dy_igsb/soal uas kinkat genap 2010-2011/teknik kimia upnvy/6 juli 2011

PRODI TEKNIK KIMIA – FTI – UPN “VETERAN” YOGYAKARTA

SOAL UJIAN AKHIR SEMESTER GENAP TAHUN AKADEMIK 2010-2011

Mata Ujian/ Sifat : KINETIKA DAN KATALISIS/ Closed Book Hari, Tanggal/ Durasi : Rabu, 6 Juli 2011/ 120 Menit Dosen Pengampu : Dr. Ir. IGS Budiaman, MT & S. Diyar Kholisoh, ST, MT

Kerjakan semua nomor soal di bawah ini (boleh tidak berurutan), secara efektif dan efisien dalam waktu yang tersedia. Lembar jawaban untuk corat-coret cukup

digunakan seperlunya saja. Bekerjalah dengan jujur dan mandiri!

Nomor 1 (10%): Pengetahuan tentang sifat termodinamika dan sifat kinetika reaksi kimia sangat diperlukan sebelum reaksi tersebut diterapkan dalam skala komersial (industri). Mengapa? Berikan penjelasan yang memadai tentang hal ini! Nomor 2 (10%): Pada umumnya katalis dipilih karena mempunyai aktivitas dan selektivitas yang tinggi terhadap reaksi yang dikatalisisnya. Jelaskan secara singkat! Nomor 3 (20%): Reaksi elementer: N2O5 + 2 C6H6 →→→→ 2 C6H5NO2 + H2O atau: A + 2 B →→→→ 2 C + D dipelajari dalam sebuah constant-density batch reactor. Campuran awal berisi A dan B dengan CB0/CA0 = 3. Jika CA0 = 0,01 mol/liter dan A terkonversi 50% dalam waktu 10 menit, berapakah konstanta kecepatan reaksinya? Tuliskan juga satuannya. Nomor 4 (20%): Reaksi fase-gas: 2 A →→→→ B berlangsung dalam sebuah RATB (bervolume VR liter). P0 = 2 atm dan T0 = 170oC (tekanan dan suhu dijaga tetap; R = 0,08205 liter.atm/(mol.K)). Umpan berupa gas A murni dan dialirkan dengan laju FA0 mol/menit. Dua percobaan pada kondisi steady menghasilkan data sebagai berikut:

FA0/VR 0,10 0,15 FA/FA0 0,20 0,30

Tentukan orde reaksi dan konstanta kecepatan reaksi ini! Tuliskan juga satuannya. Nomor 5 (20%): Reaksi fase-cair reversible: A ⇔⇔⇔⇔ R dipelajari dalam sebuah RAP ideal (VR = 2 m3). Umpan dengan laju alir 6 m3/jam hanya mengandung reaktan A (CA0 = 100 mol/m3). Pada kondisi steady, konversi kesetimbangan reaksi ini (XAe) sebesar 80% dan konversi A aktual (XA) keluar reaktor sebesar 60%, Jika persamaan kinetika reaksi ini: rR = k1 CA – k2 CR, tentukan nilai k1 dan k2! Tuliskan juga satuannya. Nomor 6 (20%): Reaksi fase-gas antara B dan A2 yang menghasilkan D diyakini mempunyai mekanisme pada permukaan katalis-padat sebagai berikut:

(i) Adsorpsi reaktan : A2 + 2 S 2 AS

(ii) Reaksi di permukaan : B + 2 AS DS + S

(iii) Desorpsi produk : DS D + S … (tahap penentu kecepatan reaksi)

dengan: S ≡ vacant site pada permukaan aktif katalis. Jika reaksi dilangsungkan pada kondisi yang mana semua tahanan transfer massa dapat diabaikan, jabarkan persamaan kinetika permukaan (surface-kinetics) kasus ini!

*** Selamat Mengerjakan! ***

k1

k2

k3

k4 k5

k6