Farisa Nurizky Pakki1406607962

Distribusi Kecepatan Molekul GasDengan adanya panas, molekul gas bergerak ke segala arah dan dari pergerakan ini, kita mencari distribusi kecepatan molekul itu pada arah pergerakan tersebut. Besar kecepatan pergerakan molekul bermacam-macam, demikian juga arahnya. Dengan perantara system koordinat, kita dapat menguraikan vector kecepatan ini ke dalam komponen, dan setingkat demi setingkat kita memperhatikan pergerakan dari satu arah hingga seluruh arah.Pada system koordinat kartesius, vector kecepatan molekul v dapat diuraikan ke dalam ketiga komponennya masing-masing sehingga:

Salah seorang yang mencoba menentukan distribusi kecepatan ini adalah James Maxwell dan hasil penentuannya disebut sebagai distibusi Maxwell.Distibusi kecepatan Maxwell-Boltzmann:

Distribusi Maxwell-Boltzmann menggambarkan kecepatan partikel dalam gas, dimana partikel tidak terus menerus berinteraksi satu sama lain, tetapi bergerak bebad antara tabrakan pendek. Ini menggambarkan kemungkinan kecepatan partikel (besarnya vector kecepatannya) yang dekat dengan nilai yang diberikan sebagai fungsi dari suhu dari system, massa partikel, dan nilai kecepatan.Distribusi Maxwell-Boltzmann biasanya dianggap sebagai distribusi kecepatan molekul, tetapi yang dapat merujuk kepada distribusi untuk kecepatan, momentum, dan besarnya momentum molekul, yang masing-masing akan memiliki fungsi probabilitas distribusi yang berbeda, semua dari yang terkait.

Kondisi Kritis Cairan

Fluida superkritis merupakan zat yang berada pada suhudan tekanan diatas titik kritis termodinamika. Zat ini memiliki kemampuan unik untuk berdifusi melalui benda padat seperti gas dan melarutkan benda seperti cairan. Fluida superkritis juga dapat mengubah sedikit suhu dan tekanannya. Terdapat titik kritis yang menunjukkan bahwa ada temperature dan tekanan yang sangat tinggi. Cairan dan uap menjadi identic, dam tidak ada perbedaan dapat diamati antara keduanya. Suhu, tekanan, uap jenuh, dan volume molar pada titik ini disebut temperature kritis, tekanan kritis, dan volume kritis.Fenomena kritis merupakan reaksi yang reversible. Ketika tabung didinginkan di bawah temperature kritis (Tc) maka akan terbentuk 2 fase yaitu cair dan uap. Sebaliknya pada temperature diatas Tc, tidak mungkin gas dapat berubah menjadi cair berapa pun besarnya tekanan yang diberikan.Berikut manfaat-manfaat dari fluida superkritis (CO2 sebagai salah satu fluida superkritis yang memiliki nilai komersial tinggi):

Sebagai pelarut pada ekstraksi, misalnya pada ekstraksi kafein dari kopi bebas kafein

Sebagai fase gerak pada kromotografi (super critical fluid chromatography)

Dry cleaning Media pada sintesis polimer dari nano material Mengurangi pemakaian pelarut organic yang toksik dan mudah terbakar

Green ChemistryGreen Chemistry adalah penerapan prinsip penghilangan dan pengurangan senyawa berbahaya dalam desain, pembuatan dan aplikasi dari produk kimia. Aspek Green Chemistry adalah meminimalisasi zat berbahaya, penggunaan katalis reaksi dan proses kimia, penggunaan reagen yang tidak beracun, penggunaan sumber daya yang dapat diperbaharui, peningkatan efisiensi atom, penggunaan pelarut yang ramah lingkungan dan dapat didaur ulang. Green Chemistry bertujuan mengembangkan proses kimia dan produk kimia yang ramah lingkungan dan sesuai dengan pembangunan berkelanjutan Green Chemistry adalah pemikiran mengenai kimia untuk menyelamatkan lingkungan dari pencemaran. Konsep Green Chemistry dapat diterapkan pada pencegahan limbah, ekonomi atom, efisiensi energi, energi alternatif, katalisis, pengurangan langkah proses , perancangan produk degradable, dan analisa real-time untuk pencegahan polusi.Tahapan pelaksanaan penerapan konsep Green Chemistry adalah sebagai berikut:

1. Menanamkan kepekaan mahasiswa tentang masalah lingkungan dan pencemaran yang diakibatkan oleh bahan kimia beracun dan berbahaya

2. Mengenalkan kepada mahasiswa 12 prinsip Green Chemistry3. Mahasiswa belajar menganalisa penerapan prinsip Green Chemistry

Azas-azas Green Chemistry:1. Mencegah terbentuknya polutan proses kimia dengan cara merancang

sintesa kimia yang mencegah terbentuknya sampah atau polutan2. Merancang bahan kimia dan produk turunannya yang aman yang

menghasilkan produk kimia yang efektif tanpa atau rendah efek racunnya

3. Merancang sintesa kimia yang tidak berbahaya, merancang proses dengan menggunakan dan menghasilkan senyawa yang memiliki sedikit atau tanpa efek beracun terhadap manusia dan lingkungan

4. Memanfaatkan bahan baku dalam proses kimia dari material terbaharukan

5. Menggunakan katalis6. Menghindari proses derivatisasi tehadap senyawa kimia7. Memaksimalkan ekonomi atom dengan cara merancang proses sehingga

hasil akhir mengandung proporsi maksimum terhadap asupan awal proses sehingga tidak menghasilkan limbah

8. Penggunaan pelarut dan kondisi reaksi yang lebih aman9. Meningkatkan efisiensi energi yaitu melakukan reaksi pada kondisi

mendekati atau sama dengan kondisi alamiah, misalnya suhu ruang dan tekanan atmosfer

10. Merancang bahan kimia dan produknya yang dapat terdegradasi setelah digunakan menjadi material tidak berbahaya atau tidak terakumulasi setelah digunakan

11. Analisis pada waktu bersamaan dengan proses produksi untuk mencegah polusi

12. Memperkecil potensi kecelakaan yaitu merancang bahan kimia dan wujud fisiknya yang dapat meminimalkan potensi kecelakaan kimia misalnya ledakan, kebakaran, atau pelepasan racun ke lingkungan

Penerapan Green ChemistryContoh-contoh penerapa Green Chemistry:

Vitamin C (asam askorbat) untuk proses pembuatan polimer Gula dan minyak sayur sebagai bahan baku cat Gula pati dan selulosa sebagai bahan bakar Pemakaian enzim untuk pembuatan bahan dasar kosmetik Kacang kedelai sebagai bahan pembuat toner printer Kacang kedelai sebagai bahan baku pembuatan lem perekat

Proses Pencairan GasPencairan gas alam terdiri dari berbagai macam proses, mulai dari pemurnian/pembersihan hingga proses pencairan Proses dasar pencairan gas alam menjadi LNG adalah sebagai berikut:1. Proses Treating (pembersihan)Proses ini bertujuan untuk menghilangkan fraksi berat serta impuritis lainnya, seperti O2 dan gas-gas berat (mercury dan sulfur) serta metal-metal berbahaya seperti air raksa dengan memakai solvent sebagai pelarut atau penyerap.2. Dehydration (Penghilangan Air)Proses ini sering juga disebut sebagai pengeringan, yaitu proses penghilangan uap air dengan menggunakan molecular sieve adsorbtion. Seperti yang kita ketahui, air akan mudah membeku pada suhu 0°C sedangkan temperatur yang digunakan untuk mencairkan gas jauh dibawah suhu tersebut. Oleh karena itu air tersebut perlu dihilangkan karena dapat menyumbat pipa dan alat lainnya saat mengalami pembekuan.3. FraksinasiSelanjutnya gas akan dipisahkan sesuai dengan komponen penyusunnya pada proses fraksinasi. Biasanya komponen penyusun yang dipisahkan terdiri dari metana, propana, etana, butana serta pentana. Setelah unsur-unsur senyawa tersebut terpisah, maka komponen tersebut akan menuju ke tahap prosesnya masing-masing, yaitu: metana akan didinginkan pada MHE hingga membentuk cair, butana dan propana juga akan menuju MHE sebagai pendingin gas yang akan dicairkan, butana dan propana akan diolah sebagai LPG, sedangkan pentana biasanya akan dijadikan sebagai kondensat dan dikirim ke upsteam untuk diolah kembali sehingga dapat menghasilkan bahan bakar hidrokarbon berat.4.Proses PencairanPada tahap ini gas akan didinginkan hingga mencapai suhu dimana gas tersebut akan mengalami pengembunan serta menaikkan tekanan gas untuk mempermudah proses pengembunannya/pencairan. Untuk mendinginkan gas alam menjadi LNG diperlukan suhu sekitar -160°C atau sering disebut dengan Cryogenic Temperature.

Pembuatan, Penyimpanan, dan Pemanfaatan Gas1. Oksigen

PembuatanPembuatan gas oksigen dilakukan dengan cara distilasi udara cair. Udara yang mngandung 21% oksigen dan 78% nitrogen didinginkan hingga suhu -200°C dengan tekanan tinggi sehingga udara mencair. Kemudian, udara cair tersebut secara berangsur-angsur dipanaskan. Pada suhu -183°C, oksigen cair akan menguap sehingga dapat dipisahkan dari gas lainnya.

Penyimpanan Pemanfaatan

a. Untuk pernafasan para penyelam, angkasawan, atau penderita penyakit tertentu

b. Dalam industri baja, untuk mengurangi kadar karbon dalam besi gubal

c. Bersama-sama dengan gas asetilena, digunakan untuk mengelas baja

d. Oksigen cair bersama dengan hydrogen cair digunakan sebagai bahan bakar roket untuk mendorong pesawat ruang angkasa

e. Dalam berbagai industri kimia, untuk mengoksidasikan berbagai zat

f. Digunakan dalam pengolahan besi menjadi baja di tanur terbuka (tanur oksigen)

g. Berperan dalam aerasi limbah industri2. Hidrogen

PembuatanDalam skala industri, hydrogen dihasilkan dari uap air dengan metana atau hidrokarbon ringan dengan katalis nikel pada suhu 75°C menghasilkan campuran karbon monoksida dan hydrogen. Campuran gas ini disebut “synthesis gas” atau “syngas”.

Penyimpanan Pemanfaatan

a. Proses produksi methanol, etanol, dan alcohol yang lebih tinggib. Pembentukan logam dai oksidanyac. Hydrogen sebagai bahan bakerd. Untuk hidrogenasi lemak dan minyake. Sebagai bahan baker roketf. Mereduksi bijih-bijih besig. Sebagai gas pengisi balon

3. Nitrogen Pembuatan

Pembuatan gas nitrogen dilakukan bersamaan dengan pembuatan gas oksigen karena sumbernya juga sama, yaitu udara. Udara yang mengandung 78 % gas nitrogen, didinginkan sehingga diperoleh nitrogen dan oksigen cair. Selanjutnya, cairan tersebut didistilasi pada suhu -195,8°C. Nitrogen cair akan menguap dan terpisah dengan oksigen cair. Uap nitrogen ini, kemudian ditampung dan dapat digunakan sesuai keperluan.

Penyimpanan Pemanfaatan

a. Untuk pembuatan ammoniab. Untuk membuat atmosfer inert dalam berbagai proses yang

terganggu oleh oksigen, misalnya dalam industri elektronikac. Sebagai atmosfer inert dalam makanan kemasan untuk

memperpanjang masa penggunaannyad. Nitrogen cair digunakan sebgai pendingin untuk menciptakan

suhu yang sangat rendah