Nama: Anggre NovilestariKelas: 4 KE

HUKUM FICKS

Pada fluida yang mengandung banyak komponen yang akan berdifusi dalam keadaan diam, berlaku hukum Fick untuk campuran antara hukum A dan B,yaitu :

(1)dengan :J*AZ = flux molar komponen A pada arah sumbu z untuk arah molekular (kgmolA/s.m2)DAB = difusi molekular molekul A melalui B (m2/s)z = jarak difusi (m)c = konsentrasi A dan B (kgmol/m3)xA = fraksi mol dari A dari campuran A dan B.

Jika c adalah konstan, karena cA = cxA maka :cdxA = d(cxA) = dcA(2)

Jika persamaan (1) disubstitusi ke persamaan (2) menghasilkan persamaan difusi untuk konsentrasi yang konstan :

(3)Persamaan (3) umumnya digunakan dalam berbagai aplikasi proses difusi molekular. Apabila nilai c bervariasi, maka yang digunakan dalam persamaan (3) adalah nilai rata-ratanya. Untuk aliran massa yang turbulen dengan konsentrasi yang konstan berlaku persamaan :

(4)dengan M difusivitas massa turbulen dengan satuan m2/s.Difusi Molekular pada Cairan Laju difusi molekular untuk cairan lebih kecil apabila dibandingkan terhadap laju difusi molekul gas. Hal ini disebabkan jarak antara molekul dalam fasa cair lebih rapat apabila dibandingkan dalam fasa gas. Umumnya koefisien difusi untuk gas lebih besar hingga 105 kali koefisien difusi cairan. Namun fluks pada gas tidak berbeda jauh dari fluks dalam cair yaitu 100 kali lebih cepat, hal itu disebabkan karena konsentrasi cair lebih besar daripada konsentrasi dalam fasa gas.

Persamaan difusi untuk cairanJarak molekul dalam cairan lebih rapat daripada dalam fasa gas, maka densitas dan hambatan difusi pada cairan akan lebih besar. Hal ini juga menyebabkan gaya interaksi antar molekul sangat penting dalam difusi cairan. Perbedaan antara difusi cairan dan difusi gas adalah bahwa pada difusi cairan difusifitas sering bergantung pada konsentrasi daripada komponen yang berdifusi.Equimolar counterdiffusion, dimulai dengan persamaan umum fick kita dapat mensubstitusi untuk NA = NB pada keadaan steady state,

(5)

dengan, NA adalah flux komponen A dalam kgmol.A/s.m2, DAB adalah difusifitas A melalui B dalam m2/s, cA1 merupakan konsentrasi komponen A dalam kgmol/m3 pada keadaan 1, dan xA1 fraksi mol komponen A dalam keadaan 1, dan cAV disefinisikan sebagai :

CAV = (6)

dengan cAV merupakan konsentrasi rata-rata total dari A+B dalam kgmol/m3, M1 merupakan berat molekul rata-rata larutan pada keadaan 1 dalam kg massa/ kgmol, dan 1 merupakan densitas rata-rata pada keadaan 1.

Koefisien Difusi Cairan Pada penentuan koefisien difusi cairan digunakan sel difusi. Sel difusi tersebut terdiri atas N pipa kapiler yang panjangnya 5 mm dan diameternya 1 mm. Untuk satu pipa kapiler proses difusi dapat digambarkan pada alat :

Gambar 2. Percobaan difusi cairan

Transfer nilai difusi :

JA = (7)

Jumlah mol yang telah berdifusi selama selang waktu dt melalui N pipa kapiler adalah:

VtangkiX.dcA = (8)

Vtangki = (9)

Jika k = CM.CA, dan dianggap CA2