Transfer Massa Difusi adalah penyebaran partikel melalui gerakan ac ak dari suatu wilayah. dapat didefinisikan sebagai pergerakan partikel dari daerah konsentrasi tinggi ke daer ah konsentrasi rendah[2]. Ternyata Ternyata itu terjadi di dalam kehidupan kita sehari-hari kawan. ebenarnya perpindahan massa memang dipelajari secara khusus di bidang studi yang saya geluti. !ntuk bidang studi tekn ik yang lain memang tidak ada yang mempelajari hal ini"maaf...#. $adi% sebuah kehormatan juga sebenarnya bisa menjelaskan fenomena ini kepada kawan-kawan hehe.... &erpindahan massa merupakan salah satu dari ' proses perpindahan yang terjadi yaitu perpindahan momentum% perpindahan energi "panas# dan perpindahan massa sendiri. (plikasinya (plikasinya di dunia per-pabrik-an cukup banyak dan umunya mudah untuk ditemukan seperti ) *.
Distilasi
2.
(bsorbsi
'.
&engeringan
+.
,kstraksi liuid-liuid
.
(dsorpsi
/.
&roses Membran
0.
Dll
1erbeda dengan proses perpindahan yang lain% untuk perpindahan massa juga melibatkan medium yang menjadi jembatan antara kedua tempat% ikut berpindah. 1erbeda dengan misalnya perpindahan panas. contoh-contoh perpindahan massa% yaitu *.
&eng &enghi hila lang ngan an gas gas 2 2 dari dari flue flue gas gas den denga gan n abso absorp rpsi si oleh oleh pel pelar arut ut..
2.
&emur &emurni nian an ura urani nium um dar darii peng pengot otor or sehi sehing ngga ga bisa bisa dig diguna unaka kan n seba sebaga gaii baha bahan n baku baku nuk nukli lirr.
'.
&em &emisaha sahan n alk alkoh ohol ol deng dengan an air air den denga gan n di distil stilas asii.
elain contoh-contoh di laboratorium di atas% ada juga di kehidupan sehari-hari yang bisa kita k ita temui... misal *.
&roses penguapan air
2.
&roses pengeringan ba baju ki kita
'.
Dll
Dalam kehidupan sehari-hari% kita akan ban yak melihat kenyataan dan peristiwa tentang transfer massa pada suatu keadaan sistem atau transfer panas pada sistem tertentu. 3enyataan nan ada dapat saja terjadi secara alami atau disengaja seperti keadaan di industri. &roses transfer% baik panas maupun massa perlu diperhitungkan dengan seksama buat skala industri sebab berkaitan dengan biaya nan dikeluarkan dalam satu siklus industri% sebab proses industri berkaitan dengan profitabilitas% perhitungannya pun diusahakan serinci mungkin. &erpindahan panas dan massa merupakan salah satu mata kuliah tersendiri di jurusan Teknik% baik mungkin Teknik 3imia nan erat hubungannya dengan pabrik dan proses industri atau Teknik Mesin nan berhubungan dengan perancangan mesin dan alat. 3arena masuk pada ranah teknik% maka tentu saja mata kuliah ini berhubungan dengan perhitungan.
&erpindahan &anas &erpindahan panas secara garis besar sebenarnya telah dipelajari pada bangku sekolah menengah. Telah dikenal tiga jenis perpindahan panas % yakni radiasi% kon4eksi dan konduksi. &ada pelajaran 5isika M(% konsep perpindahan panas disampaikan buat menentukan laju perpindahan panas nan melewati suatu medium% baik laju kalor konduksi% kon4eksi maupun radiasi. &ada perpindahan panas secara konduksi% akan terjadi manakala ada disparitas panas antara kedua ujung medium. 6ajunya tentu saja dipengaruhi oleh selisih dari temperatur keduanya% nan mengalir dari suhu nan lebih tinggi pada suhu nan lebih rendah dari suatu penghantar tetap. &ersamaan nan menjelaskan tentang ini ialah 7ukum 5ourier. &erpindahan panas nan lain ialah secara kon4eksi nan terjadi antara permukaan padat dengan fluida "cairan# nan mengalir di sekitar permukaan padat tersebut% dengan menggunakan penghantar berupa fluida baik gas maupun cairan. &erpindahan panas secara kon4eksi terjadi sebab partikelnya berpindah dari temperatur tinggi ke rendah% sehingga secara tak langsung akan terjadi dua kenyataan yakni perpindahan panas dan perpindahan massa. 3arena hal tersebut berkaitan dengan perpindahan massa% biasanya akan diselidiki tentang arus massa8 arus fluida nan bergerak. ecara terperinci% persamaan nan menjelaskan tentang perpindahan panas kon4eksi ialah hukum 9ewton .
1erbeda dengan kedua jenis perpindahan panas di atas% perpindahan panas juga bisa dilakukan pada keadaan 4akum% tanpa medium "sekalipun udara#. &erpindahan panas jenis ini dinamakan perpindahan panas radiasi. &erpindahan panas secara radiasi ialah perpindahan panas sebab suatu pancaran gelombang elektromagnetik "tanpa melewati suatu medium#. &erhitungan secara ideal tentang pancaran radiasi dimasukkan pada konsep radiasi benda hitam% dimana seluruh energi nan diserap akan seluruhnya pula dipancarkan. ecara terperinci% persamaan buat menjelaskan perpindahan ini memakai 7ukum tefan : 1olt;man tentang distribusi partikel.
(plikasi &erpindahan &anas 1eberapa kejadian di alam secara tak langsung menjelaskan tentang pelaksanaan perpindahan panas. &erpindahan panas konduksi 1eberapa contoh perpindahan panas secara konduksi) pemanasan pada pelat logam dengan ketebalan nan ukuran nan berbeda "panjang% lebar% tinggi% tebal#% penyambungan pelat logam dengan jenis logam nan berbeda dan sebagainya. &erpindahan panas secara kon4eksi
&erpindahan Massa ecara mudah% perpindahan massa ialah proses dimana terjadi transfer massa yaitu kon4oi partikel dari medium satu ke medium lain baik terjadi secara alami maupun sebab adanya gaya pendorong dari luar.
Transfer massa biasanya disebabkan oleh tenaga dari luar% nan akan mengubah densitas partikel sehingga secara alami akan mengalami perpindahan. &roses transfer massa biasanya terjadi pada kasus-kasus pemisahan ;at. Misal dengan proses destilasi% pemberian kalor sebagai gaya d ari luar akan mendorong ;at murni teruapkan dan secara tak langsung densitas ;at murni berubah nan mengakibatkan terjadinya perpindahan massa dari substansi asal ke medium lain. Termasuk juga ekstraksi% yakni penambahan ;at buat memurnikan suatu ;at dengan berdasar prinsip kelarutan. Dengan memberikan suatu ;at kimia% secara otomatis densitas "massa jenis# nan akan dipisahkan akan berubah% sehingga secara mudah akan terpisah dengan sendiri. &roses : proses pada perpindahan massa ini sering terjadi pada proses kimia% buat memurnikan suatu ;at% seperti kasus di atas. 3asus nan lain ialah kristalisasi "pemurnian dengan cara penguapan sol4ent#% sentrifugasi "pemisahan berdasarkan densitas#% adsorpsi "pemisahan berdasarkan hubungan ion terhadap adsorben#% dan pengeringan "penghilangan sol4ent dari ;at nan akan dimurnikan#. ering kali% proses transfer antara massa dan panas terjadi secara bersamaan. &roses ini disebut sebagai proses simultan% yakni terjadi perpindahan panas dan massa secara bersamaan dalam satu sistem nan dikendalikan. 1aik secara alami maupun buatan% proses tersebut sering kali ditemui dalam keadaan sehari : hari. 3onsep perpindahan antara panas dan massa mirip dengan rangkaian kendala listrik buat skala makroskopik. !ntuk rangkaian kendala seri% transfer panas dan massa dilakukan oleh satu sumber nan dibagi menjadi beberapa beberapa sumber kecil pada satu tujuan. Misalkan saja% perpindahan panas secara kon4eksi oleh panas inti tubuh hewan ke udara. umber primer ialah panas inti tubuh nan terdiri dari panas pada temperatur udara% panas pada permukaan batas lapisan kulit dan udara% temperatur pada permukaan kulit dan sumber panas tubuh hewan itu sendiri yakni panas inti tubuh. &ersamaannya mirip dengan resistor seri% dimana transfer panas dijumlahkan.
terjadi pada stomata daun juga terjadi pada kutikula batang% nan juga dilakukan transfer panas pada keduanya. umber nan ada hanya satu sedangkan output keluaran ada dua. &ersamaan ini menggunakan rangkaian listrik paralel% dimana jumlah total ialah penjumlah terbalik masing : masing output. 1eberapa kasus : kasus tersebut ialah contoh dari pelaksanaan perpindahan panas dan massa nan terjadi secara alami dan paksaan "buatan#. $urusan teknik ialah jurusan nan berkaitan dengan perhitungan suatu instrumen "alat#. &erhitungan dari suatu persamaan nan diberikan digunakan buat mendesain suatu alat nan sinkron dengan kebutuhan nan melibatkan proses transfer panas maupun massa nan terjadi secara simultan. Dengan mempelajari perpindahan panas dan massa% maka seseorang akan memahami bagaimana sistem kerja industri bekerja% bagaimana penyusunan alat b oiler% furnace% kondensor% instrumen penukar panas hingga jaringan listrik nan melibatkan transfer energi. 7al tersebut juga bisa digunakan buat memprediksi nilai dari geothermal nan bisa digunakan buat kemanfaatannya pada kehidupan. Demikian artikel ini semoga memberi mafaat.
http)88www.binasyifa.com8==8'=8208perpindahan-massa.html
DIFUSIVITAS BAB I I.1 Latar Belakang Difusi adalah peristiwa mengalirnya atau berpindahnya suatu ;at dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. &erbedaan konsentrasi yang ada pada dua larutan disebut gradien konsentrasi. Difusi merupakan salah satu peristiwa perpindahan massa yang prosesnya sering juga dilakukan dalam industri-industri. &roses difusi minimal melibatkan dua ;at% salah satu ;at berkonsentrasi lebih tinggi daripada ;at lainnya atau dapat dikatakan dalam kondisi belum setimbang% 3eadaan ini dapat menjadi dri4ing force dari proses difusi. Difusi akan terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luas secara merata atau mencapai keadaan kesetimbangan dimana perpindahan molekul tetap terjadi walaupun tidak ada perbedaan konsentrasi%
>aya dorong untuk perpindahan massa dan panas berdasarkan perbedaan konsentrasi atau gradient konsentrasi dan perbedaan suhu atau gradient suhu. Metode-metode yang tercakup dalam istilah operasi perpindahan massa meliputi) ? Distilasi ? (bsorbsi ? 7umidifikasi ? ,kstraksi ? 6eaching ? 3ristalisasi
&engolahan kuantitatif mengenai perpindahan massa didasarkan atas neraca bahan dan neraca enargi%kesetimbangan fase% laju perpindahan massa dan laju perpindahan panas. I.2 Tujuan Penulisan (gar supaya mahasiswa dapat mengetahui apa yang di maksud dengan difusi dan kaitannya dalam perpindahan massa antara 2 fase.
@ @ @ @ @ @ @
I.3 Alasan mengapa diusi perlu dipelajari &eristiwa difusi banyak dijumpai di dalam kehidupan sehari- hari% didalam ilmu pengetahuan dan industri.
BAB II P!"BA#ASA$ II.1 . Diusi &roses difusi terjadi karena adanya perpindahan massa suatu ;at dimana massa dapat berpindah dari kondisi dengan konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. &erpindahan massa dapat terjadi dalam fasa gas maupun cair. &eristiwa difusi berakhir jika telah mencapai keadaan setimbang antara dua keadaan "pada keadaan sebelumnya terdapat perbedaan konsentrasi sehingga keadaan belum setimbang#. &roses difusi dapat terus-menerus berlangsung jika perbedaan konsentrasi antara dua kondisi dipertahankan. 7al ini dapat dilakukan dengan mengalirkan fluida yang merupakan tempat akan berdifusinya suatu molekul secara terus menerus. &roses difusi akan berhenti jika kondisi dari dua fluida sudah sama atau setimbang.
&ada absorbsi gas% ;at- terlarut terdifusi melalui fase gas ke antarmuka antara kedua fase dan melalui ;at cair dari antarmuka itu. &ada proses destilasi% komponen yang bertitik didih rendah terdifusi melalui fase ;at cair ke antarmuka dan dari antarmuka ke fase uap. 3omponen yang bertitik didih tinggi terdifusi pada arah yang berlawanan dan berpindah melalui uap ke ;at cair. &ada proses ekstraksi ;at cair % ;at terlarut terdifusi melalui fase rafinat ke antarmuka %lalu ke fase ekstrak. &ada proses kristalisasi% ;at- terlarut terdifusi melalui cairan induk ke kristal dan mengendap pada permukaan ;at padat. &ada proses humidifikasi " kelembaban # tidak ada difusi fase ;at cair karena ;at cairnya murni dan tidak mungkin ada gradien konsentrasi di dalam ;at cair itu% tetapi uapnya terdifusi ke antarmuka ;at cair- gas. (da beberapa macam kecepatan " 4elocity #yang diperlukan untuk memberikan gerakan masing- masing bahan dan fase kesluruhan . leh karena gerakan absolut tidak mempunyai makna % setiap kecepatan itu harus didasarkan pada suatu keadaan diam sembarang . Molekulmolekul setiap komponen dalam suatu campuran berada dalam keadaan rambang% jika seluruh kecepatan sesaat komponen itu di jumlahkan dan diuraikan menjadi kecepatan yang tegak lurus terhadap antarmuka % dan dibagi dengan banyaknya molekul ;at itu % maka akan di dapat kecepatan makroskopik komponen itu. Masalah perpindahan massa dapat diselesaikan dengan dua cara yang berbeda% pertama dengan menggunakan konsep tahap kesetimbangan"euilibrium stage# atau kedua atas dasar proses laju diffusi "diffusional rate process#
Aalaupun penyebab difusi umumnya karena gradien konsentrasi%tetapi difusi dapat juga terjadi karena gradien tekanan% karena gradien suhu% atau karena medan gaya yang diterapkan dari luar seperti pada pemisah sentrifugal. Difusi molekuler yang terjadi karena gradien tekanan "bukan tekanan parsial# disebut difusi tekanan " pressure diffusion#% yangdisebabkan karena gradien suhu disebut difusi termal "thermal diffusion#% sedangkan yang disebabkan oleh medan gaya dari luar disebut difusi paksa " forced diffusion#. Difusi melalui membran dapat berlangsung melalui tiga mek anisme% yaitu) * .Difusi sederhana " simple difusion#% 2 . Difusi melalui saluran yang terbentuk oleh protein trans membran '. Difusi difasilitasi " fasiliated difusion#. Difusi melalui membran berlangsung karena molekul-molekul yang berpindah atau bergerak melalui membran bersifat larut dalam lemak "lipid # sehingga dapat menembus lipid bilayer pada membran secara langsung. Membran sel permeabel terhadap molekul larut lemak seperti hormon
steroid% 4itamin (% D% ,% dan 3 serta bahan-bahan organik yang larut dalam lemak% elain itu% membran sel juga sangat permeabel terhadap molekul anorganik seperti % <₂% 7% dan 7₂. 1eberapa molekul kecil khusus yang terlarut serta ion-ion tertentu% dapat menembus membran melalui aluran ini terbentuk dari protein transmembran% semacam pori dengan diameter tertentu yang memungkinkan molekul dengan diameter lebih kecil dari diameter pori tersebut dapat melaluinya. ementara itu% molekul : molekul berukuran besar seperti asam amino% glukosa%dan beberapa garam : garam mineral% tidak dapat menembus membrane secara langsung% tetapi memerlukan protein pembawa atau transporter untuk dapat menembus membran. &roses masuknya molekul besar yang melibatkan transporter dinamakan difusi difasilitasi% yaitu pelaluan ;at melalui rnembran plasma yang melibatkan protein pembawa atau protein transporter. &rotein transporter tergolong protein transmembran yang memiliki tempat perlekatan terhadap ion atau molekul yang akan ditransfer ke dalam sel. etiap molekul atau ion memiliki protein transporter yang khusus% misalnya untuk pelaluan suatu molekul glukosa diperlukan protein transporter yang khusus untuk mentransfer glukosa kedalam sel. &rotein transporter untuk glukosa banyak ditemukan pada sel-sel rangka% otot jantung% sel-sel lemak dan sel-sel hati% karena sel : sel tersebut selalu membutuhkan glukosa untuk diubah menjadi energi. Terdapat beberapa faktor yang memengaruhi kecepatan difusi% yaitu ) !kuran partikel % emakin kecil ukuran partikel% semakin cepat partikel itu akan bergerak% sehinggak kecepatan difusi semakin tinggi. 3etebalan membran% emakin tebal membran% semakin lambat kecepatan difusi. 6uas suatu area% emakin besar luas area% semakin cepat kecepatan difusinya. $arak % emakin besar jarak antara dua konsentrasi% semakin lambat kecepatan difusinya. uhu% emakin tinggi suhu% partikel mendapatkan energi untuk bergerak dengan lebih cepat. Difusi adalah perpindahan molekul dari konsentrasi tinggi ke rendah. Bni berarti perpindahan komponen8molekulnya terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi "ingh and 7eldman% 2CC*#. &roses difusi itu terbagi ke dalam ' jenis yaitu )
*. Difusicair Dikatakan difusi cair jika terjadi perpindahan molekul cairan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.
2. Difusipadat Dikatakan difusi padat jika terjadi perpindahan molekul padatan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.
'. Difusigas Dikatakan difusi gas jika terjadi perpindahan molekul gas dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.
Difusi antar 2 fase satu film " difusi dalam aliran turbulen#
c.
Difusi antar fase dua film
Diusi "%lekuler & Merupakan transfer massa yang disebabkan gerakan molekuler secara acak dalam fluida diam atau dalam fluida yang mengalir secara laminer. Transfer molekuler juga disebut transfer molekul dalam satu fase. >erakan molekul ini disebabkan karena adanya gradien atau perbedaan konsentrasi. Difusi molekuler dapat terjadi di fluida " gas atau cairan # dan di dalam padatan. Difusi molekuler dalam padatan lebih lambat daripada di dalam fluida % hal ini di karnakan tidak adanya gerak padatan dalam padatan. Difusi molekular merupakan perpindahan suatu molekul melalui suatu fluida dengan pergerakan yang acak dalam fluida diam atau dalam fluida yang mengalir secara laminer. uatu molekul yang bergerak lurus kemudian akan bergerak secara acak karena bertabrakan dengan molekul yang lain% pergerakan molekul seperti ini disebut Random-Walk Process 6aju difusi dapat dinaikkan dengan cara pengadukan sehingga kondisi kesetimbangan dapat lebih cepat tercapai.
>ambar *. >erakan acak pada proses difusi &eristiwa lain yang juga termasuk sebagai peristiwa difusi adalah tinta biru yang diteteskan dalam air bening. Tinta akan berdifusi perlahan-lahan ke seluruh bagian air hingga diperoleh kondisi kesetimbangan "tidak adanya gradien konsentrasi#. !ntuk menaikkan laju difusi dapat dilakukan pengadukan% sehingga kondisi kesetimbanga dapat lebih cepat dicapai.Difusi tidak terbatas hanya pada perpindahan lapisan stagnant "diam# ;at padat atau ;at cair saja. Difusi juga terjadi dalam fase fluida pencampuran fisika dan pusaran aliran turbulen% sama seperti aliran kalor dalam fluida dapat terjadi karena kon4eksi. &eristiwa ini disebut difusi pusaran " Eddy diffusion# &ada fluida yang mengandung banyak komponen yang akan berdifusi dalam keadaan diam berlaku hukum 5rick untuk campuran antara hukum ( dan 1%yaitu)
$ a; -c D (1 dE( 8 d; Dengan ) $F(G fluH molar komponen ( pada arah sumbu ; untuk arah molekular "kgmol(8s.m2# D(1 difusi molekular molekul ( melalui 1 "m2 8s# G jarak difusi "m < konsentrasi ( dan 1 "kgmol8m'# E( fraksi mol dari ( dari campuran ( dan 1 II.2 Diusi "%lekular pada 'airan 6aju difusi molekular untuk cairan lebih kecil apabila dibandingkan terhadap laju difusi molekul gas. 7al ini disebabkan jarak antara molekul dalam fasa cair lebih rapat apabila dibandingkan dalam fasa gas. !mumnya koefisien difusi untuk gas lebih besar hingga*C kali koefisien difusi cairan. 9amun fluks pada gas tidak berbeda jauh dari fluks dalam cair yaitu *CC kali lebih cepat% hal itu disebabkan karena konsentrasi cair lebih besar daripada konsentrasi dalam fasa gas &ersamaan difusi untuk cairan $arak molekul dalam cairan lebih rapat daripada dalam fasa gas% maka densitas danhambatan difusi pada cairan akan lebih besar. 7al ini juga menyebabkan gaya interaksi antarmolekul sangat penting dalam difusi cairan. &erbedaan antara difusi cairan dan difusi gasadalah bahwa pada difusi cairan difusifitas sering bergantung pada konsentrasi daripadakomponen yang berdifusi.,uimolar counterdiffusion% dimulai dengan persamaan umum fick kita dapat mensubstitusiuntuk 9( 91 pada keadaan steady state. II.3 (%eisien Diusi 'airan &ada penentuan koefisien difusi cairan digunakan sel difusi. el difusi tersebut terdiri atas 9 pipa kapiler yang panjangnya mm dan diameternya * mm.
$umlah mol yang telah berdifusi selama selang waktu dt melalui 9 pipa kapiler adalah)
II.) Diusi "%lekular *as 1eberapa jenis proses difusi molekular pada gas% yaitu ) ,uimolar
Difusi >as ( dan >as 1 dengan 3on4eksi Terjadi jika seluruh fluida berpindah dalam aliran kon4eksi ke arah kanan. 3ecepatan molar rata-rata seluruh fluida relatif terhadap titik diam adalah 4M m8s. 3omponen ( tetap berdifusi ke kanan% namun sekarang kecepatan difusi 4(d diukur relatif terhadap fluida yang bergerak. 3ecepatan ( relatif terhadap titik diam adalah jumlah dari kecepatan difusi dan kecepatan kon4eksi.
II.+ (%eisien Diusi *as alah satu metode penentuan koefisien difusi gas adalah dengan menguapkan cairan murni dalam tabung kapiler yang diisi dengan cairan ( murni. Di atas bibir tabung dialirkan gas 1 secara hori;ontal. "gambar +#.
>ambar +. Difusi gas dengan menguapkan cairan ke udara
J J J
Pr%ses , pr%ses -ang terjadi dalam pr%ses diusi ) Dialisis ) uatu proses pemisahan berdasarkan lewatnya ;at terlarut " molekul lebih besar # dan pelarut yang tidak sama melalui membran yang berpori- pori sangat kecil. smosis ) uatu proses dimana hanya pelarut yang berpindah melalui membran semi perrmeabel !ltrafiltrasi ) Digunakan untuk memisahkan partikerl koloid dan molekul dengan menggunakan suatu membran.
"aam/ maam diusi. *. Diusi V%lume ) Difusi 4olume adalah transfer materi menembus 4olume materi lain . &ada umumnya atom yang bermigrasi dalam difusi 4olume pada padatan mengahadapi halangan yang lebih besar dibandingkan dengan halangan yang dihadapi pada difusi 4olume dalam cairan atau gas. 7al ini terlihat dari entalpi aktifitas atau energi akti4asi yang diperlukan untuk terjadinya difusi menembus 4olume- padatan dibandingkan dengan entalpi akti4asi yang di perlukan untuk terjadinya difusi menembus 4olume- cairan atau 4olume : gas 2. Diusi 0idang 0atas ) (pabila didalam padatan hadir butiran- butiran yang berlainan fasa dengan mateeri induk% terbentuknya bidang batas antara butiran dengan materi induk dan terjadilah gejala permukaan .Dibidang batas ini terdapat energi ekstra yang akan menyebabkan materi yang berdifus icenderung menyusur permukaan. &erisiwa ini di kenal dengan difusi bidang batas . ,nergi akti4asi yang diperlukan pada difusi bidang batas ini lebih rendah dari energi akti4asi pada difusi 4olume.
'.
Diusi permukaan ) Macam difusi yang ketiga terjadi manakala ada retakan. Materi yang berdifusi cenderung menyusur permukaan retakan. Difusi macam ini dikenal dengan difusi permukaan. 3onsentrasi dipermukaan retakan lebih tinggi dari konsentrasi di 4olume. ,nergi akti4asi yang diperlukan lebih rendah dibanding dengan energi akti4asi yang diperlukan untuk terjadinya difusi bidang batas.
Diusi antar 2 ase satu ilm diusi dalam aliran tur0ulen & &ada operasi alat transfer massa% banyak melibatkan transfer massa antara 2 fase atau lebih yang di kontakkan. (da beberapa konsentrasi di masing-masing fase.
Dalam arus turbulen % ;at yang dibawa dari satu lokasi ke lokasi lain oleh pusaran pusaranyang bergerak% sebagaiana pusaran itu membawa momentum dan energi kalor. &ersamaan untuk perpindahan massa ialah) $(%t
- K9
dc 8 db
Dimana ) $ (% t 5luks molal ( % relatif terhadap fase itu secara keseluruhan yang disebabkan oleh aksi turbulen K9 Difusi4itas pusaran 5luks molal total% relatif terhadap keseluruhan fase % menjadi $(
-
"D4L K 9# M dc8 db
Difusi pusaran itu bergantung pada sifat-sifat fluida% serta juga pada kecepatan dan posisi didalam arus aliran . &ada kebanyakan operasi perpindahan massa% aliran turbulen diperlukan untuk meningkatkan laju perpindahan massa per satuan luas atau untuk membantu mendispersikan fluida yang satu ke fluida yang lain % sehingga memberikan lebih banyak lagi antarmuka. elain dari itu% perpindahan massa ke antarmuka fluida sering bersifat tak- stedy dengan gradien konsentrasi yang selalu berubah dan demikian pula laju perpindahan massanya.
&erpindahan massa dalam kebanyakan hal dikerjakan dengan menggunakan persamaan yang sejenis juga % yang menggunakan koefisien perpindahan massa. 3oefisien ini di defenisikan sebagai laju perpindahan massa per satuan luas beda- konsentrasi dan biasanya didasarkan atas aliran dalam mol.
3onsep dasar teori film ialah bahwa tahanan terhadap difusi dapat dianggap eki4alen dengan tahanan di dalam film yang tebalnya tertentu. Teori film sering dipakai sebagai dasar untuk soal-soal rumit tentang difusi multikomponen atau difusi yang disertai reaksi kimia. ebagai contoh% misalkan perpindahan massa dari suatu arus gas turbulen kedinding suatu pipa% disini terdapat lapisan laminer didekat dinding% dimana perpindahan massa kebanyakan oleh difusi molekular% dan gradien konsentrasi pun mendekati linier. Makin jauh jaraknya dari dinding% turbulennya menjadi lebih kuat dan difusi4itas pusaran pun meningkat% yang berarti di perlukan gradien yang lebih kecil untuk menghasilkan fluks yang sama. Aalaupun ada beberapa contoh tentang difusi melalui film- fliuda stagnan% perpindahan massa biasanya terjadi didalam suatu lapisan batas yang tipis dekat permukaan dimana aliran fluida itu laminer.
Diusi antar ase dua ilm Dalam berbagai proses pemisahan% bahan- bahan harus mengalami difusi dari satu fase ke fase yang lain dan laju difusi didalam kedua fase itu mempengaruhi laju perpindahan-massa menyeluruh. Dalam teori yang diusulkan oleh Ahitman pada tahun *=2'% diandaikan terdapat kesetimbangan pada antarmuka% dan tahanan terhadap perpindahan massa pada kedua fase itu dijumlahkan untuk mendapatkan tahanan menyeluruh % sebagaimana dilakukan pada perpindahan kalor. 3ebalikan dari tahanan menyeluruh itu adalah koefisien menyeluruh% yang lebih mudah digunakan untuk perhitungan rancang daripada koefisien : koefisien indi4idual. 7al yang membuat perpindahan massa antar fase menjadi lebih rumit ialah karena adanya perpindaham kalor dan ketidaksinambungan yang terdapat pada antarmuka% yang terjadi karena konsentrasi atau fraksi mol ;at- terlarutyang terdifusi hampir tidak pernah sama pada kedua sisi antarmuka itu. ,fisiensi tahap atau piring pada operasi destilasi% absorbsi atau ekstraksi merupakan fungsi dari laju perpindahan massa dan koefisien perpindahan. Dalam operasi dimana bahan dikeluarkandari ;at padat permeabel% seperti pada operasi pengurasan " leaching # atau pengeringan. Teori dua film dapat diterapkan pada perpindahan massa pasa piring tapis " sie4e tray #% untuk membantu mengkorelasikan dan memperluas data efisiensi piring. >elembung- gelembug yang terbentuk pada lubang- lubang piring diandaikan naik melalui
kolam ;at cair % dimana ;at cair itu bercampur secara 4ertikal sehingga mempunyai komposisi lokal. >elembung- gelembung itu mengalami perubahan komposisi pada waktu naik% tetapi dalam fase gas ini kita andaikan bahwa tidak terdapat pencampuran pada arah 4ertikal. ,fisiensi tahap dalam proses pengurasan bergantung pada waktu kontak antara ;at padat dan larutan dan laju difusi pelarut dari ;at padat ke ;at cair. $ika partikel ;at padat itu tidak berongga- rongga dan ;at-terlarut itu hanya terdapat pada film tipis ;at cair yang berada diseputar partikel itu% perpindahan massa akan berlangsung dengan cepat dan kesetimbangan akan dapat dicapai dalam sembarang waktu kontak yang wajar. &roses demikian lebih mendekati proses pencucian daripada proses pengurasan% dan jika dilaksanakan didalam sederetan tangki maka efisiensi tahapnya dapat dianggap satu. Aaktu-menetap didalam setiap tahap terutama bergantung pada waktu mengendap suspensi itu dan partikel yang halus akan memerlukan waktu yang lebih panjang walaupun perpindahan massanya lebih cepat. 1ila kebanyakan ;at-terlarut itu terlebih dahulu dilarutkan didalam pori-pori ;at padat berpori% atau terdapat sebagai fase terpisah didalam partikel ;at padat% laju difusi dari bagian dalam kepermukaan ;at padat pada umumnya merupakan langkah yang menentukan dalam laju pengurasan menyeluruh. $ika partikel itu sudah melayang menjadi suspensi didalam ;at cair% pengadukan yang lebih kuat tidak banyak pengaruhnya terhadap laju perpindahan massa% tetapi laju itu akan meningkat banyak apabila ;at padat itu digiling halus. 1ila tahanan-dalam terhadap difusi merupakan satusatunya faktor pembatas% waktu untuk mencapai suatu tingkat pendekatan terhadap kesetimbangan berubah menurut pangkat dua dari dimensi partikel yang terkecil% baik partikel itu berupa bola% silinder ataupun sayatan tipis. &engurasan bahan-bahan alam seperti umbi gula atau kacang kedelai adalah rumit% karena ;at terlarutnya terkandung didalam sel-sel tumbuhan dan harus terlebih dahulu berpindah kedinding sel. $ika langkah tahanan ini relatif besar% usaha memperkecil partikel dengan pencincangan tidaklah banyak pengaruhnya% artinya tidak sebanyak dalam hal difusi didalam ;at padat seragam. !ntuk ekstrasi minyak dari kacang kedelai% biji kacang itu dihancurkan untuk memecahkan dinding sel dan dengan demikian membebaskan minyak% tetapi umbi gula harus disayat-sayat sedemikian rupa sehingga kebanyakan sel masih sebagaiman sedia kala. Dengan demikian% ketidakmurnian yang berbobot molekul tinggi akan lebih terhambat difusinya dibandingkan dengan sukrosa. &ada kondisi ideal tertentu% efisiensi tahap dalam ekstraksi beberapa bahan- bahan berbentuk sel dapat diramalkan dari data eksperimen yang didapatkan dari difusi pada kondisi suhu dan pengadukan yang sama dengan yang akan dilakukan didalam instalasi pabrik.
BAB III (!SI"PULA$ Dari hasil pembahasan dapat disimpulkan bahwa proses difusi adalah peristiwa mengalirnya suatu ;at dalam pelarut dari bagian yang berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah.
J J J J J *. 2. '. a. b. c.
*. 2. '. +. .
&roses difusi merupakan salah satu peristiwa perpindahan massa yang prosesnya sering dilakukan dalam industri- industri. (da beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan difusi antara lain) !kuran partikel 3etebalan membran 6uas suatu area $arak uhu. &roses difusi terbagi dala ' jenis yaitu ) Difusi
DAFTA PUSTA(A& ingh% N. &aul.% and 7eldman %D.N . 2CC* . Bntroduction to food engineering ' rd edition. (cademi press. row-hill% 9ew Qork% *=0 Ahitman% A.>.)
http)88yustinabel.blogspot.co.id82C*'8CS8difusi4itas.html
