Transfer massa antar fasa 2

TRANSFER MASSA KONVEKTIF
Keseimbangan, Koefisien Transfer Massa, dan Film Theory

Difusi

Difusi
molekuler

Difusi olakan

Perpindahan
Massa
Perpindahan
Massa Konvektif

TEORI LAPISAN FILM

Mekanisme transfer massa antar fasa didasari oleh mekanisme
difusi.
Selama proses transfer massa terjadi, terdapat lapisan batas
antara dua fasa (interface).

Suatu area hipotetis dimana terdapat gradien konsentrasi
disebut sebagai lapisan film. Pada lapisan inilah terjadi proses
transfer massa antara kedua fasa.
Untuk fasa padat-fluida, maka ada 1 lapisan film di fluida
Untuk fasa fluida-fluida, misal gas-cair atau cair-cair yang
immiscible, maka ada 2 lapisan film di masing-masing fluida.
Teori yang membahas mengenai 2 lapisan film ini dikenal
dengan TWO FILM THEORY
Two film Theory membahas mengenai mekanisme
perpindahan massa antar fasa yang melibatkan persamaan
perpindahan massa dan keseimbangan di interface.

Persamaan untuk transfer massa antar fasa sangat bervariasi
tergantung dari fasa yang terlibat dan mekanisme transfer
massa yang terjadi.
Dalam penyusunan persamaan, asumsi yang paling penting
adalah transfer massa terjadi pada steady-state.
Persamaan umum yang digunakan untuk menyatakan
banyaknya massa yang berpindah per satuan luas per satuan
waktu (fluks) dapat dinyatakan sebagai berikut:

Fluks = (konstanta)(driving force)
Konstanta pada transfer massa antar fasa disebut koefisien
transfer massa.
Koefisien transfer massa dibedakan menjadi dua yaitu
koefisien transfer massa individual (lokal) dan koefisien transfer
massa gabungan (overall)

Secara umum, dalam suatu proses transfer massa antar fasa,
ada dua tinjauan mekanisme perpindahan massa yang terjadi,
diantaranya:
1. Transfer massa dari permukaan fasa-1 (interface) ke badan
utama fasa-2  dapat dimodelkan dengan teori lapisan film

N  k . C
N = laju transfer massa per satuan luas atau jumlah massa yang
ditransfer per satuan luas per satuan waktu (fluks massa)
k = koefisien transfer massa
ΔC = beda konsentrasi

2. Transfer massa dari badan utama fasa-1 ke badan utama
fasa-2  dapat dimodelkan dengan teori 2 lapisan film

N  K . C
K = koefisien transfer massa gabungan (overall)

Mekanisme 1
• Transfer

Fase I
NA

massa dari permukaan fasa-1
(interface) ke badan utama fasa-2  dapat
dimodelkan dengan teori lapisan film

N  k . C
C  C Ai  C A
N

Fase 2

Fase I
NA

Fase 2

= laju transfer massa per satuan luas atau
jumlah massa yang ditransfer per satuan
luas per satuan waktu (fluks massa)
k = koefisien transfer massa
ΔC = beda konsentrasi
CAi = Konsentrasi komponen A di interface
CA = Konsentrasi komponen A di badan
utama fase 1

gas
NA

concentration of A

interface
liquid
phase

gas
phase

C A,L
p A ,i

p A ,G

cair

G
distance z

Persamaan transfer massanya:

N  kG .  p Ai  p A,G 

Gelembung
oksigen

NO2

air

concentration of A

interface
gas
phase

liquid
phase

pA ,G

Mekanisme 1

C A ,i

C A ,L
L
distance z

Persamaan transfer massanya:

N  k L .  C Ai  C AL 

Contoh Soal
Sejumlah cairan bromine (Br2) dituangkan ke dalam suatu bejana
yang berisi air yang suhunya 30oC sambil dilakukan pengadukan.
Cairan bromine di dalam air akan membentuk butiran-butiran
emulsi berwarna merah (kelarutan bromine dalam air pada suhu
30oC adalah 3,13 g bromine/100 gram air). Setelah 3 menit,
dilakukan analisis kandungan bromine dalam air. Ternyata air di
dalam bejana yang semula hanya berisi air murni menjadi

mengandung bromine dengan konsentrasi 50% dari konsenrasi
jenuhnya. Berapakah konstanta transfer massa untuk peristiwa
pelarutan cairan bromine tersebut?

Contoh Soal 2
Padatan A mula-mula berjari-jari R = 0,8 cm berada di udara
yang mengalir dengan baik. Padatan A menyublim. Koefisien
transfer massa A dari permukaan padatan ke udara , kc = 2000
cm/jam. Rapat massa padatan A, ρ=0,9 g/cm3. Berat molekul A,
MA = 128 g/mol. Suhu sistem, T = 30oC dan tekanan uap
padatan A pada suhu tersebut, pAs = 1,14x10-4 atm. Ingin
diperkirakan waktu sampai padatan A habis!