00
1.00
0.00
0

0.05

0.1

0.15

0.2
Xa

V = (500)( 1) = 500 liter = 0,5 m3 ... (a)

0.25

0.3

0.35

0.4

b.) Equilibrium conversion
The quickest way to find XAe is to recognize that occurs where (forward rate) = (backward
rate) ... or where ... k1 CA = k2 CR2
From the last writing of the performance equation this occurs where :
1 – 5XA2 = 0 ...or where ... XAe = 0,45 ... (b)
Alternatively we can conservatively retreat into formal thermodynamics. Here for the general
ideal gas reaction n hz = Rr + Ss
Δn = r + s - Q, we have
r=

Kp

RT
π
=K c
=K y
∆n
P=1 atm
P=1 atm
( P=1 atm)

(

) (

Kp = thermodynamics equilibrium constant
r

K C=

s

CR CS
R

Cn

r

s

y y
K y= R a S
yn
For our reaction
A

2R

1

0

1-Z

2Z total

total

Mol fraction
K C=

=1
=1+Z

1−Z
1+ Z

2X
1+ Z

Kr K p
1atm
= 1=
=1
π P (1 atm)1

y R2 ( 2 Z /1+Z )2
4 Z2
=
=
y A ( 1−Z /1+ Z ) 1−Z 2
From these two
Z = 0,45
Bilangan Z = fraction XAe
So, XAe = 0,45

∆n

)


Dokumen baru

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

69 1648 16

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

26 427 43

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

27 386 23

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

8 239 24

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

19 349 23

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

28 493 14

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

22 441 50

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

9 279 17

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

13 449 30

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

23 520 23