Neraca Massa Tanpa Reaksi Kimia
1.
Ingin dibuat larutan KMnO4 0,5 M sebanyak 500 mL dari kistal KMnO4. Berapa gram KMnO4 yang seharusnya dilarutkan dalam akuades ssampai 500mL? Jawab : F1 = …?
P = 500 m L Reaktor
KMnO4 H2O
KMnO4 0,5 M H2O
M=
n = 0,5 M . 500 mL
n=
= 250 mmol = 0,25 mol gr = 0,25 mol . 158 gr/mol = 39, 5 gram
Jadi untuk membentuk larutan KMnO4 0,5 M dibutuhkan sebanyak 39,5 gram KMnO4
2.
Di laboratorium hanya tersedia larutan HCl 5% (% berat) dan larutan HCl 25%. Seorang praktikan akan membuat 1000 gram larutan HCl 12%. Apa yang sebaiknya dilakukan praktikan tersebut? Jawab : F1 = …? HCl 5% H2O 95%
P = 1000 gram Reaktor
F2 = …? HCl 25% H2O 75%
HCl 12% H2O 88%
Neraca Massa Total
= F1 + F2 = 1000 gram
Neraca Massa Komponen
= 0,05 F1 + 0,25 F2 = 0,12 . 1000 gram
F1 + F2
= 1000 x 0,05
0,05 F1 + 0,25 F2
= 120
0,05 F1 + 0,05 F2
= 50
0,05 F1 + 0,25 F2
= 120
-0, 20 F2
3.
x1
= - 70 F2
= 350 gram
F1
= 650 gram
Ingin dibuat 2000 kg 5% slurry Ca(OH)2 dalam air dari pengenceran 20% slurry. Hitung kebutuhannya. Jawab: F1 = …?
P = 2000 kg Reaktor
Ca(OH)2 20%
Ca(OH)2 5%
H2O 80%
H2O 95%
0,02 F1 = 0,05 P 0,02 F1 = 0,05 . 2000 F1 = 500 kg H2O = 1500 kg
4.
Adesiv cair yang digunakan untuk merekatkan papan yang berlaminasi terdiri atas campuran polimer dan pelarutnya. Pemasok adesiv mendapat pesanan berupa 3000 kg adesiv yang berisi 13% polimer (% berat). Pemasok memiliki stok : a. 500 kg adesiv 10% b. Larutan 20% adesiv yang sangat melimpah c. Pelarut murni
Jika pemasok ingin menggunakan semua stok yang ada, tentukan kebutuhan masingmasing larutan (adesiv 10% digunakan semua) Jawab: Polimer 10% Larutan 90%
A = 500 kg P = 3000 kg
Polimer 20% Larutan 80% B =…?
Polimer 13% Larutan 87%
Reaktor
Larutan 100% C = …?
Neraca Massa total = A + B + C = P 500 kg + B + C = 3000 kg Neraca Massa Komponen 500 . 0,1 + 0,2 B = 0,13 . 300 50 + 0,2 B
5.
= 390
B
= 1700 gram
C
= 800 gram
Jika pada suhu 20ºC, satu liter etanol dengan densitas 0,789 g/cc dicampur dengan 1 L akuades berdensitas 0,998 g/cc. berapa kg campuran yang dihasilkan? Jawab : Etanol F1 = … kg
Reaktor
Ρ = 0,789 g/cc
F2 = …? Akuades ρ = 0,998 g/cc
Campuran Etanol P = … kg
Ket : 1 mL = 1 cc F1 + F2
=P
0,789 g/mL . 1000 mL + 0,998 g/mL . 1000 mL = P 789 gram + 998 gram = P P = 1787 gram = 1,787 kg
6.
Pipa arus CO2 disambung dengan pipa arus udara. Kecepatan fluida dalam pipa CO2 adalah 10 kg/jam. Fluida dalam pipa udara berisi 0,03% mol CO2. Pada suatu tempat yang jaraknya cukup jauh dari titik penyambungan itu diambil sample. Hasil analisis menunjukkan kadar CO2 dalam sample adalah 0,45% mol. Tentukan kecepatan arus udara. Jawab : F1 = 10 kg/jam CO2 100% F2 = …? CO2 0,03%
P = …? CO2 0,45%
Neraca Massa Total F1 + F2 = P P = 10 + F2 Basis = 100 % Neraca Massa Komponen 10 . 100% + F2 . 0,03% = P . 0,45% 10 + 0,0003 F2 = 0,0045 . P 10 + 0,0003 F2 = 0,0045 (10 + F2) F2 = 2370, 238 kg/jam F1 + F2 = P P = 10 kg/jam + 2370,238 kg/jam P = 2380 kg/jam
7.
Anda diminta mengukur kecepatan gas buang yang keluar melalui cerobong (stack). Gass buang massuk cerobong berisi 21% CO2. Gas murni CO2 murni diinjeksikan melalui bagian bawah cerobong dengan kecepatan 4 lb/menit. Konsentrasi CO2 dalam gas keluar dapat diukur yaitu 3,2%. Tentukan kecepatan gas yang dibuang dari cerobong. Jawab :
P
A CO2 2,1% Lain = 97,9%
CO2 3,2 % Lain = 96,8% B = 4 lb/menit CO2 100%
4 lb/menit . 1lb mol : 44 lb = 0,091 lb mol/menit Neraca Massa Total A+B=P Neraca Massa Komponen 2,1% . A + 100% B = 3,2% P 0,021 . A + 1 . B = 0,032 . P 97,9% . A = 96,8% . P A = (0,968/0,9979) P A = 0,9887 P 0,021 (0,9887 P) + 1 . 0,091 = 0,032 . P P = 8,099 lb mol/menit A+B=P A = 8,099 lb mol/menit – 0,091 lb mol/menit A = 8,008 lb mol/menit 8.
Suspensi susu berisi air 50%. Agar diperoleh susu bubuk, maka air dalam suspensi ini harus dikurangi, yaitu dengan menguapkan air dalam alat pengering. Suspensi susu diumpankan ke dalam suatu alat pengering sembur. Ternyata produk yang dihasilkan berisi air 10%. Berpa banyak air yang teruapkan setiap 100 kg/jam, suspensi susu yang diumpankan dan berapa % air dalam suspensi itu yang teruapkan?
Jawab : A = …? B = …?
F = 100 kg/jam Reaktor
Suspensi 50% Air 50%
suspensi 90% air 10%
50% . F = A + 90% . B 50% . 100 = 90% B B = 55,56 kg/jam A = 44,44 kg/jam % air teruapkan = 44,44 : 50 = 88,88 % 9.
Buah segar nenas berisi 15% padatan dan 85% air. Untuk membuat selai nenas, nenas segar dihancurkan dan kemudian ditambah gula dengan rasio nenas : gula = 45 ; 55. Campuran itu selanjutnya dipanaskan untuk menguapkan airnya, sehinggga diperoleh selai dengan kadar air menjadi 35%. Berapa kg buah nenas dan kg gula yang dibutuhkan untuk membuat 1 kg selai nenas? Jawab :
