BAB V DIFUSI GAS BINER
A.
TUJUAN 1. Mempelajari Mempelajari difusi difusi suatu spesies spesies di dalam suatu ampura! ampura! "as #i!er. #i!er. $. Mem#a!di! Mem#a!di!"%a! "%a! &a%tu difusi a!tara a!tara per'#aa! de!"a! de!"a! per(itu!"a! per(itu!"a! te'ritis. ). Me!"eta(ui Me!"eta(ui fa%t'r*fa%t fa%t'r*fa%t'r 'r +a!" mempe!"aru(i mempe!"aru(i difusi difusi suatu laruta! "as #i!er. #i!er.
B.
DASAR TE,RI Difusi merupa%a! peristi&a perpi!da(a! massa +a!" #erpi!da( dari suatu %eadaa! +a!" memili%i %'!se!trasi ti!""i %e %'!se!trasi re!da(. -erp -erpi! i!da da(a (a! ! massa massa +a!" +a!" terj terjad adii dapa dapatt #erl #erla! a!"s "su! u!" " dala dalam m fasa fasa "as "as maupu! maupu! dalam fasa air. air. -eristi&a -eristi&a difusi a%a! terus #erla!"su!" #erla!"su!" (i!""a (i!""a ter terap apai ai!+ !+aa
%'!d %'!dis isii
%ese %eseti tim# m#a! a!"a "a! !
a!ta a!tara ra
dua dua
%ead %eadaa aa! !
dima dima!a !a
se#elum!+a se#elum!+a terdapat terdapat per#edaa! per#edaa! #esar!+a #esar!+a %'!se!trasi %'!se!trasi suatu %'mp'!e! pada masi!"*masi!" %eadaa!. M /a#e0 Unit Operation of Chemical Engineering edisi edisi %e*0 122)0 (lm. 3456
Difusi Difusi m'le%u m'le%ular lar dapat dapat didefi! didefi!isi% isi%a! a! se#a"ai se#a"ai perpi! perpi!da( da(a! a! atau atau per"era%a! suatu m'le%ul mele&ati suatu fluida de!"a! per"era%a! +a!" aa%. Suatu m'le%ul +a!" #er"era% lurus %emudia! a%a! #er"era% seara aa% %are!a #erta#ra%a! de!"a! m'le%ul +a!" lai!0 per"era%a! m'le%ul sepe sepert rtii i!i i!i dise# dise#ut ut random-wal random-walkk process process.. 7aju difusi dapat di!ai%%a! de!"a! de!"a! ara pe!"adu%a pe!"adu%a! ! se(i!""a se(i!""a %'!disi %'!disi %esetim#a!" %esetim#a!"a! a! dapat le#i( epat terapai.
Gam#ar V.1 S%ema -r'ses Difusi M'le%uler -ada "am#ar V.10 tampa% #a(&a m'le%ul A #erjala! aa% #erdifusi mele&ati m'le%ul B dari titi% 16 %e titi% $6. Apa#ila jumla( m'le%ul A pada titi% 16 le#i( #a!+a% daripada +a!" #erada pada titi% $60 da! m'le%ul #erdifusi seara aa% pada dua ara( +a!" #erla&a!a!0 ma%a m'le%ul A a%a! le#i( #a!+a% #erdifusi de!"a! ara( titi% 16 %e titi% $6 daripada de!"a! ara( se#ali%!+a. Se(i!""a dapat di%ata%a! #a(&a A #er"era% dari daera( %'!se!trasi ti!""i %e daera( %'!se!trasi re!da(. Gea!%'plis0 Transport Process and Unit Operations edisi %e*)0 122)0 (lm. )8)6 -ada fase "as0 terdapat $ je!is difusi m'le%uler0 +aitu 9 a.
Difusi e%uim'lal #erla&a!a! ara( Difusi e%uim'lal #erla&a!a! ara( pada fase "as dijelas%a! pada "am#ar V.$. -ada a&al!+a0 terdapat dua je!is "as +aitu A da! B pada te%a!a! t'tal - dima!a difusi m'le%ular dalam %eadaa! steady state terjadi a!tara dua #ua( ta!"%i +a!" sali!" di(u#u!"%a! de!"a! pipa. A!"%a 1 me!u!ju%%a! ta!"%i se#ela( %iri da! a!"%a $ me!u!ju%%a! ta!"%i se#ela( %a!a!. -e!"adu% #erfu!"si me!ja"a %'!se!trasi pada setiap ta!"%i ('m'"e!:sera"am. Te%a!a! parsial pada "as A +a!" terjadi adala( pA1; pA$ da! pada "as B adala( p B$; pB1. M'le%ul A a%a! #erdifusi %e ta!"%i se#ela( %a!a! da! m'le%ul B a%a! #erdifusi %e ta!"%i se#ela( %iri %are!a per#edaa! %'!se!trasi.
Gam#ar V.$ Difusi E%uim'lal Berla&a!a! Ara( u!tu% Gas A da! B
-ersamaa! terse#ut me!u!ju%%a! pada ampura! #i!er "as A da! B0 %'efisie! difusi D AB me!e!tu%a! laju difusi "as A melalui "as B6 a%a! sama de!"a! D BA difusi se#ali%!+a:#erla&a!a! ara(6. Gea!%'plis0 Transport Process and Unit Operations edisi %e*)0 #.
122)0 (lm. )836 Difusi A melalui B sta"!a! diam6 -eristi&a difusi "as satu ara( +aitu peristi&a #erdifusi!+a m'le%ul A melalui m'le%ul B +a!" tida% #erdifusi. -ada %eadaa! i!i terdapat daera( #atas +a!" sifat!+a impermeable tida% dapat ditem#us6 se(i!""a tida% memu!"%i!%a! u!tu% dilalui m'le%ul B se(i!""a m'le%ul B tida% dapat #erdifusi. Se#a"ai '!t'( adala( difusi #e!>e!e A6 +a!" terdapat pada #a"ia! #a&a( pipa %apiler me!uju #a"ia! atas dima!a terdapat
m'le%ul udara B6 +a!" me!"alir pada #a"ia! atas0 +a!" dijelas%a! pada "am#ar V.).a.
Gam#ar V.) Difusi <'mp'!e! A melalui <'mp'!e! B +a!" Sta"!a! 9 a6 Difusi Be!>e!e %e Udara0 #6 N? ) Diserap 'le( Air. M'le%ul udara B6 tida% dapat #erdifusi %e daera( +a!" ma+'ritas #e!>e!e0 (al i!i dise#a#%a! 'le( %are!a ada!+a daera( #atas 1 dima!a udara tida% dapat larut dalam #e!>e!e. -ada titi% $0 te%a!a! parsial pA@ 0 %are!a tida% se#a!di!" de!"a! 'lume udara +a!" melalui
titi%
terse#ut.
/'!t'( lai!!+a
adala( seperti
ditu!ju%%a! pada "am#ar dima!a terjadi a#s'r#si uap N? ) A6 +a!" #erada dalam udara me!uju air. -ermu%aa! air #ersifat impermeable ter(adap udara B60 %are!a udara (a!+a sedi%it larut dalam air.
0 u!tu%
C
persamaa!
0
0
! AB dp A T d z
%e persamaa! diper'le( 9
P A P
De!"a! me!+usu! ula!" persamaa! terse#ut u!tu% %emudia! dii!te"rasi%a! 9
P @ * ! AB dp A 1 T d z P A
z $
dz @
! AB T
z 1
P A1
dP A
1 p
A
P A $
! AB P T z $ z 1 6
l!
: P
P P A$ P P A1
-ersamaa! di atas merupa%a! persamaa! a%(ir +a!" dapat di"u!a%a!
u!tu%
me!"(itu!"
0
flu%s
A.
ma%a
da!
. -ersamaa! terse#ut ju"a seri!" ditulis%a! dalam #e!tu% lai!0 !ilai log mean inert B dapat didefi!isi%a! se#a"ai #eri%ut 9 P B $
P 1 B
l!. P B $ : P B1 6
De!"a! diper'le( 9
P A $
P 1 A
l!F. P P A $ 6 :. P P A1 6E
me!su#stitusi%a!
de!"a!
persamaa!
se#elum!+a
! AB P T z $ z 1 6 P B"
P A1 P A $ 6
Gea!%'plis0 Transport Process and Unit Operations edisi %e*)0 122)0 (lm. )826 Dari persamaa! di atas0 dapat diari %'efisie! difusi "as +a!" memili%i persamaa! 9
S merupa%a! sl'pe +a!" didapat dari pl't "rafi% a!tara %eti!""ia! laruta! 6 de!"a! &a%tu t6. - T merupa%a! te%a!a! uap t'tal. U!tu% me!ari &a%tu difusi0 dapat dimasu%%a! selisi( %eti!""ia! a%(ir da! %eti!""ia! a&al laruta!0 se(i!""a didapat persamaa! 9
z A$ 6 tF @ $ B" A ! AB P T P A1 P A $ 6 $
A .T . P B" z #
/.
S
a
#
e
(
f
"
i
Gam#ar V.4 -eralata! Difusi Gas Bi!er
Gelas u%ur 1 m7 -ipet u%ur 1 m7 Ball filler -i%!'meter m7 Neraa a!aliti%
$. Ba(a! a. 7aruta! Aset'! 13 m7
d
#. 7aruta! !*?e%sa!a 1$ m7 . 7aruta! Eta!'l 8 m7
). S%ema
8 ml
Aset'!
!* ?e%sa!a
-i%!'meter
4 ml
Me!"u%ur de!sitas da! massa ampura!
Gam#ar V. S%ema
8 ml
Aset'!e
Eta!'l
4 ml
-i%!'meter
Me!"u%ur de!sitas da! massa ampura!
Gelas U%ur
Me!"u%ur peru#a(a! %eti!""ia! permu%aa!
Gam#ar V. 3 S%ema
4 ml
-i%!'meter
Me!"u%ur de!sitas da! massa ampura!
Gelas U%ur
Me!"u%ur peru#a(a! %eti!""ia! permu%aa!
Gam#ar V. 5 S%ema
DAFTAR -USTA
