KESETIMBANGAN ANTARA GAS DAN CAIRAN D. SUBYAR MUJIHANDONO, ST
LARUTAN IDEAL Larutan yang dibentuk oleh campuran komponen-komponen yang dapat saling larut, tidak terjadi reaksi kimia, ukuran molekulmolekul sama, tenaga tarik menarik maupun tolak menolak antar molekul-molekul sejenis dan antar molekul-molekul yang tidak sejenis adalah sama. Yang mendekati larutan ideal adalah campuran gas pada tekanan rendah dan campuran cairan hidrokarbon dari seri homolog yang sama pada keadaan tekanan rendah
HUKUM-HUKUM PADA LARUTAN IDEAL HUKUM RUL! !ekanan "arsial suatu komponen di dalam #asa gas adalah sama dengan #raksi mol komponen tersebut dalam #asa cair dikalikan tekanan uap komponen tersebut pada keadaan murni. "i $ %i."&i Keterangan ' "i $ tekanan parsial komponen ke i (#asa gas) "&i $ tekanan uap komponen ke-i %i $ #raksi mol komponen ke-* dalam #asa cair HUKUM +L! Menyatakan tentang tekanan parsial gas, dapat dinyatakan dengan persamaan ' "i $ Yi." "i $ tekanan parsial komponen ke-i Yi $ #raksi mol komponen ke-* " $ tekanan total campuran gas
Hubungan antara komposisi #asa gas dan #asa cair dengan tekanan dan temperatur pada saat terjadi kesetimbangan antara #asa gas dan cairan di daerah dua #asa Yi." $ %i." erdasarkan kesetimbangan material untuk komponen ke-i dapat ditulis persamaan ' /i.n $ %i.nL 0 Yi.n1 Keterangan ' n $ jumlah total komponen di dalam larutan %i $ #raksi mol komponen ke-i dalam #asa cair Yi $ #raksi mol komponen ke-i dalam #asa gas
Substitusi pes!"!!# Zi.n = Xi.nL + Xi. Zi.n = Xi.nL + Xi
Xi =
Pvi P
ng → Zi.n = Xi nL +
Zn
Pvi .ng nL + P
Σ Xi = Σ
Zi
Pvi 1 + ng 1 − P Zi
ΣYi = Σ 1+
P − 1 Pvi
nL
=1
=1
Pvi P
ng
Te$!#!# %e&e"bu#% &!ut!# i'e!&
"ada titik gelembung seluruh larutan masih dalam keadaan cair atau nL $ total mol larutan (n) dan n1 bisa dianggap $ 2 dengan demikian maka pada saat "$"b, persamaan menjadi '
Σ
zi Pb Pvi
= 1atauPb = Σ Zi. Pvi
Te$!#!# e"bu# &!ut!# i'e!&
"ada titik embun larutan seluruhnya masih dalam bentuk gas, sehingga bisa dianggap ng $n dan nL $ 2, sehingga bentuk persamaan dapat diubah menjadi ' Zi Σ = Pvi Pd Pd =
1
1
Σ Zi
Pvi
Zi Σ = Pvi Pd Pd =
1
1
Σ Zi
Pvi
Peb!#'i#%!# !#t!! (!$si ")& su!tu $)"p)#e# '!&!" (!s! *!i p!'! su!tu +!%! P '!# T tete#tu 'isebut $)#st!#t! $eseti"b!#%!# !t!u (!$t) K
Ki =
Yi Xi
K)"p)sisi '!# u"&!+ ")& (!s! %!s '!# (!s! *!i!#
erdasarkan substitusi persamaan, persamaan larutan tidak ideal menjadi ' Σ X = Σ
ΣY = Σ
Zi nL + ngKi
Zi ng + nL
Ki
De#%!# !#%%!p!# p!'! titi$ e"bu# #L /, "!$! 'i'!p!t pes!"!!# 0 3/i.Ki $4 +engan anggapan pada titik embun nL $ 2, maka didapat persamaan ' 3/i5Ki $4 "ada harga tekanan tertentu semua kur&a kesetimbangan bertemu pada tekanan tersebut K berharga $ 4, tekanan ini disebut Te$!#!# K)#e%e#si
C)#t)+
6uatu larutan nyata mempunyai komposisi sebagai berikut '
K)"p)sisi
1!$si M)&
C2
/,34
#C5
/,67
#C8
/,44
!ekanan kon&ergensi larutan tersebut $ 7222 psia a. !entukan komposisi dan jumlah mol #asa cair dan gas pada tekanan 722 psia dan temperatur 48229 untuk setiap 4 lb larutan b. ila #asa cair pada tekanan tersebut dipisahkan dari #asa gasnya kemudan tekanannya diturunkan pada kondisi standar, maka berapa 6:9 gas yang terbentuk;.
Pe#9e&es!i!#
Menghitung komposisi dan jumlah mol #asa cair dan gas, dari gra?@ dan 4,22A. khirnya dengan interpolasi diperoleh total mol $ 2,4bila nL $ 2, 8? sehingga ng $ 2,A7
K)"p)sisi (!s! *!i '!p!t 'i+itu#% seb!%!i bei$ut 0 Komponen
/i
Ki
Yi (nL $ 2,8)
Yi (nL$ 2,=)
Yi (nL$2,8?)
%i $ Yi5Ki
:B
2,=4
4,87
2,@B=
2,@=?
2,@=4
2,824
n:A
2,7?
2,8>8 2,72>
2,4>>
2,724
2,BB?
n:8
2,44
2,7B= 2,2A7
2,2B@
2,2B?
2,4=4
2,>?@
4,22A
4,222
4,222
L!#ut!#:.
Menghitung &olume gas bebas pada kondisi standar (4A,@ psia, =229) untuk setiap 4 lbmol larutan gas yang terbebaskan ng $ 2,A7 lb-mol pada kondisi standar /sc $ 4 "C $ D.n.R!
