Please read the following story obtained from the internet. Your group task is to verivy the

underline statements using thermodynamics VLE calculations. You could assumed that the

LPG sold by Pertamina is an ideal mixture. Questions:

In what isntances would you prepare a VLE Diagram using a Bubble-point, Dew-Point,

or Flash Calculation?

Titik gelembung (bubble point) adalah titik di mana cairan jenuh berada di ambang

penguapan. Penurunan tekanan yang amat kecil akan menghasilkan gelembung uap. Pada

temperatur bubble point, molekul cairan memiliki cukup energi kinetik untuk melepaskan diri

dari permukaan cair menuju fase gas.

Titik embun (dew point) adalah titik di mana fase cairan hampir tidak terlihat, hanya

tetesan/embun (dew) yang tertinggal. berada di ambang penguapan. Ketika embun telah

teruapkan, pada titik tersebut hanya uap jenuh yang tertingggal, penurunan tekanan berikutnya

akan menghasilkan uap superjenuh. Pada temperatur dew point, molekul uap memiliki cukup

energi kinetik untuk berkondensasi.

Gambar 1. Temperature composition diagram for ethanol-water

(Sumber: Separation Process Engineering, Third Edition by Philip C. Wankat)

Apabila sistem diasumsikan ideal dan merupakan campuran biner, maka untuk menghitung titik gelembung dapat dilakukan dengan cara berikut:

Jika sistem diasumsikan ideal, maka Hukum Raoult berlaku:

y i P=x i Pisat … (1)

Dengan menganggap ∑i

yi=1, maka:

∑i

yi P=∑i

x i Pisat

Pbubble=∑i

x i Pisat … (2)

Persamaan (2) merupakaan persamaan untuk mengetahui tekanan gelembung. Karena sistem merupakan campuran biner, maka:

Pbubble=x1 P1sat+x2 P2

sat …(3)

Untuk menghitung suhu gelembung, dibutuhkan iterasi dengan algoritma sebagai berikut (sistem merupakan campuran biner):

a) Menghtung nilai α :

ln α=ln P1sat−ln P2

sat … (4)

b) Menghitung nilai P2sat yang baru :

P2sat=

Pbubble

x1 α+x2

… (5)

c) Menghitung Tbubble dengan persamaan Antoine untuk spesi 2:

T bubble=B

A−ln P2sat

−C …(6)

Untuk menghitung titik embun, dengan asumsi yang sama, karena sistem diasumsikan ideal, maka Hukum Raoult berlaku:

y i P=x i Pisat … (7)

Dengan menganggap ∑i

x i=1, maka:

∑i

yi P=∑i

x i Pisat

∑i

yi P=∑i

P isat

Pdew=1

∑i

y i

Pisat

…(8)

Untuk menghitung suhu embun, dibutuhkan iterasi sebagai berikut (sistem merupakan campuran biner):

1) Menghtung nilai α:

ln α=ln P1sat−ln P2

sat … (9)

2) Menghitung nilai P1sat yang baru dengan

P1sat=P ( y1+ y2 α ) …(10)

3) Menghitung Tdew dengan persamaan Antoine untuk spesi 1:

T dew=B

A−ln P1sat

−C …(11)

Perlu diketahui bahwa terdapat dua Phase Region

a. Daerah 1 fasa: pada daerah tersebut hanya terdapat 1 fasa zat dalam kesetimbangan. Pada

VLE, daerah tersebut adalah daerah subcooled liquid dan daerah superheated vapor.

b. Daerah 2 fasa: pada daerah tersebut terdapat 2 fasa zat dalam kesetimbangan. Pada VLE,

daerah tersebut berada di antara garis cairan jenuh dan garis uap jenuh; dimana saturated

liquid dan saturated vapor berada dalam kesetimbangan.

Sehingga untuk menghitung titik gelembung dan titik embun, dapat disimpulkan dalam poin-poin berikut:

P gelembung : hitung {yi} dan P, diketahui {xi} dan T P Embun : hitung {xi} dan P, diketahui {yi} dan T T gelembung : hitung {yi} dan T , diketahui {xi} dan P T embun : hitung {xi} dan T , diketahui {yi} dan P

Perhitungan flash berguna untuk menghitung fase-fase dalam kesetimbangan liquid-vapor pada t dan P tertentu jika diketahui seluruh fraksi mol dari komponen-komponen pada system. Persamaan dari flash calculation:

∑i

ziKi1+V ( Ki−1 )

=1

Apabila yang ingin dicari merupakan variable yi, maka persamaan di atas dapat diubah menjadi:

zi=y i

K i

(1−V )+ yiV

yi= zi Ki1+V (Ki−1)

Dan untuk mencari variable dari xi, kita dapat menggunakan persamaan:

xi= yiKi

What do you think LPG mixture cold be considered as an ideal mixture?

Larutan ideal adalah larutan dengan sifat-sifat yang analog dengan gas ideal.

Namun terdapat perbedaan diantaranya pada interaksi antar molekularnya dimana

interaksi pada larutan ideal yang berfasa cair akan lebih kuat dari pada gas ideal sehingga

membuatnya tidak dapat begitu saja diabaikan. Pada asumsi larutan ideal mean strength

interaksi antar molekulnya dapat dianggap sama. Larutan juga dikategorikan ideal dilihat

dari kepolarannya. Larutan ideal memiliki momen dipol bernilai kecil sampai nol

sehingga larutan tersebut dapat dikategorikan sebagai larutan yang non-polar. Polaritas

ini akan tercapai apabila kita melihat rumus bangun dan nilai elektronegatifitas dari

molekul-molekul penyusun. Oleh karena itu propana dan butana hanya berbeda satu

rantai CH 2sehingga campurannya dalam LPG bisa dikatakan campuran ideal.

Daftar Pustaka tambahan selain vannes

Levicky, 2012 http://faculty.poly.edu/~rlevicky/Handout5.pdf diakses pada tanggal 13:08 13

April 2015