kuc

MODUL PRAKTIKUM

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA

KESETIMBANGAN UAP CAIR

(KUC)

Disusun oleh:

Gisela Swastika

Mirna Jatiningrum

Dr. Antonius Indarto

Dr. Ardiyan Harimawan

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2013

Laboratorium Instruksional Teknik Kimia Kesetimbangan Uap Cair

KUC i

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ............................................................................................................................... i

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................. ii

DAFTAR TABEL .................................................................................................................... iii

BAB I: PENDAHULUAN ......................................................................................................... 1

BAB II: TUJUAN DAN SASARAN ......................................................................................... 2

2.1 Tujuan............................................................................................................................... 2

2.2 Sasaran ............................................................................................................................. 2

BAB III: RANCANGAN PERCOBAAN ................................................................................. 3

3.1. Perangkat dan Alat Ukur ................................................................................................. 3

3.2. Bahan ............................................................................................................................... 3

3.3 Skema Alat Ebuliometer .................................................................................................. 3

BAB IV: PROSEDUR KERJA .................................................................................................. 5

4.1 Diagram Alir Percobaan ................................................................................................... 5

4.2 Prosedur Kerja Penggunaan Ebuliometer ........................................................................ 6

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................ 8

LAMPIRAN A ........................................................................................................................... 9

LAMPIRAN B ......................................................................................................................... 12

LEMBAR KENDALI KESELAMATAN KERJA..13


KUC ii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Skema Alat Ebuliometer 4

Gambar 4.1 Diagram Alir Percobaan........................................................................................5

Gambar A.1 .Contoh Kurva Kalibrasi Refraktometer............................................................. 10


KUC iii

DAFTAR TABEL

Tabel A.1 KalibrasiRefraktometer. 9

Tabel A.2 TabelPercobaan. 9

Tabel A.3 ContohKalibrasiRefraktometer 10

Tabel A.4Contoh Data Percobaan...... 11


KUC 1

BAB I

PENDAHULUAN

Data kesetimbangan uap cair merupakan data termodinamika yang diperlukandalam

perancangan dan pengoperasian kolom-kolom distilasi. Contoh nyata penggunaandata

termodinamika kesetimbangan uap cair dalam berbagai metoda perancangan kolomdistilasi

packed column dan tray column dapat dilihat pada Treyball 1982 dan King 1980.Data

kesetimbangan uap cair dapat diperoleh melalui eksperimen dan pengukuran.

Namun,percobaan langsung yang betul-betul lengkap baru dapat diperoleh dari serangkaian

metodapengukuran. Percobaan langsung yang betul-betul lengkap memerlukan waktu yang

lamadan biaya yang besar, sehingga cara yang umum ditempuh adalah mengukur data

tersebutpada beberapakondisi kemudian meringkasnya dalam bentuk model-model

matematikyang relatif mudah diterapkan dalam perhitungan-perhitungan komputer.

Pengembanganmodel matematik tersebut juga harus memiliki landasan teoretik yang tepat

sehinggapenerapannya di luar batas-batas pengembangannya dapat dipertanggungjawabkan.

Percobaan ini bertujuan memperoleh data kesetimbangan uap cair sistem biner.Data

yang diperoleh dikorelasikan dalam bentuk model-model termodinamik.

Penaksiranparameter-parameter model dilaksanakan dengan regresi tidak linear berdasarkan

kriteriajumlah kuadrat terkecil.

Agar sasaran percobaan di atas dapat tercapai dengan baik, sebagai

persiapanpembicaraan awal praktikanharus menguasai materi sebagai berikut:

1. Teori kesetimbangan uap cair (Daubert 1985, Smith dan Van Ness 1987, Sandler

1989,Prausnitz dkk 1986, dan lain-lain)

2. Teknik-teknik pengukuran kesetimbangan uap cair (kesetimbangan fasa Walas

1985,Black 1987)

3. Pengujian konsistensi data kesetimbangan uap cair (Lu 1960)

4. Teknik minimasi multivariabel dengan menggunakan metoda Simpleks

(Reklaitis1982, Edgar dan Himmelblau 1988, diktat kuliah teknik optimasi

Soerawidjaja, 1990)

5. Metoda analisis kromatografi gas dan index bias


KUC 2

BAB II

TUJUAN DAN SASARAN

2.1 Tujuan

Dengan melakukan praktikum Modul Kesetimbangan Uap Cair, praktikanmempelajari

kesetimbangan fasa uap-cair sistem biner.

2.2 Sasaran

Setelah melakukan praktikum diharapkan:

1. Praktikan mempunyai pengalaman sehingga terampil dalam percobaan

pengukurankesetimbangan uap-cair.

2. Praktikan mampu melakukan perhitungan kesetimbangan uap-cair berdasarkan

salahsatu model termodinamika di literatur.

3. Praktikan dapat menentukan parameter-parameter model termodinamika di atas.


KUC 3

BAB III

RANCANGAN PERCOBAAN

3.1. PerangkatdanAlatUkur

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan adalah sebagai berikut:

1. SOLTEQ Vapor Liquid Equilibrium, terdiri dari kondenser, evaporator,

penampungprodukbawah, pressure relief valve, control panel, top sampelcollector,

rotameter, dan heater.

2. Termometer Gelas

3. Gelas Ukur

4. Gelas Kimia

5. Refraktometer

6. Selang Air

3.2. Bahan

Campuranbineretanol/metanol/aseton air,untuksetiappercobaandibutuhkan 5 L

campuran.

3.3 Skema Alat Ebuliometer

Dalam percobaan ini, data yang diukur berupa data isobarik pada kondisi

atmosfer.Pengambilan data kesetimbangan dilakukan dengan menggunakan alat ebuliometer

seperti pada Gambar 3.1.


KUC 4

Gambar 3.1 Skema Alat Ebuliometer


KUC 5

BAB IV

PROSEDUR KERJA

4.1 Diagram Alir Percobaan

Secara umum, percobaan dilakukan dengan mengikuti langkah-langkah dalam diagram alir

yang ditmapilkan pada Gambar 4.1.

Mulai

Kalibrasi Refraktometer

Start Up alat SOLTEQ VLE

Pengambilan sampel, dicek

dengan refraktometer

hingga data sama 3 kali berturut-turut

Masukkan umpan,Nyalakan heater

Buat Umpan

Data

Pengolahan data. Cocokkan data

dengan Literatur

Selesai

Data VLE literatur

Gambar 4.1 Diagram Alir Percobaan


KUC 6

4.2 Prosedur Kerja Penggunaan Ebuliometer

Alat utama percobaan, yaitu ebuliometer, dioperasikan dengan mengikuti beberapa tahapan,

sebagai berikut:

Start-up :

1. Cek kondisi semua valve, valve harus dalam keadaan tertutup.

2. Cek kondisi heater, heater harus dalam kondisi off.

3. Nyalakan alat dengan menyambungkannya dengan stop kontak.

4. Main switch dinyalakan.

Prosedur :

1. Buka penutup umpan, masukkan umpan, lalu tutup kembali penutup umpan tersebut.

2. Buka valve 13 dan valve 14, cek level dari umpan, pastikan level berada pada level

maksimal, lalu tutup valve 13 dan valve 14 kembali.

3. Cek kondisi valve 8, pastikan valve 8 dalam kondisi terbuka agar berada pada tekanan

atmosferik.

4. Keran air pendingin dinyalakan, kondensor dinyalakan.

5. Buka valve 10, cek apakah air pendingin melaju antara 5-10 LVM dan tunggu hingga

konstan. Tunggu hingga aliran mendekati konstan.

6. Set temperatur awal sebesar 100C pada TT01.

7. Nyalakan heater.

8. Tunggu selama 5 menit, catat temperatur yang tertera pada TT02, lalu keluarkan

sampel.

9. Untuk mengambil sampel yang berisi kondensat dari gas dengan cara:

a. Buka valve 5 dan 6. Pastikan valve 5 terbuka hingga seluruh kondensat telah

masuk, lalu tutup valve tersebut.

b. Buka valve 7 untuk mengambil sampel.

10. Untuk mengambil sampel liquid dengan cara:

a. Buka valve 12.

b. Buka valve 4 dan valve 2.

c. Tunggu sebentar, lalu tutup valve 2.

d. Buka valve 3 untuk mengambil sampel.

Shut Down :

1. Matikan heater.

2. Buka valve 11.


KUC 7

3. Tunggu hingga angka yang tertera pada TT02 50C.

4. Buka valve 2 dan valve 3, tamping seluruh cairan yang ada dalam wadah yang

disediakan.

5. Buka valve 6 dan valve 7, tamping seluruh cairan dan masukkan pada wadah cairan

yang disediakan.

6. Bilas Ebuliometer dengan cara memasukkan selang tempat air pendingin masuk ke

valve 3 dan tunggu hingga air naik sampai level maksimal. Lalu matikan keran air

pendingin dan tutup valve 3 secara bersamaan. Selang dimasukkan ketempat semula.

Buka valve 3 hingga air didalamnya habis.


KUC 8

DAFTAR PUSTAKA

1. Smith, V., Van Ness, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics,

4thEdition, McGraw-Hill, Singapore, 1987, Chapter 10, 11, 12

2. Larrinaga, L., Graphically Determining the Wilson Parameters, Chemical

Engineering,April 1981, pp. 87-91

3. Silverman, N., and Tassios, D., The NUmber of Roots in thr Wilson Equation and

ItsEffect on Vapor Liquid Equilibrium Calculations, Ind. Eng. Chem. Proc. Des.

Dev.,16(1), 1977


KUC 9

LAMPIRAN A

TABEL DATA MENTAH

Komponen A = __________ KomponenB = ___________

Densitas A = __________ Densitas B = ___________

Mr A = __________ Mr B = ___________

Tabel A.1 KalibrasiRefraktometer

Volume

A

Volume

B

Fraksi

Mol wt%

Indeks

Bias

Tabel A.2 TabelPercobaan

P VA (L) VB (L) Temperatur (oC) Indeks Bias Komposisi (wt%)

Liquid Vapor Liquid Vapor Liquid Vapor


KUC 10

Contoh:

Misal: Komponen A = Metanol 99,9% Komponen B = Air

Densitas A = 0,79 g/mL Densitas B = 1 g/mL

Mr A = 32,04 g/mol Mr B = 18 g/mol

Tabel A.3 ContohKalibrasiRefraktometer

Volume

A

Volume

B

Fraksi

Mol wt%

Indeks

Bias

0 10 0.0000 0.00 1.3334

1 9 0.0470 8.07 1.3354

2 8 0.0999 16.49 1.3369

3 7 0.1598 25.29 1.3404

4 6 0.2283 34.50 1.3414

5 5 0.3074 44.13 1.3425

6 4 0.3997 54.23 1.3417

7 3 0.5087 64.83 1.3406

8 2 0.6397 75.96 1.3387

9 1 0.7998 87.67 1.3342

10 0 1.0000 100.00 1.33

1,326

1,328

1,33

1,332

1,334

1,336

1,338

1,34

1,342

1,344

0,0000 0,2000 0,4000 0,6000 0,8000 1,0000 1,2000

Ind

eks

Bia

s

Fraksi Mol

Gambar A.1 .Contoh Kurva Kalibrasi Refraktometer


KUC 11

Tabel A.4Contoh Data Percobaan

P

(atm)

VA

(L)

VB

(L)

Temperatur

(oC)

Indeks Bias Komposisi

(wt%)

KomposisiLiter

atur (wt%)

Eror (%)

Liq Vap Liq Vap Liq Vap Liq Vap Liq Vap

1 1 3 86.2 83.

3

1.3

379

1.341

0

0.10

5

0.49

8

0.12 0.53 12.5 6.04

1 2 3 82.8 79.

9

1.3

394

1.338

7

0.15

0

0.61

5

0.17 0.61 11.7

6

-

0.82

1 3 3 78.1 77.

8

1.3

410

1.336

4

0.21

0

0.71

5

0.3 0.67 30.0 -

6.72

1 2 1 73.7 72.

7

1.3

415

1.334

8

0.47

0

0.78

2

0.480 0.79 2.08 1.01

1 3 1 72.0 71.

0

1.3

407

1.333

3

0.52

0

0.85

0

0.560 0.83 7.14 -

2.41

1 5 1 70.1 69.

3

1.3

371

1.332

6

0.68

5

0.88

0

0.650 0.88 -5.38 0.00


KUC 12

LAMPIRAN B

PROSEDUR PERHITUNGAN

Pengolahan data yang diperlukan pada percobaan dapat dilakukan dengan mengikuti langkah

berikut:

1. SiapkangrafikTxysesuaidengan literatur

2. PerhitunganDensitas:

( )

( )

3. PerhitunganFraksiMol

((

)

( )

)


KUC 13

LEMBAR KENDALI KESELAMATAN KERJA

Laboratorium Instruksional Teknik Kimia

Semester I-2013/2014

Nama / No.Modul : Kesetimbangan Uap Cair/ KUC

Asisten Modul : Mirna Jatiningrum / Gisela Swastika

Dosen Pembimbing : Dr. Antonius Indarto

No. Bahan Sifat Bahan Tindakan Penanggulangan

1. Air

- Tidak berwarna - Tidak berbau - Tidak beracun - Titik didih : 100oC - Titik leleh : 0oC - Stabil - Menghantarkan listrik

- Tidak perlu penanganan khusus karena tidak

berbahaya bagi tubuh.

- Hindari zat tercecer di dekat sumber listrik.

2. Etanol

- Cair - Tidak berwarna - Mudah menguap - Mudah terbakar baik dalam bentuk

cair maupun gas

- Berbau ringan - Titik didih : 78oC - Titik leleh : -114oC - Larut dalam air

- Pastikan wadah zat tertutup bila tidak digunakan.

- Simpan di tempat dengan ventilasi yang baik.

- Hindarkan dari api. - Hindari kontak dengan mata

dan mulut.

Kecelakaan yang mungkin terjadi Penanggulangan

Terhirupnya uap etanol Segera bawa penderita ke ruangan dengan

udara segar. Jika tidak bernafas, segera beri

pernafasan buatan. Segera minta nasihat

medis.

Larutan terpercik atau tumpah dari tabung

reaksi

Bila mengenai tangan atau mata, segera bilas

dengan air selama paling kurang 15 menit.

Bila tertelan, segera hubungi medis.

Kontak arus pendek akibat instrumen yang

menggunakan listrik terkena air

Segera putuskan hubungan arus listrik pada

alat

Alat pecah Jangan panic dan segera bersihkan pecahan

alat. Apabila pecahan mengenai badan segera

bersihkan luka dengan antiseptic. Apabila

kondisi parah segera minta bantuan medis.

Perlengkapan Keselamatan Kerja

Jas lab Goggle Sarung tangan Sepatu

Persiapan Alat Pastikan selang kondensor pada alat

tersambung dengan baik

Pastikan semua valve tertutup pada awal

percobaan, kecuali valve pengatur tekanan

Pastikan listrik tersambung pada alat dengan

baik dan jalur kabel tidak mengganggu

Kalibrasi dengan Refraktometer

Pastikan listrik tersambung pada

refraktometer dengan baik

Berhati-hati dalam mengoleskan aseton

dan sampel pada refraktometer


KUC 14

Asisten Modul, Dosen Pembimbing,

Mirna Jatiningrum Gisela Swastika Dr. Antonius Indarto

Koordinator Laboratorium Instruksional,

Dr. Ardiyan Harimawan

kuc

Documents