OPERASI TEKNIK KIMIA 2

CONTOH-CONTOH SOAL HUMIDIFIKASI

OLEH

AMALIA ARDIANA (0907114248)

ARI WIBOWO HARAHAP (0907135919)

FIKRI (1007112437)

PRIO WIDODO (1007113560)

FEBRINA DWI PUTRI (1007113570)

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU

PEKANBARU

2012

1. Ethyl ether pada suhu 20C memberikan tekanan uap sebesar 442 mmHg. Hitunglah

komposisi dari suatu campuran jenuh yang terdiri dari gas nitrogen dan uap ether pada

suhu 20C pada tekanan 745 mmHg, yang dinyatakan sebagai berikut :

a. Komposisi dalam % volume

b. Komposisi dalam % berat

c. Lb uap per cuft campuran

d. Lb uap per lb nitrogen beban uap (vapor free gas)

e. Lb-mole uap per lb mole nitrogen bebas uap

Dik : P ethyl ether at 20C = 442 mmHg ,

karena campuran gas dalam keadaan jenuh dengan uap, maka tekanan parsial uap

ether (Pv) = saturation pressure (Ps) = 442 mmHg

Ptotal campuran pada 20C = 745 mmHg

Dit :

a. Komposisi dalam % volume

b. Komposisi dalam % berat

c. Lb uap per cuft campuran

d. Lb uap per lb nitrogen beban uap (vapor free gas)

e. Lb-mole uap per lb mole nitrogen bebas uap

Jawab :

a. Pv = Nv x P

Dimana : Pv = tekanan parsial uap ether

P = tekanan total campuran gas nitrogen dan uap ether

Nv = mol fraksi uap ether

Maka,

Mol fraksi uap ether :

0.593 ; uap ether = 0,593 x 100 = 59,3 %

Mol fraksi gas nitrogen : 1-0.593 = 0.407 ; gas nitrogen = 0,407 x 100 = 40,7 %

Komposisi : uap ether = 59,3%

Gas N2 = 40.7% +

100

b. Basis : 1 lb-mol campuran ; Berat = fraksi mol x Bm

Bm Uap ether = 74 ; Bm N2 = 28

Uap ether : 0.593 lb-mol = 0.593 x 74 = 43.882 lb

N2 : 0,407 lb-mol = 0,407 x 28 = 11.396 lb +

55.278 lb

Komposisi :

Uap ether =

x 100 % = 79.384 %

N2 =

x 100 % = 20.616 % +

100

c. Basis : 1 lb-mol campuran

Volume 1 lb-mol gas pada keadaan standard = 359 cuft

Volume 1 lb-mol gas pada 20C dan 745 mmHg = V1

V1 = Vo x

= 359 x

= 393,06 cuft

Dalam 1 lb-mol campuran terdapat 43.882 lb uap ether

Berat uap ether per cuft campuran = 43.882/393.06 = 0.112 lb

d. Basis : 1 lbmol campuran

Berat uap ether per lb H2 = 43.882/11.396 = 3.85 lb

e. Basis : 1 lbmol campuran

Lbmol uap ether per lbmol H2 = 0.593/0.407 = 1.457

2. Suatu campuran terdiri dari uap aseton dan gas nitrogen yang mengandung 14.8% vol

aseton pada 20C dan tekanan pada 745 mmHg. P uap aseton pada suhu tersebut = 184.8

mmHg. Hitunglah :

a. Kejenuhan relatif

b. % Kejenuhan

Dik : P= 745 mmHg Ps (P uap aseton)= 184.8 mmHg T= 20C

Dit :

a. Kejenuhan relatif

b. % Kejenuhan

Jawab :

a. Kejenuhan relatif (o) =

Pv = 14.8% x 745 = 110.26

= 0.597 x 100% = 59.7%

b. % Kejenuhan

Yp = Yr

= 59.7 x

52.6 %

Dimana, Yr = kejenuhan relative

3. Udara pada suhu 20C dan tekanan 720 mmHg mempunyai relatif humiditiy 50%,

hitunglah :

a. Molal humidity udara tersebut

b. Molal humidity udara tersebut bila suhu diturunkan menjadi 10C dan P dinaikkan

menjadi 45 Psi sehingga sebagian uap air akan mengembun

c. Berat uap air yang mengembun setiap ft3 udara pada kondisi semula

d. Volume akhir udara lembab pada soal b bila P uap air pada suhu 20C= 17.5mmHg ;

9C=9.2 mmHg.

Dik : T=20C, P=720 mmHg, Hr= 50%.

Dit :

a. Molal humidity udara tersebut

b. Molal humidity udara tersebut bila suhu diturunkan menjadi 10C dan P dinaikkan

menjadi 45 Psi sehingga sebagian uap air akan mengembun

c. Berat uap air yang mengembun setiap ft3 udara pada kondisi semula

d. Volume akhir udara lembab pada soal b bila P uap air pada suhu 20C= 17.5mmHg ;

9C=9.2 mmHg.

Jawab :

a. Molal humidity udara tersebut, maka :

Keadaan awal :

Hr =

50%

Ps = Tekanan uap air pada 20C =17.5mmHg

Pv = Tekanan parsial uap air didalam udara pada 20C

= 50% x 17.5 = 0.5 x 17.5 = 8.75 mmHg

Hm =

lbmol uap air/lbmol udara kering

b. Keadaan akhir :

Molal humidity udara tersebut bila suhu diturunkan menjadi 10C dan P dinaikkan

menjadi 45 Psi sehingga sebagian uap air akan mengembun, maka :

P = 45 Psi =

= 2481.63 mmHg

Karena sebagian uap air telah mengembun, berarti keadaan jenuh, sehingga

Pv = Ps = tekanan uap air pada 10C = 9.2 mmHg

Hm =

3.721 x 10-3

c. Berat uap air yang mengembun setiap ft3 udara pada kondisi semula, maka :

Keadaan awal :

Tekana parsial udara kering = 720 8.75 = 711.2 mmHg

Volume parsial udara kering pada keadaan standard : V= Vo x

V= Vo x

= 1000 x

= 871.91 cuft

Jumlah mol udara kering = 871.91 cuft x

lb-mol = 2.43 lb-mol

Jumlah mol uap air = mol udara kering x Hmawal

= 2.43 lb-mol x 0.0118 = 0.0287 lb-mol

Keadaan akhir :

Jumlah mol udara kering = 2.43 lb-mol

Jumlah mol uap air = mol udara kering x Hmakhir

= 2.43 lb-mol x 3.721 x 10-3

= 9.042 x 10-3

lbmol

Uap air yang mengembun = mol uap air awal mol uap air akhir

= 0.0287 - 9.042 x 10-3

= 0.0197 lb-mol x Mr air = 0.0197 x 18 = 0.355 lb

d. Volume akhir udara lembab pada soal b bila P uap air pada suhu 20C= 17.5mmHg ;

9C=9.2 mmHg, maka :

Jumlah mol udara lembab pada keadaan akhir = mol udara kering + mol uap air

= 2.43 + 9.042 x 10-3

= 2.439 lb-mol

Volume udara lembab pada keadaan akhir :

V1 = n x

= 2.439 x 359 x

= 277.96 cuft

4. Udara dimasukkan ke dalam pengering dengan temperatur (dry bulb temperarature) 600 C

(1400 F) dan dew point 26.7

0C (80

0 F). Gunakan diagram humidifikasi, tentukan

humidifikasi H,persentase humidifikasi HP, humid heat cS dan volume humidifikasi vH

pada SI

Penyelesaian :

dew point = 26.70C pada temperature 100% saturasi. Pada fig. 9-3-2 (geankoplis)

digambar garis vertical pada garis 100% humidifikasi, humidifikasinya = 0.0225 kg

H2O/kg udara

Berada pada titik H = 0.0225 dan suhu t = 800 C pada diagram, presentase humidifikasi

HP adalah 14% dapat dicari dengan interpolasi garis linear antara garis 20 % dan 10%.

Humid heat untuk H adalah

cS = 1.005 + 1.88(0.0225)

= 1.047 kJ/kg udara kering.K

Volume humidifikasi untuk 600 C

vH = (2.83 x 10-3

+ 4.56 x x 10-3

x 0.0225)(60 + 273)

= (2.9326 x 10-3

)(333)

= 0.977 m3/kg udara kering

H

Hp