Metode Validasi Data Kesetimbangan Uap-Cair Dan Korelasi Umum Konstanta Henry Untuk Sistem Solute Polar Dalam Polimer - ITS Repository

.;~G

.o

s8/H fob
TESIS

METODE VALIDASI DATA KESETIMBANGAN UAP-CAIR
DAN KORELASI UMUM KONSTANTA HENRY UNTUK SISTEM

SOLUTE POLAR DALAM POLIMER

Oleb ·

\1. ARIF BATUTAH
'JRP. 2303 201 006
R_TI(
6~0

. 19.2

Bat
m-1

PEit

l'.~

TAK

I T S
T IJI. T"ri mtt
Ter! nu• Dr. ri

No.Ace nda Prp.

PROGRAM STUDI MAGISTER
~
BIDANG KEAHLIAN TEKNOLOGI PROSE
PROGRAM STUDI JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTSENOGI~D

t ~STIU

TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURA:BAYA
2005

H

M ETODE VALIDASI DATA KESETIMBANGA N UAP-CAIR
DAN KOR ELASI UM UM KONSTA NTA HENRY UNTUK SISTEM
SISTEM SOL UT E POLAR DALAM POLIM ER
Tcsis d isus un unt uk memenuhi sa la h salu syarn l mempcrolch gelar
Magister T eknik (MT)
di
lnstitul Tekno logi Sepuluh Nopcmber
Oleh ·

M. A RIF BAT UT AH

Nrp 2303 20 I 006

Tanggal Ujian
Periodc Wisuda

: 18 Ju li 2005
: September 2005

Disctujui olch l'cnguji Tcsis :

l.~

I. Dr. lr. Ku swandi, J:IEA
NIP. " 409 102

(Pembimbing)

(Pcmbimbing)

~-.

3. Pr

• t nto Oa ndogo, MSc, PhD
NIP. 130 687 440

c3t

4. lr. Sy:uns udin AITand i, MSc
NIP. I JO 532 024

(Penguji)

(Penguji)

VALIDATION METHOD Of VAPO UR LIQUID EQUILIBRIUM
AND GENERALIZED CORRELATION Of THE HENRY'S CONSTANT
FORPOLARSOLUTESIN FOURPOLYMERS
: M. Arif Batutab
:2303 201 006
Supervisor
: Dr.Ir.Kuswaodi, DEA

Co Supervisor : Dr.lr.Gede Wibawa, M.Eng

i:llame
~

RP

ABSTRACT
In this "ork the Henry's constants obtained from vapour-liquid equilibrium (VLE)
data for II polar solutes (methanol. eihanol, propanol, 2-propanol. butanol. 2butanol. 2 methyl-1-propanol, acetone. methyl ethyl ketone, methyl acetate and
propyl acetate) in four polymer solution polyisoprene, polyisobuthylene. poly (nbuthyl methacrylate) and poly (vinyl acetate)) were verified with infinite dilution
data, based on linicr relationship between natural logarithm of Henry's constants and
inverse of temperature. All systems studied were consistent except aectone-PV Ac
system.Both data were correlated using classical van't Hoff equation. Generalized
correlation of the llcnry's constant polar solutes were proposed for Pl. PIB. PBMA
and PVAc with AAD of9.4, 11.4. 26.5, and 12.1% respectively fonnodelland 15.3,
23.8. 25.8 and 16.9% respectively model II
Keyword :

Solubility. llcnry's constant, polymer vapour-liquid equilibria

Generalized Correlation

iii

OA~

\II::TOOE VA LIDASI DATA Kt::SETL\'ffiANGAN t:AP-CAIR
h:OR ELAS I C:\l fl~
KONSTA:-.ITA HE~R
Y UNTUK SISTDI
SOL.llTE POLAR DALAM POLlM£R
!'lama
' RP

~ lah

siwa

Pcmbimbine
Co-Pembimbing

: M. Arif Bat utah
: 23 03 201 006

: Dr. lr Kuswandi. DEA
: Or. lr Gede Wibawa, :\I. Eng
ABSTRAK

Dalam Penclitian ini. Konstanta Henry dari data vapor-liquid equilibrium(\ LL) 11
solute polar (methanoL ethanol, propanol. 2-propanol. butanol. 2-butanol, 2 methyl1-propanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl acetate dan propyl acetate) dalam ~
polimcr (pol) isoprene. polyisobuthylene, poly (n-buthyl methacrylate)) dan pol\
(\in~l
acetate) di verifikasi dengan data infinite dilution mcnggunakan hubungan
hnier antara logaritma konsranta llcnry dan inverse temperatur. Semua sistem yang
diteliti konsisten kccua li sistem acetone-PVAc. Kedua data tersebut kemud ian
dikorelasikan dengan persamaan van ' t Hofl'. Korelasi umum konstanta llcnry telaI!
bcrl!a~i
I dibuat untuk solute pola r- PI, PTB, PBMA dan PV Ac dcngan AAf) masingmasing 9 4, II .'I, 26.5, and 12.1% untuk model!, dan 15.3, 23.8, 25.8 dan 16.9 °o.
untuk model II.

Solubility, Henry's constant. polymer vapour-liquid equilibria.
Gcnrali.~:ed
Correlation

iv

KATA PENGANTAR
-~·ukr

Puji

kehadirat llahi Rabbi Tuhan sem sekalian alam yang. telah

mcmbcrikan kamnia dan rahmat -nya sehingga penulisan Tesis

dengan judul

..i\lttodt \ 'nlidnsi Data Kesetimbangan l)ap-Cair dan Korelasi t.:mum
Kon sta nw Ht-nry istem l'ntuk Solute Pola r-Polimer... dapatterselesaikan

lest-

111 1

merupakan salah satu syarat kelulusan untuk meraih gelar \ 1agister

Tt'knik (\I T) dt Program Pasca Sarjana Jurusan Teknik Kimia. Program Study
l'cknologi Proses. lnstitut Tcknologi Sepuluh l\opember Su:abaya
Padn kc~mpatn

ini kami mengucapkan banyak terimakasih kepada

Dr lr. \1 ahfud, DEA selaku Ketua Jumsan Teknik Kimia FTI - ITS
Dr lr K\ISwa ndi. DEA selaku Koordinator Program Studi Pasca Sarjana
l d, ni k l' iuai a FTl

Da

ITS

lr. 1\.uswa ndi. DEA dan Dr Jr. Gede Wibawa. M Eng sebagai

pembimbin¥, 1'lto/1/::,J - - - -- - - - - - -- - - - - - - - - --

¢, .. +-.H
;
8, z
( 1- -¢, )
In ...._+¥'
l' ln- - - Mq
•
•
")
Ill
.1.
')
I
LJ

=

In r.

·' l

.....

scdang umuk bag.ian re~idual

Y'1

-

(2 • l 0)

ul

adalah ·
(:! - II J

dimana koordinat number.
..

1

/'H

.:__j__

, ~
- ,

r

H

•

=10 dan¢.
~

dinyatakan dengan persamaan berikut

lf, H·!

0

•

(2 • 12)

L:, q,w,

J

Paramc!Cr-paramcter r, dan q, masing-masing di hitung dari jumlah parameterparmet~

volume dan luas gugus. R, dan (}k..
r, =

II A!, 2:, ••;"U, . q,

(2 • 13)

dimana ,.;' sclalu bilang.an integer, banyaknya gu!,>uS jenis k dalam molekul i dan
J/, adalah berat komponen r Parameter-parameter gugus R, dan Q, diperoleh dari

volume dan luas pcrmukaan gugus vander Waals

dan luas permukaan 1'.: dan

A.l dibcrikan oleh Bondi (1968)

A,. 2.5xl0 9

R. - 1·•• /15.17 Q.
'ilai Rl dan

{A

(2 • 14)

untul. masing-masing fungsi group telah dilist oleh Poling,dkk

(200 I) Untuk masing-masing sistem biner, parameter aiJ dan a,, adalah

r

e'p

-

a

c.xp -~.:

- (u - 11

)

Rl'

(u, u,)
/U'

=cxp( -

a, )
RT

- exp( -a P)
1\ RT

La6omtorium 'lennoairratm/i.p l'l.'>

(2 • 15)

(2- 16)

7
11u'' II Tlllffatorium 'lennmfiuamifi.p ns

I

I

-

Romdhane d'lll Danner. ( 199 I)
Romdhane dan Danner. (I ~·J I l
Romdl~c
dan Danner. (1991)
Romclhane dan Danner. (I ~91 )
Romdl~c
dan Danner. (I 991 1
RomdllliiiC dan Danner, ( 199 1)

12
H.~

II

JJJ \1"/fJi.{rJ/JJ;•t fJr ..t!J/t.J/1

!'abel 3-1 Sumber data aktifitas pada kondisi infinite dilution (lanj utan)
l'olymcr-solute
PIB
rthanol
rd=ol
Propanol
Butanol
'\cctonc
l\'1h~
I acetal.:
Prop~
I acct;Hc
lth~
I aCntano l
1-pcnt:tnol
' invl asct:\1

T (K)
NP·
3'1H.
15""-4
-=
73=-.-=-b-=- -..:..:.;.
43'1lU5-473.15
4
405.15
I
405.15
405.15
405.15
405.15
405.15
405.15
I
393.15-423.15
7
7
393.15-423.15
:1 II II N/ I' 11dil .;o /.m PrmlMiv, m

-18
-16

"•

-14

~
~

$0

-12

'

•

-10

••

· -~

• pers UNIQUAC

-8

'-

data IGC
-6
1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

1000/T

Gam bar 4-4. Pcrbandingan konstanta Henry 2-Propanol dalam PVAc
yang dipcroleh dari pers UNIQUAC dan data tGC
-18
-16
-14
~

'

a.

..- -12
c

-10

•

•

• pers. UNIQUAC

data IGC

8

•

•

-6
1,5

Gam bar 4-5

2 ,0

2 ,5
3,0
1000/T

3,5

4,0

Perbandingan h.onstanta Henry 2 Butanol dalam PVAc
yang diperolch dari pers. UNlQUAC dan data lGC

G

La6oratonum

'1imntfua.~

1'1,')

18

-18

.

-16

"

Q.

:.::: -14

--

..-c:

-12

..
•

pers. UNIQUA.C

-10

data IGC
-8
1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

1000/T
Gambar 4-6.

Pcrbnndingan konstanta Henry acetone dalam PV Ac
yang diperoleh dari pers UN IQUAC dan data IGC

Konstanta llcnry yang d1peroleh dari metode ekstrapolasi persamaan U'JlQUAC
dan met ode IGC dikorelasikan menggunakan persamaan Van't Hoff berilaH :
In l tKr

A - /l( 1000/7)

(4-1)

d1mana A dan H adalah konstanta yang tergamung dari masing-masing sistem
Ha~il

dari korclasi persamaan tersebut dibuat average absolute de,·iation (AAD)

dan dnamp1lkan dalam Tabe14-1

Tabcl 4 I Parameter pcrs van 't HolT
Poli mer solute
PI
Methanol
F.thnnol

A
-24.'17!1
-.26.0 J7

Propanol
_ __ _ 2-f>ropano
::.l;..__ __

0
l~a6ortuim

-26. 121
-26.646

'lcnuotfiuamiR.g J?S

B

AADeA.J

4.307

1.0
0,1

4.786
4.9 15
4,975

3.6
0.8

19

il.Jil I I I l,t,zl T'wriltr.m Jm l'rmi

51'.9
516.l!
~IM.J

561 I
516,(1

0.5~

5H.7
50X.2
515.5

8

0.307
0.329
0.33 1

~16.

5~

0.392
9.4

lo~S
8 402
9 313

lnrc~

C)

-27 978
-28.017
-29.882
-28.646
-28.954
-29 606
-28 .8-13
-23.605

12.364
10.810
7 130

-23 .853

7.328

-23.698
-25.379

7 199
8.370

11528
9 784
10 9-11

Intercept kemud ian dihubu ngkan dengan faktor acentric masing-rnasing I l so lute
polar sepcrti ya ug diilustrasiJ...au dalam Gam bar 4-10,

-~

r-

-

..
-~

-40

15.-30

.,"'~

£20 ·
Intercept : - 19.859 -13.000 m
-10

O L...._ __ __ _ _ _ __
0,2

0.4

0.6

....J

0,8

C)

Gambar. 4 - I0 Intercept vs faktor acentrc II solute polar dalam PT
Oari Garnbar 4-1 I tcrsebut diperoleh intercept dan slope baru berik·ut :
Intercept

19.859- 13,000

(