MAKALAH TEKNOLOGI MINYAK DAN GAS BUMI
MAKALAH TEKNOLOGI MINYAK DAN GAS BUMI
“FASE KESETIMBANGAN”
Disusun Oleh :
Heru Anggara
Jesica Maria Erlisa P
M. Farizan Gani
M. Prasetyo Permadi
M.Rizki
M. Yasin
061340411668
061340411669
061340411670
061340411671
061340411672
061340411673
Kelas 5 EGC
Dosen Pengajar :
IDA FEBRIANA S.T.,M.T.
PROGRAM STUDI DIV TEKNIK ENERGI
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
2014/2015
FASE KESETIMBANGAN
I. TUJUAN PERCOBAAN
Setelah melakukan percobaan ini, mahasiwa mampu:
Menjelaskan pengertian kurva baku dan kirva kesetimbangan.
Membuat campuran biner untuk kurva baku.
Menggambarkan kurva baku.
Melaksanakan praktikum untuk memperoleh data yang diperlukan.
Menghitung guna mengolah data yang diperoleh.
Menggambarkan kurva kesetimbangan berdasarkan hasil peehitungan.
II. ALAT DAN BAHAN
a.
Alat yang Digunakan
Refraktometer
Pipet ukur
Bola karet
Pipet tetes
Labu takar
b. Bahan yang digunakan
Metanol
Aquadest
III. DASAR TEORI
a.
Fasa Kesetimbangan
Bila suatu campuran dipisahkan dengan menggunakan proses termal, panas dan zat
biasanya dipindahkan diantara fasa yang saling kontak satu sama lain. Suatu fasa ditentukan
sebagai bagian dari suatu sisstem fasa. Suatu sistem dikatakan setimbang bial tidak ada
perubahan yang terjadi pada kondisi eksternal. Semua perpindahan zat dan energi melalui
lapisan reversible phase. Fasa dari suatu campuran heterogeneous dikatakan setimbang bila
tidak ada perbedaan tekanan maupun temperatur.
b.
Skema Gambaran dari Fasa Kesetimbangan
Fasa kesetimbangan biasanya sifat-sifat dari komposisi fasa kesetimbangan oleh
sejumlah zat (fraksi mol) dengan titik didih yang rendah. Pada waktu ti, nilai Xi , Yi , Ti dan Pi
berubah diperoleh, tergantung kesetimbangan.
c.
Percobaan Penentuan Data Kesetimbangan
Bila suatu campuran bersifat ideal, Yi bisa dihitung jika kurva tekanan uap komponen
murni Xi diketahui.
Penggunaan hukum Raoult untuk campuran gas ideal adalah:
P1 =
P1.0
P2 =
P2.0
Dimana :
x
x
X1
X2
=
P2.0
(1)
(2)
(1-X1)
P1 , P2
: Tekanan Parsial
P1.0 , P2.0
: Tekanan uap saturasi
X1 , X2
: Fraksi mol dari liquid
Dengan menggunakan Hukum Dalton
Ptot
=
P1 + P2
Subsitusi persamaan 1 dan 2 ke dalam persamaan 3
Ptot
Ptot
=
=
P1.0 x X1 + P2.0 (1-X1)
(P1.0 - P2.0 ) x X1 + X1
(3)
(4)
(5)
Dengan mengambil tekanan partial P1.0 dalam perhitungan didapatkan Yi
Untuk menghitung tekanan uap P1.0 menggunakan persamaan Calusius-Clapeyron,
selanjutnya diintegrasikan pada kondisi tertentu.
a.
Kesetimbangan
Kesetimbangan memberikan pengertian bahwa suatu keadaan dimana tidak
terjadi perubahan sifat makroskopis dari sitstem terhadap waktu. Semakin dekat keadaan
sistem dengan titik kesetimbanga, maka semakin kecil gaya penggerak proses, semakin kecil
pula laju proses dam akhirnya sama dengan nol bila titik kesetimbangan telah tercapai.
Seperti kesetimbangan pada umumnya, kesetimbangan uap-cair dapat ditentukan
ketika ada variabel yang tetap (konstan) pada suatu waktu tertentu. Saat kesetimbangan ini,
kecepatan antara molekul-molekul campuran yang membentuk fase uap sama dengan
kecepatan molekul-molekulnya membentuk cairan kembali.
b. Tekanan parsil, hukum-hukum Dalton, Roult dan Henry
Tekanan parsil PA komponen A di dalam suatu campuran uap adalah sama dengan
tekanan yang akan ditimbulkan oleh komponen A tersebut jika ditempatkan sendiri di dalam
volume dan temperatur yang sama dengan campuran. Menurut hukum Dalton, yaotu tekanan
total adalah sama dengan penjumlahan tekanan parsil. Untuk suatu gas (uap) ideal, tekanan
parsil berbanding lurus dengan fraksi mol konstituen. Untuk suatu campuran ideal, tekanan
parsil konstituen dikaitkan dengan konsentrasi konstituen di dalam fasa cair , dimana Roult
yang merumuskan hukum tersebut. Sedangkan untuk X A dengan harga yang rendah ,
hubungan linier antara PA dan XA dirumuskan dengan menggunakan faktor perbandingan
yaitu suatu konstanta Henry H’ dan bukan tekanan uap murni zat.
Jika suatu campuran mengikuti hukum Roult, maka tekanan uap campuran dapat
diperoleh secara grafik dengan memanfaatkan data tekanan uap masing-masing komponen.
Bila suatu campuran mengikuti hukum Roult, maka harga-harga Y A untuk berbagai
komposisi XA dapat dihitung berdasarkan tekanan uap masing-masing kedua komponen.
c.
Kriteria kesetimbangan
Kriteria kesetimbangan antar fasa ditinjau dari segi kemungkinan perpindahan antar
fasa tersebut. Dimisalkan bahwa sistem multi komponen yang tertutup terdiri dari sejumlah
fasa mempunyai temperatur dan tekanan yang uniform, akan tetapi pada keadaan awal tidak
seimbang ditinjauh dari segi perpindahan massa. Setiap perubahan yang terjadi mesti bersifat
irreversible, yang mendekatkan sistem itu ke keadaan setimbang. Sistem itu dibayangkan
sebagai dikelilingi keadaan yang selalu setimbang secara thermal dan mekanikal dengan
sistem itu (seklipun perubahan terjdi dalam sisitem). Karenanya pertukaran panas dan
pemuain kerja antar sistem dan sekeliling terjadi secara reversible. Dalam keadaan yang
demikian perubahan entropi dari sekeliling sistem.
IV. LANGKAH KERJA
1. Kurva Baku
Membuat campuran Metanol-Air seperti yang ditampilkan pada tabel data
pengamatan 1, ke dalam tabung reaksi.
Menghitung fraksi volume metanol
Mengukur indeks bias masing-masing campuran menggunakan refractander
2. Kurva Kesetimbangan
Contoh perhitungan :
Menyiapkan 10 gr metanol dan 1,971 gr air, sehinga diperoleh X1 = X2 = 0,5
Menghitung volume air (V1) dan volume metanol (V2) sebagai berikut :
V1 = 1,971 g : 0,998 g/ml =
1,975
ml
V2 = 10 g
12, 658
ml +
: 0,79 g/ml =
Volume Total =
14,633
ml
Menghitung harga K dengan cara volume bejana 500 ml dibagi volume total 14,633
ml. Maka di dapat harga K = 500 : 14,633 = 34,169.
Mengisi peralatan dengan volume masing-masing
VAIR
= V1 x K
= 1,975 x 34,169
= 67,484 ml
VMETANOL
= V2 x K
= 12,658 x 34,169
= 432,511 ml
Diperoleh fraksi mol X1 = X2 = 0,5 ; dengan cara mencampurkan 432,511 ml metanol
dengan 67,484 ml Air ke dalam bejana.
LANGKAH PERCOBAAN :
Mengisi bejana dengan campuran air dan metanol sampai memenuhi tabung
Menghidupkan cooler, mengatur temperatur cooler pada 20oC
Menyalakan komputer dan Cassy board
Meng-Klik program Cassy dengan double klik pada icon cassy lab pada desktop
komputer
Mengaktifkan cassy dengan tombol F5 atau mengklik icon tool pada program cassy
Membuka program rectification dengan F3/Icon
Cassy akan membaca temperatur T1 (2B22), T2 (2B21), T3 (2A22), T4 (2A21), T5
(2B12), T6 (2B11), T7 (2A12), T8 (2A11)
Menyalakan pemanas pada bejana leher 4 pada skala 10 dari setting lll. Isotop pada
pemanas dipogram untuk bekerja selama 3 jam (pada program S1 = t > 0 dan t < 3 :
00 : 00
Start percobaan dengan menekan tombol F9/icon clock sekaligus mencatat perubahan
suhu selama proses
Mengamati proses rektifikasi pada semua kolom fraksionasi
Hasil rektifikasi dapat di ambil dengan menggunakan synge pada kepala tutup merah
untuk setiap perubahan suhu. Mengukur indeks bias menurut Tabel 2
Rektifikasi dianggap selesai bila tidak ada perubahan gas dan cair pada semua kolom
rektifikasi
Menyimpan hasil percobaan dengan F2
Mengeprint hasil percobaan
Mematikan pemanas, lalu menjauhkan pemanas dari bejana
Mematikan cooler setelah 15 menit pemanas dimatikan
Mematikan seluruh peralatan
V. DATA PENGAMATAN
Tabel 1. DATA PENGAMATAN KURVA BAKU
Volume Metanol
(ML)
Volume Air
(ML)
Fraksi Volume
0,0
0,3
0,6
0,9
1,2
1,5
1,8
2,1
2,4
2,7
3,0
3,0
2,7
2,4
2,1
1,8
1,5
1,2
0,9
0,6
0,3
0,0
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Metanol
Indeks Bias
1,336
1,3342
1,3338
1,3335
1,3328
1,3294
1,329
1,3286
1,3280
1,3274
1,327
Tabel 2. DATA PENGAMATAN KURVA KESETIMBANGAN
Temperatur ( C)
Indeks Bias
Fasa Cair
Indeks Bias
Fasa Gas
30,1
32,7
61,8
70,0
70,5
71,2
71,1
71,2
71,4
71,3
71,5
71,5
71,5
1,335
1,334
1,334
1,333
1,334
1,334
1,335
1,336
1,336
1,335
1,334
1,334
1,334
1,331
1,333
1,330
1,329
1,329
1,328
1,327
1,327
1,328
1,327
o
T (menit)
12
16
20
24
28
32
36
40
44
48
52
56
60
VI. PERHITUNGAN
Fraksi Volume Etanol
X =
X
(X1 + X2)
.
X = Fraksi Volume
X1 = Volume Metanol
X2 = Volume Air
1. X1 = 0,0
X =
, X2 = 3,0
0,0
(0,0 + 3,0)
= 0,0
.
2. X1 = 0,3
X =
, X2 = 2,7
0,3
.
(0,3 + 2,7)
= 0,1
3. X1 = 0,6
X =
, X2 = 2,4
0,6
.
(0,6 + 2,4)
= 0,2
4. X1 = 0,9
X =
, X2 = 2,1
0,9
.
(0,9 + 2,1)
= 0,3
5. X1 = 1,2
X =
, X2 = 1,8
1,2
.
(1,2+ 1,8)
= 0,4
6. X1 = 1,5
X =
, X2 = 1,5
1,5
.
(1,5 + 1,5)
= 0,5
7. X1 = 1,8
X =
, X2 = 1,2
1,8
.
(1,8 + 1,2)
= 0,6
8. X1 = 2,1
X =
, X2 = 0,9
2,1
(2,1 + 0,9)
.
= 0,7
9. X1 = 2,4
, X2 = 0,6
X =
2,4
.
(2,4 + 0,6)
= 0,8
10. X1 = 2,7
, X2 = 0,3
X =
2,7
.
(2,7 + 0,3)
= 0,9
11. X1 = 3,0
, X2 = 0,0
X =
3,0
.
(3,0 + 0,0)
= 1,0
Fraksi mol etanol dalam fase Cair
Percobaan y = -0,003x + 1,335
1. y = 1,335
y = -0,003x + 1,335
1,335 = -0,003x + 1,335
x=0
2. y = 1,324
y = -0,003x + 1,335
1,324 = -0,003x + 1,335
1,324 – 1,335 = -0,003x
x = -0,001 .
-0,003
x = 0,3
3. y = 1,334
y = -0,003x + 1,335
1,334 = -0,003x + 1,335
1,334 – 1,335 = -0,003x
-0,001 = -0,003x
x = 0,3
4. y = 1,333
y = -0,003x + 1,335
1,333 = -0,003x + 1,335
1,333 – 1,335 = -0,003x
-0,002 = -0,003x
x = 0,6
5. y = 1,334
y = -0,003x + 1,335
1,334 = -0,003x + 1,335
1,334 – 1,335 = -0,003x
-0,001 = -0,003x
x = 0,3
6. y = 1,334
y = -0,003x + 1,335
1,334 = -0,003x + 1,335
1,334 – 1,335 = -0,003x
-0,001 = -0,003x
x = 0,3
7. y = 1,335
y = -0,003x + 1,335
1,335 = -0,003x + 1,335
x=0
8. y = 1,336
y = -0,003x + 1,335
1,336 = -0,003x + 1,335
1,336 – 1,335 = -0,003x
0,001 = -0,003x
x = -0,3
9. y = 1,336
y = -0,003x + 1,335
1,336 = -0,003x + 1,335
1,336 – 1,335 = -0,003x
0,001 = -0,003x
x = -0,3
10. y = 1,335
y = -0,003x + 1,335
1,335 = -0,003x + 1,335
x=0
11. y = 1,334
y = -0,003x + 1,335
1,334 = -0,003x + 1,335
1,334 – 1,335 = -0,003x
-0,001 = -0,003x
x = 0,3
12. y = 1,334
y = -0,003x + 1,335
1,334 = -0,003x + 1,335
1,334 – 1,335 = -0,003x
-0,001 = -0,003x
x = 0,3
13. y = 1,334
y = -0,003x + 1,335
1,334 = -0,003x + 1,335
1,334 – 1,335 = -0,003x
-0,001 = -0,003x
x = 0,3
Fraksi mol etanol dalam fase Gas
1. y = 0
y = -0,003 + 1,335
0 = -0,003 + 1,335
x = -1,335
.
-0,003
x = 445
2. y = 0
y = -0,003 + 1,335
0 = -0,003 + 1,335
x = -1,335
.
-0,003
x = 445
3. y = 0
y = -0,003 + 1,335
0 = -0,003 + 1,335
x = -1,335
-0,003
x = 445
.
4. y = 1,331
y = -0,003x + 1,335
1,331 = -0,003x + 1,335
1,331 – 1,335 = -0,003x
-0,004 = -0,003x
x = 1,3
5. y = 1,333
y = -0,003x + 1,335
1,333 = -0,003x + 1,335
1,333 – 1,335 = -0,003x
-0,002 = -0,003x
x = 0,6
6. y = 1,330
y = -0,003x + 1,335
1,330 = -0,003x + 1,335
1,330 – 1,335 = -0,003x
-0,005 = -0,003x
x = 0,6
7. y = 1,329
y = -0,003x + 1,335
1,329 = -0,003x + 1,335
1,329 – 1,335 = -0,003x
-0,006 = -0,003x
x=2
8. y = 1,329
y = -0,003x + 1,335
1,329 = -0,003x + 1,335
1,329 – 1,335 = -0,003x
-0,006 = -0,003x
x=2
9. y = 1,328
y = -0,003x + 1,335
1,328 = -0,003x + 1,335
1,328 – 1,335 = -0,003x
-0,007 = -0,003x
x = 2,3
10. y = 1,327
y = -0,003x + 1,335
1,327 = -0,003x + 1,335
1,327 – 1,335 = -0,003x
-0,007 = -0,003x
x = 2,6
11. y = 1,327
y = -0,003x + 1,335
1,327 = -0,003x + 1,335
1,327 – 1,335 = -0,003x
-0,007 = -0,003x
x = 2,6
12. y = 1,328
y = -0,003x + 1,335
1,328 = -0,003x + 1,335
1,328 – 1,335 = -0,003x
-0,007 = -0,003x
x = 2,3
13. y = 1,327
y = -0,003x + 1,335
1,327 = -0,003x + 1,335
1,327 – 1,335 = -0,003x
-0,007 = -0,003x
x = 2,6
VII. ANALISA PERCOBAAN
Setelah melakukan praktikum diatas, dapat dianalisa bahwa :
Pada minggu pertama dilakukan pengecekan indeks bias dari campuran biner (etanolair) dengan konsentrasi alkohol dan air yang berbeda-beda. Dimana semakin banyak
konsentrasi air dalam campuran , maka semakin kecil indeks biasnya karena mendekati
indeks bias aquadest. Hal ini dapat digunakan untuk membuat kurva baku yang digunakan
untuk mencari fraksi mol etanol fasa cair dan fasa gas dalam umpan. Kemudian pada minggu
kedua dilakukan proses destilasi untuk memisahkan campuran etanol-air dan menentukan
indeks bias pada fasa uap dan fasa cair ketika temperatur konstan (mencapi kesetimbangan)
dan pada temperatur sekitar 70oC ke atas karena fasa uap didapatkn dengan memanfaatkan
titik didih, perbedaan tekanna uap serta perbedaan densitas pelarut ketika berada pada kondisi
titik didihnya.
Dari data dapat terlihat bahwasemakin besar fraksi mol etanol, maka semakin besar
indeks biasnya. Kurva baku inidapat menentukan fraksi mol uap dan cair yang akan
mempengaruhi konstanta kesetimbangan (k) dimana semakin rendah temperatur maka
konstanta kesetimbangan k akan semakin kecil. Pada praktikum ini banyak sekali faktorfaktor yang mempengaruhi, diantaranya: temperatur operasi, komposisi etanol dalam umpan,
ketelitian dalam pembacaa indeks bias dll. Pada pengukuran indeks bias cair dan uap
didapatkan indesk bias yang kecil pada fasa uap sehingga menghasilkan fraksi mol yang
bernilai negatif. Hal ini dapat terjadi dikarenakan kurang telitinya/kesalahan saat pembacaan
pada alat refraktometer, pengambilan sampel up yang kurang baik, kecepatan dalam
pengukuran (pembacaan indeks bias) yang kurrang baik karena cepat menguap dan
sebagainya.
VIII. KESIMPULAN
Dari analisa diatas, dapat ditarik kesimpulan bahwa :
1. Indeks bias mengalami kenaikan berbanding lurus dengan volume aquadest dan
berbanding terbalik dengan volume etanol
2. Pada penentuan kurva baku, diperoleh grafik menurut ke arah indeks bias etanol,
karena lebih dominan volume etanol
3. Pada kurva kesetimbangan dapat dilihat kurva bagian atas grafik menunjukan bahan
berada dalam fasa cair, sedangkan di grafik bawah menunjukan bahan berada dalam
fasa gas. Dan di antara kedua grafik tersebut, bahan berada dalam fasa campuran
IX. DAFTAR PUSTAKA
Zurohaina.2014.”Penuntun Praktikum Teknologi Minyak dan Gas
Bumi”.Palembang:Polsri.
“FASE KESETIMBANGAN”
Disusun Oleh :
Heru Anggara
Jesica Maria Erlisa P
M. Farizan Gani
M. Prasetyo Permadi
M.Rizki
M. Yasin
061340411668
061340411669
061340411670
061340411671
061340411672
061340411673
Kelas 5 EGC
Dosen Pengajar :
IDA FEBRIANA S.T.,M.T.
PROGRAM STUDI DIV TEKNIK ENERGI
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
2014/2015
FASE KESETIMBANGAN
I. TUJUAN PERCOBAAN
Setelah melakukan percobaan ini, mahasiwa mampu:
Menjelaskan pengertian kurva baku dan kirva kesetimbangan.
Membuat campuran biner untuk kurva baku.
Menggambarkan kurva baku.
Melaksanakan praktikum untuk memperoleh data yang diperlukan.
Menghitung guna mengolah data yang diperoleh.
Menggambarkan kurva kesetimbangan berdasarkan hasil peehitungan.
II. ALAT DAN BAHAN
a.
Alat yang Digunakan
Refraktometer
Pipet ukur
Bola karet
Pipet tetes
Labu takar
b. Bahan yang digunakan
Metanol
Aquadest
III. DASAR TEORI
a.
Fasa Kesetimbangan
Bila suatu campuran dipisahkan dengan menggunakan proses termal, panas dan zat
biasanya dipindahkan diantara fasa yang saling kontak satu sama lain. Suatu fasa ditentukan
sebagai bagian dari suatu sisstem fasa. Suatu sistem dikatakan setimbang bial tidak ada
perubahan yang terjadi pada kondisi eksternal. Semua perpindahan zat dan energi melalui
lapisan reversible phase. Fasa dari suatu campuran heterogeneous dikatakan setimbang bila
tidak ada perbedaan tekanan maupun temperatur.
b.
Skema Gambaran dari Fasa Kesetimbangan
Fasa kesetimbangan biasanya sifat-sifat dari komposisi fasa kesetimbangan oleh
sejumlah zat (fraksi mol) dengan titik didih yang rendah. Pada waktu ti, nilai Xi , Yi , Ti dan Pi
berubah diperoleh, tergantung kesetimbangan.
c.
Percobaan Penentuan Data Kesetimbangan
Bila suatu campuran bersifat ideal, Yi bisa dihitung jika kurva tekanan uap komponen
murni Xi diketahui.
Penggunaan hukum Raoult untuk campuran gas ideal adalah:
P1 =
P1.0
P2 =
P2.0
Dimana :
x
x
X1
X2
=
P2.0
(1)
(2)
(1-X1)
P1 , P2
: Tekanan Parsial
P1.0 , P2.0
: Tekanan uap saturasi
X1 , X2
: Fraksi mol dari liquid
Dengan menggunakan Hukum Dalton
Ptot
=
P1 + P2
Subsitusi persamaan 1 dan 2 ke dalam persamaan 3
Ptot
Ptot
=
=
P1.0 x X1 + P2.0 (1-X1)
(P1.0 - P2.0 ) x X1 + X1
(3)
(4)
(5)
Dengan mengambil tekanan partial P1.0 dalam perhitungan didapatkan Yi
Untuk menghitung tekanan uap P1.0 menggunakan persamaan Calusius-Clapeyron,
selanjutnya diintegrasikan pada kondisi tertentu.
a.
Kesetimbangan
Kesetimbangan memberikan pengertian bahwa suatu keadaan dimana tidak
terjadi perubahan sifat makroskopis dari sitstem terhadap waktu. Semakin dekat keadaan
sistem dengan titik kesetimbanga, maka semakin kecil gaya penggerak proses, semakin kecil
pula laju proses dam akhirnya sama dengan nol bila titik kesetimbangan telah tercapai.
Seperti kesetimbangan pada umumnya, kesetimbangan uap-cair dapat ditentukan
ketika ada variabel yang tetap (konstan) pada suatu waktu tertentu. Saat kesetimbangan ini,
kecepatan antara molekul-molekul campuran yang membentuk fase uap sama dengan
kecepatan molekul-molekulnya membentuk cairan kembali.
b. Tekanan parsil, hukum-hukum Dalton, Roult dan Henry
Tekanan parsil PA komponen A di dalam suatu campuran uap adalah sama dengan
tekanan yang akan ditimbulkan oleh komponen A tersebut jika ditempatkan sendiri di dalam
volume dan temperatur yang sama dengan campuran. Menurut hukum Dalton, yaotu tekanan
total adalah sama dengan penjumlahan tekanan parsil. Untuk suatu gas (uap) ideal, tekanan
parsil berbanding lurus dengan fraksi mol konstituen. Untuk suatu campuran ideal, tekanan
parsil konstituen dikaitkan dengan konsentrasi konstituen di dalam fasa cair , dimana Roult
yang merumuskan hukum tersebut. Sedangkan untuk X A dengan harga yang rendah ,
hubungan linier antara PA dan XA dirumuskan dengan menggunakan faktor perbandingan
yaitu suatu konstanta Henry H’ dan bukan tekanan uap murni zat.
Jika suatu campuran mengikuti hukum Roult, maka tekanan uap campuran dapat
diperoleh secara grafik dengan memanfaatkan data tekanan uap masing-masing komponen.
Bila suatu campuran mengikuti hukum Roult, maka harga-harga Y A untuk berbagai
komposisi XA dapat dihitung berdasarkan tekanan uap masing-masing kedua komponen.
c.
Kriteria kesetimbangan
Kriteria kesetimbangan antar fasa ditinjau dari segi kemungkinan perpindahan antar
fasa tersebut. Dimisalkan bahwa sistem multi komponen yang tertutup terdiri dari sejumlah
fasa mempunyai temperatur dan tekanan yang uniform, akan tetapi pada keadaan awal tidak
seimbang ditinjauh dari segi perpindahan massa. Setiap perubahan yang terjadi mesti bersifat
irreversible, yang mendekatkan sistem itu ke keadaan setimbang. Sistem itu dibayangkan
sebagai dikelilingi keadaan yang selalu setimbang secara thermal dan mekanikal dengan
sistem itu (seklipun perubahan terjdi dalam sisitem). Karenanya pertukaran panas dan
pemuain kerja antar sistem dan sekeliling terjadi secara reversible. Dalam keadaan yang
demikian perubahan entropi dari sekeliling sistem.
IV. LANGKAH KERJA
1. Kurva Baku
Membuat campuran Metanol-Air seperti yang ditampilkan pada tabel data
pengamatan 1, ke dalam tabung reaksi.
Menghitung fraksi volume metanol
Mengukur indeks bias masing-masing campuran menggunakan refractander
2. Kurva Kesetimbangan
Contoh perhitungan :
Menyiapkan 10 gr metanol dan 1,971 gr air, sehinga diperoleh X1 = X2 = 0,5
Menghitung volume air (V1) dan volume metanol (V2) sebagai berikut :
V1 = 1,971 g : 0,998 g/ml =
1,975
ml
V2 = 10 g
12, 658
ml +
: 0,79 g/ml =
Volume Total =
14,633
ml
Menghitung harga K dengan cara volume bejana 500 ml dibagi volume total 14,633
ml. Maka di dapat harga K = 500 : 14,633 = 34,169.
Mengisi peralatan dengan volume masing-masing
VAIR
= V1 x K
= 1,975 x 34,169
= 67,484 ml
VMETANOL
= V2 x K
= 12,658 x 34,169
= 432,511 ml
Diperoleh fraksi mol X1 = X2 = 0,5 ; dengan cara mencampurkan 432,511 ml metanol
dengan 67,484 ml Air ke dalam bejana.
LANGKAH PERCOBAAN :
Mengisi bejana dengan campuran air dan metanol sampai memenuhi tabung
Menghidupkan cooler, mengatur temperatur cooler pada 20oC
Menyalakan komputer dan Cassy board
Meng-Klik program Cassy dengan double klik pada icon cassy lab pada desktop
komputer
Mengaktifkan cassy dengan tombol F5 atau mengklik icon tool pada program cassy
Membuka program rectification dengan F3/Icon
Cassy akan membaca temperatur T1 (2B22), T2 (2B21), T3 (2A22), T4 (2A21), T5
(2B12), T6 (2B11), T7 (2A12), T8 (2A11)
Menyalakan pemanas pada bejana leher 4 pada skala 10 dari setting lll. Isotop pada
pemanas dipogram untuk bekerja selama 3 jam (pada program S1 = t > 0 dan t < 3 :
00 : 00
Start percobaan dengan menekan tombol F9/icon clock sekaligus mencatat perubahan
suhu selama proses
Mengamati proses rektifikasi pada semua kolom fraksionasi
Hasil rektifikasi dapat di ambil dengan menggunakan synge pada kepala tutup merah
untuk setiap perubahan suhu. Mengukur indeks bias menurut Tabel 2
Rektifikasi dianggap selesai bila tidak ada perubahan gas dan cair pada semua kolom
rektifikasi
Menyimpan hasil percobaan dengan F2
Mengeprint hasil percobaan
Mematikan pemanas, lalu menjauhkan pemanas dari bejana
Mematikan cooler setelah 15 menit pemanas dimatikan
Mematikan seluruh peralatan
V. DATA PENGAMATAN
Tabel 1. DATA PENGAMATAN KURVA BAKU
Volume Metanol
(ML)
Volume Air
(ML)
Fraksi Volume
0,0
0,3
0,6
0,9
1,2
1,5
1,8
2,1
2,4
2,7
3,0
3,0
2,7
2,4
2,1
1,8
1,5
1,2
0,9
0,6
0,3
0,0
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Metanol
Indeks Bias
1,336
1,3342
1,3338
1,3335
1,3328
1,3294
1,329
1,3286
1,3280
1,3274
1,327
Tabel 2. DATA PENGAMATAN KURVA KESETIMBANGAN
Temperatur ( C)
Indeks Bias
Fasa Cair
Indeks Bias
Fasa Gas
30,1
32,7
61,8
70,0
70,5
71,2
71,1
71,2
71,4
71,3
71,5
71,5
71,5
1,335
1,334
1,334
1,333
1,334
1,334
1,335
1,336
1,336
1,335
1,334
1,334
1,334
1,331
1,333
1,330
1,329
1,329
1,328
1,327
1,327
1,328
1,327
o
T (menit)
12
16
20
24
28
32
36
40
44
48
52
56
60
VI. PERHITUNGAN
Fraksi Volume Etanol
X =
X
(X1 + X2)
.
X = Fraksi Volume
X1 = Volume Metanol
X2 = Volume Air
1. X1 = 0,0
X =
, X2 = 3,0
0,0
(0,0 + 3,0)
= 0,0
.
2. X1 = 0,3
X =
, X2 = 2,7
0,3
.
(0,3 + 2,7)
= 0,1
3. X1 = 0,6
X =
, X2 = 2,4
0,6
.
(0,6 + 2,4)
= 0,2
4. X1 = 0,9
X =
, X2 = 2,1
0,9
.
(0,9 + 2,1)
= 0,3
5. X1 = 1,2
X =
, X2 = 1,8
1,2
.
(1,2+ 1,8)
= 0,4
6. X1 = 1,5
X =
, X2 = 1,5
1,5
.
(1,5 + 1,5)
= 0,5
7. X1 = 1,8
X =
, X2 = 1,2
1,8
.
(1,8 + 1,2)
= 0,6
8. X1 = 2,1
X =
, X2 = 0,9
2,1
(2,1 + 0,9)
.
= 0,7
9. X1 = 2,4
, X2 = 0,6
X =
2,4
.
(2,4 + 0,6)
= 0,8
10. X1 = 2,7
, X2 = 0,3
X =
2,7
.
(2,7 + 0,3)
= 0,9
11. X1 = 3,0
, X2 = 0,0
X =
3,0
.
(3,0 + 0,0)
= 1,0
Fraksi mol etanol dalam fase Cair
Percobaan y = -0,003x + 1,335
1. y = 1,335
y = -0,003x + 1,335
1,335 = -0,003x + 1,335
x=0
2. y = 1,324
y = -0,003x + 1,335
1,324 = -0,003x + 1,335
1,324 – 1,335 = -0,003x
x = -0,001 .
-0,003
x = 0,3
3. y = 1,334
y = -0,003x + 1,335
1,334 = -0,003x + 1,335
1,334 – 1,335 = -0,003x
-0,001 = -0,003x
x = 0,3
4. y = 1,333
y = -0,003x + 1,335
1,333 = -0,003x + 1,335
1,333 – 1,335 = -0,003x
-0,002 = -0,003x
x = 0,6
5. y = 1,334
y = -0,003x + 1,335
1,334 = -0,003x + 1,335
1,334 – 1,335 = -0,003x
-0,001 = -0,003x
x = 0,3
6. y = 1,334
y = -0,003x + 1,335
1,334 = -0,003x + 1,335
1,334 – 1,335 = -0,003x
-0,001 = -0,003x
x = 0,3
7. y = 1,335
y = -0,003x + 1,335
1,335 = -0,003x + 1,335
x=0
8. y = 1,336
y = -0,003x + 1,335
1,336 = -0,003x + 1,335
1,336 – 1,335 = -0,003x
0,001 = -0,003x
x = -0,3
9. y = 1,336
y = -0,003x + 1,335
1,336 = -0,003x + 1,335
1,336 – 1,335 = -0,003x
0,001 = -0,003x
x = -0,3
10. y = 1,335
y = -0,003x + 1,335
1,335 = -0,003x + 1,335
x=0
11. y = 1,334
y = -0,003x + 1,335
1,334 = -0,003x + 1,335
1,334 – 1,335 = -0,003x
-0,001 = -0,003x
x = 0,3
12. y = 1,334
y = -0,003x + 1,335
1,334 = -0,003x + 1,335
1,334 – 1,335 = -0,003x
-0,001 = -0,003x
x = 0,3
13. y = 1,334
y = -0,003x + 1,335
1,334 = -0,003x + 1,335
1,334 – 1,335 = -0,003x
-0,001 = -0,003x
x = 0,3
Fraksi mol etanol dalam fase Gas
1. y = 0
y = -0,003 + 1,335
0 = -0,003 + 1,335
x = -1,335
.
-0,003
x = 445
2. y = 0
y = -0,003 + 1,335
0 = -0,003 + 1,335
x = -1,335
.
-0,003
x = 445
3. y = 0
y = -0,003 + 1,335
0 = -0,003 + 1,335
x = -1,335
-0,003
x = 445
.
4. y = 1,331
y = -0,003x + 1,335
1,331 = -0,003x + 1,335
1,331 – 1,335 = -0,003x
-0,004 = -0,003x
x = 1,3
5. y = 1,333
y = -0,003x + 1,335
1,333 = -0,003x + 1,335
1,333 – 1,335 = -0,003x
-0,002 = -0,003x
x = 0,6
6. y = 1,330
y = -0,003x + 1,335
1,330 = -0,003x + 1,335
1,330 – 1,335 = -0,003x
-0,005 = -0,003x
x = 0,6
7. y = 1,329
y = -0,003x + 1,335
1,329 = -0,003x + 1,335
1,329 – 1,335 = -0,003x
-0,006 = -0,003x
x=2
8. y = 1,329
y = -0,003x + 1,335
1,329 = -0,003x + 1,335
1,329 – 1,335 = -0,003x
-0,006 = -0,003x
x=2
9. y = 1,328
y = -0,003x + 1,335
1,328 = -0,003x + 1,335
1,328 – 1,335 = -0,003x
-0,007 = -0,003x
x = 2,3
10. y = 1,327
y = -0,003x + 1,335
1,327 = -0,003x + 1,335
1,327 – 1,335 = -0,003x
-0,007 = -0,003x
x = 2,6
11. y = 1,327
y = -0,003x + 1,335
1,327 = -0,003x + 1,335
1,327 – 1,335 = -0,003x
-0,007 = -0,003x
x = 2,6
12. y = 1,328
y = -0,003x + 1,335
1,328 = -0,003x + 1,335
1,328 – 1,335 = -0,003x
-0,007 = -0,003x
x = 2,3
13. y = 1,327
y = -0,003x + 1,335
1,327 = -0,003x + 1,335
1,327 – 1,335 = -0,003x
-0,007 = -0,003x
x = 2,6
VII. ANALISA PERCOBAAN
Setelah melakukan praktikum diatas, dapat dianalisa bahwa :
Pada minggu pertama dilakukan pengecekan indeks bias dari campuran biner (etanolair) dengan konsentrasi alkohol dan air yang berbeda-beda. Dimana semakin banyak
konsentrasi air dalam campuran , maka semakin kecil indeks biasnya karena mendekati
indeks bias aquadest. Hal ini dapat digunakan untuk membuat kurva baku yang digunakan
untuk mencari fraksi mol etanol fasa cair dan fasa gas dalam umpan. Kemudian pada minggu
kedua dilakukan proses destilasi untuk memisahkan campuran etanol-air dan menentukan
indeks bias pada fasa uap dan fasa cair ketika temperatur konstan (mencapi kesetimbangan)
dan pada temperatur sekitar 70oC ke atas karena fasa uap didapatkn dengan memanfaatkan
titik didih, perbedaan tekanna uap serta perbedaan densitas pelarut ketika berada pada kondisi
titik didihnya.
Dari data dapat terlihat bahwasemakin besar fraksi mol etanol, maka semakin besar
indeks biasnya. Kurva baku inidapat menentukan fraksi mol uap dan cair yang akan
mempengaruhi konstanta kesetimbangan (k) dimana semakin rendah temperatur maka
konstanta kesetimbangan k akan semakin kecil. Pada praktikum ini banyak sekali faktorfaktor yang mempengaruhi, diantaranya: temperatur operasi, komposisi etanol dalam umpan,
ketelitian dalam pembacaa indeks bias dll. Pada pengukuran indeks bias cair dan uap
didapatkan indesk bias yang kecil pada fasa uap sehingga menghasilkan fraksi mol yang
bernilai negatif. Hal ini dapat terjadi dikarenakan kurang telitinya/kesalahan saat pembacaan
pada alat refraktometer, pengambilan sampel up yang kurang baik, kecepatan dalam
pengukuran (pembacaan indeks bias) yang kurrang baik karena cepat menguap dan
sebagainya.
VIII. KESIMPULAN
Dari analisa diatas, dapat ditarik kesimpulan bahwa :
1. Indeks bias mengalami kenaikan berbanding lurus dengan volume aquadest dan
berbanding terbalik dengan volume etanol
2. Pada penentuan kurva baku, diperoleh grafik menurut ke arah indeks bias etanol,
karena lebih dominan volume etanol
3. Pada kurva kesetimbangan dapat dilihat kurva bagian atas grafik menunjukan bahan
berada dalam fasa cair, sedangkan di grafik bawah menunjukan bahan berada dalam
fasa gas. Dan di antara kedua grafik tersebut, bahan berada dalam fasa campuran
IX. DAFTAR PUSTAKA
Zurohaina.2014.”Penuntun Praktikum Teknologi Minyak dan Gas
Bumi”.Palembang:Polsri.