fbpx

Kesetimbangan Uap Cair

Kesetimbangan uap cair

Kesetimbangan uap cair adalah kondisi dimana liquid dan gasnya berada pada kesetimbangan satu sama lain, kondisi dimana kecepatan evaporasi sama dengan kecepatan kondensasi pada level molekuler.

Suatu substansi yang berada pada kesetimbangan uap-cair umumnya disebut fluida jenuh. Untuk spesies kimia murni, hal ini sama dengan kondisi spesies pada titik didihnya.

Kesetimbangan uap cair (bahasa Inggris: Vapor–liquid equilibrium/VLE)

Penjelasan termodinamika

Termodinamika menjelaskan berbagai properti kesetimbangan uap-cair untuk komponen murni maupun campuran.

Sistem satu komponen (komponen murni)

Jika liquid dan uap murni, maka keadaan kesetimbangan antar 2 fase dijelaskan oleh persamaan:

;
; and

dengan dan  adalah tekanan liquid dan uap, dan  adalah suhu liquid dan uap, dan {\displaystyle  dan {\displaystyle  adalah energi bebas Gibbs molar liquid dan uap. Temperatur, tekanan, dan energi bebas Gibbs liquid dan uap nilainya sama untuk komponen murni dalam kesetimbangan.

Kondisi kesetimbangan uap-cair juga dapat menggunakan konsep fugasitas. Kesetimbangan dapat dijelaskan melalui persamaan berikut:

dengan dan  adalah fugasitas liquid dan uap, pada suhu Ts dan tekanan Ps sistem.

Diagram titik jenuh

Data campuran biner VLE pada data tertentu, menunjukkan fraksi mol uap dan liquid pada beberapa temperatur untuk tekanan tetap.

Fraksi mol komponen 1 pada campuran dilambangkan dengan x1. Fraksi mol komponen 2 dilambangkan dengan x2, dengan hubungan sebagai berikut:

x1 + x2 = 1

Untuk campuran multi komponen dengan n komponen, menjadi:

x1 + x2 + … + xn = 1
Pada diagram titik jenuh larutan biner, temperatur (T ) digrafikkan vs. x1. Pada suhu berapapun dimana kedua fase eksis, uap dengan fraksi molnya berada pada kesetimbangan dengan liquid dengan fraksi mol tertentu. Kedua fraksi mol ini nilainya berbeda.
Fraksi mol uap dan liquid ditunjukkan pada 2 titik pada garis horizontal (suhu) yang sama. Garis yang dibawah, menunjukkan fraksi mol liquid mendidih pada berbagai temperatur, disebut kurva bubble point. Garis yang atas, menunjukkan fraksi mol uap pada berbagai temperatur, disebut kurva dew point.

Nilai K dan volatilitas relatif

Data campuran VLE bisa sampai 4 komponen atau lebih, dan diagram titik didih susah disajikan. Maka, data kesetimbangan uap-cair diberikan dalam bentuk nilai K K (rasio distribusi uap-cair) didefinisikan sebagai

dengan yi dan xi adalah fraksi mol i pada fasa gas dan cair.

Untuk hukum Raoult

Untuk hukum Raoult modifikasi

dengan {\displaystyle \gamma _{i}} adalah koefisien aktivitasPi tekanan parsial dan P adalah tekanan.

Nilai rasio Ki dikorelasikan secara empiris atau teoretis dalam bentuk persamaan, tabel, atau grafik seperti diagram DePriester charts.

Untuk campuran biner, rasio nilai K untuk 2 komponen disebut volatilitas relatif ditandai dengan α

yang menunjukkan ukuran relatif susah atau mudahnya memisahkan kedua komponen. Distilasi industri skala besar jarang dilakukan untuk volatilitas relatif kurang dari 1,05.

Nilai K digunakan luas pada perhitungan desain kolom distilasi kontinu untuk pemisahan campuran multikomponen.

Contoh Soal dan Jawaban Kesetimbangan Uap Cair

1,5 m3 gas helium yang bersuhu 27oC dipanaskan secara isobarik sampai 87oC. Jika tekanan gas helium 2 x 105 N/m2 , gas helium melakukan usaha luar sebesar…

A. 60 kJ
B. 120 kJ
C. 280 kJ
D. 480 kJ
E. 660 kJ

Pembahasan:
Data:

V1 = 1,5 m3
T1 = 27oC = 300 K
T2 = 87oC = 360 K
P = 2 x 105 N/m2

W = PΔV
Mencari V2 :
V2/T2 = V1/T1
V2 = ( V1/T1 ) x T2 = ( 1,5/300 ) x 360 = 1,8 m3
W = PΔV = 2 x 105(1,8 − 1,5) = 0,6 x 105 = 60 x 103 = 60 kJ

Suatu tabung berdiameter 0,4 cm jika dimasukkan secara vertikal ke dalam air, sudut kontaknya 60°. Jika tegangan permukaan air 0,5 N/m dan g = 10 m/s2, tentukanlah kenaikan air pada tabung.

Jawaban:

Diketahui: dtabung = 0,4 cm, θ = 60°, γ = 0,5 N/m, dan g = 10 m/s2.
h = 0,025 m = 2,5 cm.

Bacaan Lainnya

Apakah Anda memiliki sesuatu untuk dijual, disewakan, layanan apa saja yang ditawarkan atau lowongan pekerjaan? Pasang iklan & promosikan jualan Anda sekarang juga! 100% GRATIS di: www.TokoPinter.com

Apakah Anda memiliki sesuatu untuk dijual, disewakan, layanan apa saja yang ditawarkan atau lowongan pekerjaan? Pasang iklan & promosikan jualan atau jasa Anda sekarang juga! 100% GRATIS di: www.TokoPinter.com

Cara daftar pasang iklan gratis

3 Langkah super mudah: tulis iklan Anda, beri foto & terbitkan! semuanya di Toko Pinter

Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai

Respons “Ooo begitu ya…” akan lebih sering terdengar jika Anda mengunduh aplikasi kita!

Siapa bilang mau pintar harus bayar? Aplikasi Ilmu pengetahuan dan informasi yang membuat Anda menjadi lebih smart!

Sumber bacaan: Wolfram,

                       

Pinter Pandai “Bersama-Sama Berbagi Ilmu”
Quiz |Matematika|IPA | Geografi & Sejarah|Info Unik|Lainnya

By | 2019-08-11T20:54:11+07:00 Agustus 11th, 2019|Sehat & Cantik|0 Comments

Leave A Comment