bab.analisa gas volumetrik 2011.pptx
Post on 13-Dec-2014
100 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Analisa Volumetri Gas.GASOMETRI
Materi bahasan :penentuan komponen campuran gas dan jumlah substan tertentu dengan mengukur jumlah gas yang dihasilkan pada reaksi kimia, selama proses pengukuran dg mengasumsikan berlakunya Hk Gas Ideal
* pengukuran vol (Volumetrik ads)Anal gas : * fisik * titrasi Volumetri *
kondisi stand * p & t, ter rtentu
Analisa volumetrik gas .
Sampel gas
adsorben
Perubahan volume (vol terukur) pada proses Adsorbsi digunakan untuk menghitung komposisi campuran gas
penyerap
katalisator
adsorbsi
Gas yang larut dalam air di analisa dengan titrimetri/ titrasi al : HCl, HCN, Amonia
I2O5
GASCO
Lrtn Ba(OH)2
Larutan Na2S2O3
BaCO3 timbang
CO2
&I2
Ilustrasi penentuan gas CO dg 2 metoda
Pembentukan endapan/gravimetri
Titrasi redoks
Reaksi yang terjadi :
I2O5 + CO I2 + CO2.gas + 2O2 (I2&O2 terlarut dlm larutan)
Gas CO2 bereaksi dengan Ba(OH)2 mengikuti reaksi CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O BaCO3 ditimbang, CO ditentukan secara stokhiometris.
I2 dlm larutan, dititrasi dgn lrtn Standar Na2S2O3, TAT/ TE titarsi mengindikasikan jumlah I2 yang terbentuk dan proporsional dengan sampel CO.
Reaksi yg terjadi I2 + 2Na2S2O3 2I- + 4Na+ + S4O6
=
Eqivalen I2 ∞ eqivalen Tio ∞ eqivalen CO
Beberapa alat yang dapat dipakai untuk analisa gas : * Hampel pesawat * Orsat * Amber * Bone/Whell
Prinsip kerja alat sama : gas dari penampungan gas (gas Halder) dilewatkan kolom kaca (buret) melalui pipa kaca.
dari buret gas melewati sederet tabung kaca yang berisi adsorben spesifik terhadap gas tertentu. dengan mengamati perubahan Vol yg terjadi dan jenis adsorben komponen dpt di tentukan.
GasStorage
gashalder
A B C D
Skala pengamat volume
Tabung adsorben
Ilustrasi pesawat analisis gas.
Dalam beberapa hal pada analisa gas selalu diperhatikankondisi Analisa yang berlaku, sehingga HK gas terpenuhi.Pada analisa gas biasanya gas dianggap sebagai gas ideal,
Hukum-hukum Gas Ideal
Hk.Boyle : Volume sejumlah tertentu gas pada t tetap berbanding terbalik dengan tekanan.
pv = p’v’ = k 1
pv dan p’v’ adalah tekanan x volume pada kondisi 1 dan 2 dari sejumlah tertentu gas,k konstanta.
1
Hk Charles : Volume sejumlah gas berbanding lurus terhadap suhu mutlaknya
V T------ = ------ V’ T’
V & V’ adalah volume 1 dan 2, T dan T’ adalah temperatur (temperatur dalam oK)
Hk 1 & 2 dapat digabung pV p’V’ ------- = -------- T T’
2
Hk Dalton : 3tekanan campuran beberapa gas merupakan jumlah dari tekanan masing masing gas.
Tekanan gas tunggal = tekanan parsial gas tersebut pada volume yang sama.
P total = p1 + p2 + p3 ..... + pn
pV = nRT n = jml mol = W/Mr R = konstanta gas T = temperatur
1 mol gas ideal n = 1 n = Z (tgt pd p&T)
Contoh reaksi :
2.H2 + 1.O2 2.H2Ouap air
2 bag volume gas hidrogen bereaksi, dengan 1 bag vol gas oksigen, menghasilkan 2 bag volume uap air
HK Gay Lussac :
Gas-gas yang bergabung atau produk gas yang terbentuk,proporsi voume gas yang diukur pada temperatur dan tekanan yang sama, merupakan ratio bilangan bulat kecil
Contoh penerapan hk Gay Lussac
5 liter campuran gas terdiridari 0,5 bag H2, 0,25 bag CO, sisanya CH4 , apabila campuran dibakar, berapa jumlah O2 yang dibutuhkan
Reaksi pembakaran yg terjadi.
1.H2 + ½.O2 H2O
2.CO + 1.O2 2 CO2
1.CH4 + 2.O2 CO2 + 2 H2O
Volume masing-2 dalam campuran :
V.H2 = ½ bag x 5 liter = 2,5 liter
V.CO = ¼ bag x 5 liter = 1,25 liter
V,CH4 = 5 liter – (2,5 + 1,25) liter = 1,25 liter
Berdasar reaksi pembakaran
Vol O2 pd pembkrn H2 = ½ vol H2 = 1,25 LVol O2 pd pembkrn CO = ½ vol CO = 0,625 L
Vol O2 pd pembkrn CH4 = 2 x vol CH4 = 2,5 L -------------- Vol O2 yg diperlukan = 4,375 L
Hk Avogadro : 5
Pada kondisi p dan t yg sama, gas-gas ideal yang volumenya sama memiliki jumlah partikel yang sama,
Jumlah mol dalam 1 mol gas = 6,023 x 1023 ( bil Avogadro)
Setiap gas ideal p = 1 atm, 760 mmHg, t = 0oCMaka setiap 1 mol gas = vol 22,4 L
Pengukuran vol gas-gas yang berada di atas suatu cairan harus mempertimbangkan faktor penjenuhan uap cairan, dan perubahan vol nya
Tabel I.Perub puap air terhadap temperatur
Temperatur oC
Tekanan mm/Hg
Temperatur oC
Tekanan mm/Hg
Temperatur oC
Tekanan mm/Hg
0 4,6 14 11,9 28 28,1
1 4,9 15 12,7 29 29,8
2 5,3 16 13,5 30 31,6
3 5,7 17 14,4 31 33,4
4 6,1 18 15,4 32 35,4
5 6,5 19 16,4 33 37,4
6 7,0 20 17,4 34 39,6
7 7,5 21 18,5 35 41,9
8 8,0 22 19,7 40 55,0
9 8,6 23 20,9 50 92,2
10 9,2 24 22,2 60 149,2
11 9,8 25 23,6 70 233,8
12 10,5 26 25,0 80 355,5
13 11,2 27 26,5 90 526,0
Contoh aplikasi:
Dry gas dengan kondisi p = 755 mlBar t = 26oC Vol = 50 mL
Berapa vol gas bila dikonversi ke keadaan gas ideal :p = 760 mmHg, t =0oC
p1 dinaikkan po t1 diturunkan to V1 Vo
Cara I
p1 To 755 273Vo = ------ x ------ x V1 = ------- x -------- x 50 = 45,5 mL po T1 760 299
T1 = 273 + 26
Cara II
Bila gas mengandung uap air perlu dicari pterk (p*)
Tabel, t =26 oC dari tabel p26oC = 25 mmHg
p* = pterk = (755 - 25) mmHg = 730 mmHg
p* To 730 273 V = ------- x ------- x V = ------ x ------ x 50 = 43,85 mL po T1 760 299
1. ANALISA VOLUME GAS.
Analisa berdasar reaksi kimia dari sejumlah volume gas
Berat substan hasil reaksi dapat dihitung.Prinsip HK Avogadro berlaku.
Contoh aplikasi anlisis.
Batuan kapur CaCO3 pada analisa dengan asam Dibebaskan gas CO2 sebanyak 98,7 mL. pengukuran pada kondisi t = 23oC dan
puap air = 761 mmHg
Berapa % CO2 dalam sampel.Berat batuan =5 gr
Penyelesaian : cara I
dari tabel koreksi puap air t = 23 oC p = 20,9 mmHg , makapCO2 murni = 761 – 20,9 = 740 mmHg
p1 To 740 273 V CO2 = ------ x ------- x V1 = ------- x ------- x 98,7 = 88,6 mL ter-krs po T1 760 296
Mr = 44
Hk Avogadro semua gas pd kondisi standard mempunyaiVolume 22,4 L = 22.400 mLBerat CO2 = 44 x 88,6 / 22.400 = 0,174 gr 0,174 % CO2 = --------- x 100% = 34,8 % 0,5
Cara II
Dengan rumus dasar analisa gas pv = nRT
p = 760 mmHg, R = 82,07 konstante gas
740 W ------ x 98,7 = ------ x (273 +23) 760 44
740 x 44 x 98,7 W = ---------------------------- = 0,174 gr 760 x 82,07 x 296
% CO2 = 0,174 / 0,5 x 100 % = 34,8 %
2. Methoda adsorbsi
Metoda ini untuk analisa proporsi komponen gas dalam campuran
Campuran gas dianalisa dg melewatkan pada satu seri adsorben dengan p dan t konstan sampai analisa selesai.
Perubahan volume gas terbaca dari campuran sebelum dan sesudah melewati adsorben menunjukkan volume sebagai basis perlu jenis Adsorben yg dipakai diperhatian : kondisi analisa gas itu sendiri
Tabel.2 adsorbent / gas teradobsi
Jenis gas terads Jenis adsorbent proses
CO2 KOH larutan Adsorbsi
NaOH larutan ,,
CH /Gas tak jenuh H2SO4 berasap ,,
Air brom
Ag2SO4 ,,
O2 Alkaline pyrogalol ,,
CaCl2 ,,
Na Thionit
Phasphorus kuning
CO Amoniakal Cupro Clorida pemanasan
CuO t=285oC
H2 Lrt poladium Cl , busa palladium Pemanasan
Lrt colloidal palladium,
CH4 / C2H6 CuO t= 600oC
Cmpr gas
H2SO4 BER
ASAP
ALKALIPIROGALOL
AMONIAKAL
CUPRO CLORI
KOH
80 ml
78,7 75,575,1
68,3
Contoh. Analisa campuran gas secara adsorbsi.
dilewatkan adsorben secara bergantian.
? % Komponen gasDalam sampel.
Penyelesaian :Adsorben : macam gas perubahan vol gas
KOH ----------------- CO2 80,0 – 78,7 = 1,3 mLH2SO4 berasap----- illuminat 78,7 – 75,5 = 3,2mLPyrogalol ------------ O2 75,5 – 75,1 = 0,4 mLAmm Cu Cl ---------- CO 75,1 – 68,3 = 6,8 mL
% komposisi dalam campuran gas :
%CO2 = 1,3 / 80 x 100 % = 1,6 %%CH(illuminat) = 3,2/80 x 100% = 4 %%O2 = 0,4 / 80 x 100% = 0,5 %%CO = 6,8 / 80 x 100% = 8,5 %%gas inert = 68,3 / 80 x 100% = 85,4%
3. Metode pembakaran
Bila suatu campuran gas mengandung satu atau lebih komp dan dpt terbakar oleh O2 , komponen campuran dapat ditentukan dg pengukuran penurunan vol gas, jumlah CO2 terbentuk, vol O2 yg dikonsumsi, atau gab pengukuran tsb
Hk Gayllusac menerangkan Akibat pembakaran akan terjadi adanya perubahan vol / kontraksi vol.
Contoh reaksi pembakaran :
2.COg + 1.O2 g 2.CO2
2 unit vol CO dibakar dg 1 unit O2 2 unit vol CO2
Kontraksi volume yg terjadi == ½
Prosespembakara
n
1.Unit vol CO
½ unit vol O2
CO2 1 unit vol
Tabel.4 kontraksi vol gas pada pembakaran
Reaksi stokhiometri Vol gas O2 yg diperlukan
Kontraksi vol
CO2 yg dihasilkan
2H2O + O2 2 H2O 1 ½ 1 ½ 0
2CO + O2 2CO21 ½ ½ 1
CH4 + 2O2 CO2 + H2O 1 2 2 1
2C2H2 + 5O2 4CO2 + H2O 1 2 ½ 1 ½ 2
C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O 1 3 2 2
2C2H6 + 7O2 4CO2 + 6H2O 1 3 ½ 2 ½ 2
2 C3H6 + 9O2 6CO2 + 6H2O 1 4 ½ 2 ½ 3
C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O 1 5 3 3
2C4H10 + 13O2 8CO2 + 10H2 O 1 6 ½ 3 ½ 4
Bila pembakaran dilakukan dengan udara O2 yang aktif di udara yang diperhitungkan O2 21 % dan N2 79 %
Contoh aplikasi :
O2 80 mL
COCH4 = 20 mLN2
------CO2
H2ON2
O2
79 mL CO2 + N2 + O2
KOHTerbacaVol Akhir61 mL
Berapa vol (mL) tiap komponen dalam gas asli,
kompn mL awal mL KebutO2
Pe +/-vol
CO2
hslH2Ohsl
O2
hslN2
hsl
CO2 X ½ X ½ X X - - -
CH4 Y 2Y 2Y Y 2Y - -
N2 Z - - - - - Z
∑ 20 X+Y+Z
O2 80
Tot awal 100
KOH 79* 61*
CO2 - - 79-61*
N2 - - - - - Z
O2 - - - - 80-1/2X-2y
Perubahan vol
100 - 79 21
Data matriks perubahan yang terjadi.
Dari data matrik dapat disusun persamaantukan:
1. X + Y + Z = 20
2. CO2 pembent X + Y = 18
3. Perubahan vol 21 = ½ X + 2Y
Dari 3 persamaan terselesaikan :
X = 10 , Y = 8 , Z = 2
COCH4 20 mL N2
CO2 H2O
N2
O2
KOH 88 mL
pirogalol 82,1 mL
I
II
Udara 100 mL21% O2, 79% N2
Berapa % tiap komponen dalam sampel.
Contoh 2
Data matriks perubahan yang terjadi
komponen mL KebutO2
Pe +/-vol
CO2
hslH2Ohsl
O2
hslN2
hsl
CO X ½ X ½ X ½ X 0 - -
CH4 Y 2Y 2Y Y 2Y
N2 Z - Z
20
O2 21
N2 79 79
Total awal 120
O2 sisa = 88 - 82,1 5,9
O2 utk pembkr =
21 – 5,9 = 15,1
Perubahan vol
120 - 88 32
Dari data matriks perubahan diperoleh persamaanmatematika ;
1. X + Y + Z = 20 X = 63,5 % 2. ½ X + 2Y = 15,1 diperoleh Y = 21,5 %
3. 1 ½ X + 3Y = 32 Z = 15 %
PR ,1Suatu gas dr cerobong asap mengandung : 3,8 % O2, 15%CO2 , 95% N2. sampel diambil dari lokasi dan di lewatkan pada sederet tabung adsorbent,Hitung vol terbaca setelah proses melewati adsorbenKOH, Amoniacal CuCl, dan pyrogalol.
Contoh 2.
Campuran gas diperkirakan mengandung :CO,CH4 & Asetilen,dibakar dg O2didinginkan,vol116 mLvol gas terbaca setelah melewati adsorben KOH = 54 mL
pendinginan
pembakaran
sisa vol terbaca 54 mL
tentukan % campuran gas tersebut.
50 mLsampel
140 mL O2
Terbaca vol116 mL
KOHadsorben
Silahkan berlatih mandiri
top related