OPERASI TEKNIK KIMIA 2 CONTOH-CONTOH CONTOH-CONTOH SOAL HUMIDIFIKASI
OLEH AMALIA ARDIANA
(0907114248)
ARI WIBOWO HARAHAP (0907135919) FIKRI
(1007112437)
PRIO WIDODO
(1007113560)
FEBRINA DWI PUTRI
(1007113570)
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU PEKANBARU 2012
1. Ethyl ether pada suhu 20 C memberikan tekanan uap sebesar 442 mmHg. Hitunglah °
komposisi dari suatu campuran jenuh yang terdiri dari gas nitrogen dan uap ether pada suhu 20 C pada tekanan 745 mmHg, yang dinyatakan sebagai berikut : °
a. Komposisi dalam % volume b. Komposisi dalam % berat c. Lb uap per cuft campuran d. Lb uap per lb nitrogen beban uap (vapor free gas) e. Lb-mole uap per lb mole nitrogen bebas uap
Dik : P ethyl ether at 20 C = 442 mmHg , °
karena campuran gas dalam keadaan jenuh dengan uap, maka tekanan parsial uap ether (Pv) = saturation pressure (Ps) = 442 mmHg Ptotal campuran pada 20 C = 745 mmHg °
Dit : a. Komposisi dalam % volume b. Komposisi dalam % berat c. Lb uap per cuft campuran d. Lb uap per lb nitrogen beban uap (vapor free gas) e. Lb-mole uap per lb mole nitrogen bebas uap
Jawab : a. Pv = Nv x P Dimana : Pv = tekanan parsial uap ether P = tekanan total campuran gas nitrogen dan uap ether Nv = mol fraksi uap ether Maka, Mol fraksi uap ether :
0.593 ; uap ether = 0,593 x 100 = 59,3 %
Mol fraksi gas nitrogen : 1-0.593 = 0.407 ; gas nitrogen = 0,407 x 100 = 40,7 % Komposisi :
uap ether = 59,3%
Gas N2 = 40.7%
+
100 b. Basis : 1 lb-mol campuran ; Berat = fraksi mol x Bm Bm Uap ether = 74 ; Bm N2 = 28 Uap ether N2
: 0.593 lb-mol = 0.593 x 74 = 43.882 lb
: 0,407 lb-mol = 0,407 x 28 = 11.396 lb + 55.278 lb
Komposisi : Uap ether = N2
=
x 100 % = 79.384 %
x 100 %
= 20.616 % +
100 c. Basis : 1 lb-mol campuran Volume 1 lb-mol gas pada keadaan standard
= 359 cuft
Volume 1 lb-mol gas pada 20 C dan 745 mmHg
= V1
°
V1 = Vo x
= 359 x
= 393,06 cuft
Dalam 1 lb-mol campuran terdapat 43.882 lb uap ether Berat uap ether per cuft campuran = 43.882/393.06 = 0.112 lb
d. Basis : 1 lbmol campuran Berat uap ether per lb H2 = 43.882/11.396 = 3.85 lb
e. Basis : 1 lbmol campuran Lbmol uap ether per lbmol H2 = 0.593/0.407 = 1.457
2. Suatu campuran terdiri dari uap aseton dan gas nitrogen yang mengandung 14.8% vol aseton pada 20 C dan tekanan pada 745 mmHg. P uap aseton pada suhu tersebut = 184.8 °
mmHg. Hitunglah : a. Kejenuhan relatif b. % Kejenuhan
Dik :
P= 745 mmHg
Ps (P uap aseton)= 184.8 mmHg
T= 20 C °
Dit : a. Kejenuhan relatif b. % Kejenuhan
Jawab : a. Kejenuhan relatif (ηo) =
Pv = 14.8% x 745 = 110.26
= 0.597 x 100% = 59.7%
b. % Kejenuhan Yp = Yr
= 59.7 x
52.6 %
Dimana, Yr = kejenuhan relative
3. Udara pada suhu 20 C dan tekanan 720 mmHg mempunyai relatif humiditiy 50%, °
hitunglah : a. Molal humidity udara tersebut b. Molal humidity udara tersebut bila suhu diturunkan menjadi 10 C dan P dinaikkan °
menjadi 45 Psi sehingga sebagian uap air akan mengembun 3
c. Berat uap air yang mengembun setiap ft udara pada kondisi semula d. Volume akhir udara lembab pada soal b bila P uap air pada suhu 20 C= 17.5mmHg ; °
9 C=9.2 mmHg. °
Dik : T=20 C, P=720 mmHg, Hr= 50%. °
Dit : a. Molal humidity udara tersebut b. Molal humidity udara tersebut bila suhu diturunkan menjadi 10 C dan P dinaikkan °
menjadi 45 Psi sehingga sebagian uap air akan mengembun 3
c. Berat uap air yang mengembun setiap ft udara pada kondisi semula
d. Volume akhir udara lembab pada soal b bila P uap air pada suhu 20 C= 17.5mmHg ; °
9 C=9.2 mmHg. °
Jawab : a. Molal humidity udara tersebut, maka : Keadaan awal : Hr =
50%
Ps = Tekanan uap air pada 20 C
=17.5mmHg
°
Pv = Tekanan parsial uap air didalam udara pada 20 C °
= 50% x 17.5 = 0.5 x 17.5 = 8.75 mmHg Hm =
lbmol uap air/lbmol udara kering
b. Keadaan akhir : Molal humidity udara tersebut bila suhu diturunkan menjadi 10 C dan P dinaikkan °
menjadi 45 Psi sehingga sebagian uap air akan mengembun, maka : P = 45 Psi =
= 2481.63 mmHg
Karena sebagian uap air telah mengembun, berarti keadaan jenuh, sehingga Pv = Ps = tekanan uap air pada 10 C = 9.2 mmHg °
Hm =
-3
3.721 x 10
3
c. Berat uap air yang mengembun setiap ft udara pada kondisi semula, maka : Keadaan awal : Tekana parsial udara kering = 720 – 8.75 = 711.2 mmHg Volume parsial udara kering pada keadaan standard : V= Vo x V= Vo x
= 1000 x
= 871.91 cuft
Jumlah mol udara kering = 871.91 cuft x
lb-mol = 2.43 lb-mol
Jumlah mol uap air = mol udara kering x Hmawal = 2.43 lb-mol x 0.0118= 0.0287 lb-mol
Keadaan akhir : Jumlah mol udara kering = 2.43 lb-mol Jumlah mol uap air = mol udara kering x Hmakhir -3
-3
= 2.43 lb-mol x 3.721 x 10 = 9.042 x 10 lbmol Uap air yang mengembun = mol uap air awal – mol uap air akhir -3
= 0.0287 - 9.042 x 10
= 0.0197 lb-mol x Mr air = 0.0197 x 18 = 0.355 lb
d. Volume akhir udara lembab pada soal b bila P uap air pada suhu 20 C= 17.5mmHg ; °
9 C=9.2 mmHg, maka : °
Jumlah mol udara lembab pada keadaan akhir = mol udara kering + mol uap air -3
= 2.43 + 9.042 x 10 = 2.439 lb-mol Volume udara lembab pada keadaan akhir : V1 = n x
= 2.439 x 359 x
= 277.96 cuft
0
4. Udara dimasukkan ke dalam pengering dengan temperatur (dry bulb temperarature) 60 C 0
0
0
(140 F) dan dew point 26.7 C (80 F). Gunakan diagram humidifikasi, tentukan humidifikasi H,persentase humidifikasi HP, humid heat cS dan volume humidifikasi vH pada SI Penyelesaian : 0
dew point = 26.7 C pada temperature 100% saturasi. Pada fig. 9-3-2 (geankoplis)
Hp
H
digambar garis vertical pada garis 100% humidifikasi, humidifikasinya = 0.0225 kg H2O/kg udara 0
Berada pada titik H = 0.0225 dan suhu t = 80 C pada diagram, presentase humidifikasi HP adalah 14% dapat dicari dengan interpolasi garis linear antara garis 20 % dan 10%. Humid heat untuk H adalah cS = 1.005 + 1.88(0.0225) = 1.047 kJ/kg udara kering.K 0
Volume humidifikasi untuk 60 C -3
-3
vH = (2.83 x 10 + 4.56 x x 10 -3
= (2.9326 x 10 )(333) 3
= 0.977 m /kg udara kering
x 0.0225)(60 + 273)
