3.21Bom dengan reaksi kecil dilengkapi dengan alat pengukur tekanan sensitif yang memancar keluar dan diisi dengan reaktan A murni pada tekanan 1 atm. Operasi berlangsung pada 250C, sebuah temperatur yang cukup rendah dimana reaksi tidak dapat berlangsung dalam tingkatan yang cukup. Suhu ini kemudian diangkat secepat mungkin hingga 1000C dengan memsukkan bom ke dalam air mendidih, dan bacaan di Tabel P3.21 berlaku. Stoikiometri untuk reaksi ini adalah 2A(B, dan setelah meninggalkan bom di kamar mandi selama akhir pekan konten dianalisis untuk A, tidak ada yang ditemukan. Carilah persamaan untuk unit mol, liter dan menit yang akan cocok dengan data.

Tabel P3.21

PA0 = =1 atm (373/298)=1,252 atmt , min, atmPA, atm1/ PA (atm-1)Log PA

0(1,252)(1,252)(0,800)0,0976

11,141,0280,9750,0120

21,040,8281,208-0,082

30,9820,7121,404-0,148

40,9400,6281,592-0,202

50,9050,5581,792-0,253

60,8700,4882,049-0,312

70,8500,4482,232-0,349

80,8320,4122,427-0,385

90,8150,3782,646-0,423

100,8000,3482,973-0,458

150,7540,2563,90-0,592

200,7280,2044,90-0,690

Kolom 3 didapat dari persamaan (5) di buku Levenspiel

PA=PA0-a/n ( 0)

Tebak orde reaksi 1

Untuk orde 1 , plotkan Log PA vs t

Tidak didapatkan garis lurus untuk grafik dengan orde 1, maka reaksi ini bukan merupakan orde 1.

Untuk grafik orde 2, diplotkan 1/ PA vs t

Karena grafik yang didapat berupa garis lurus, maka reaksi ini merupakan orde kinetik ke2.

Didapat slope 0,205

= kCA2

= kc/RT . PA2

kc/RT = 0,205

kc = 6,3 lit/mol.min

-rA = 6,3 CA2mol/lit.min3.22Untuk reaksi A(R, reaksi kinetik orde kedua dan CA0 = 1 mol/liter, didapatkan konversi 50% setelah 1 jam di reaktor batch. Berapakah konversi dan konsentrasi A setelah 1 jam jika CA0 = 10 mol/liter ?

Dik : CA0 = 1 mol/liter

X = 50%

t = 1

Dit : X dan CA setelah 1 jam jika CA0 = 10 mol/liter

Penyelesaian

-rA = = kCA2

= k.dt

-d. = k. dt

= k - = kt

= kt

= k.60

k = 0,0167

= kt

= 0,0167.60 (dalam sekon)

= 10,02

XA = 10,02-10,02 XA

XA = 0,9 = 90 %

Maka konsentrasi setelah 1 jam XA =1-

0,9 = 1-CA/10

CA = 1 mol/liter

3.23Untuk dekomposisi A(R, CA0 = 1 mol/liter, dalam reaktor batch konversi 75% setelah 1 jam, dan selesai dalam waktu 2 jam. Tentukan persamaan reaksi untuk menggambarkan kinetika ini.

Karena orde reaksi tidak diketahui, maka gunakan persamaan

-rA = = kCAn

= k.dt

-= = kt

[CA1-n - CA01-n] = kt

kt (n-1) = CA1-n - CA01-n

t=

Untuk 1 jam

Untuk 2 jam

t =

2 =

1 =

Maka persamaannya menjadi

Maka persamaannya menjadi

2 = .. (2)

1 = (1)Bandingkan persamaan 1 dan 21 = : 2 =

=

=

2[(0,25)1-n 1] = -1

2(0,251-n) 2 = -1

(0,251-n) = 0,5

(0,25) 1-n = (0,25)0,5n = 0,5

Substitusi kembali ke persamaan 2

2 =2 = sehingga didapat k=1

Jadi persamaan laju reaksinya

-rA = = kCAn

-rA = CA1/23.24Dari data konsentrasi reaksi katalis homogen yang diberikan, reakstan aqueos A dikonversikan menjadi produk. Dan CA menentukan reaksi ini, mol/liter12467912

-rA, mol/liter.hr0,060,10,251,02,01,00,5

Kita berencana untuk menjalankan reaksi ini di reaktor batch dengan konsentrasi katalis yang sama dengan menggunakan data di atas. Carilah waktu yang dibutuhkan untuk mengurangi konsentrasi dari CA0=10 mol/liter mnjadi CAF = 2 mol/liter.

Karena orde reaksi diketahui maka digunakan persamaan

-rA = kCAn

Log (-rA) = log k + n log CA

y intersep x

slope

Log CALog (-rA)

0-1,22

0,30-1

0,60-0.60

0.780

0,85-0,30

0,950

1,08-0.301

Slope =n= 1,124

Intersep = -1,221

Log k = -1.221

k = 0,294

tf = CA0 1-n

dimana F = = = 0,2

tf = .10 1-1,124

tf = 4,5 jam

3.25Data ini diperoleh pada 0oC dalam reaktor batch-volum konstan menggunakan gas murni A.Time, min02468101214

Partial pressure of A, mm760600475390320275240215150

Stoikiometri untuk reaksi dekomposisi ini adalah A(2,5R. Carilah persamaan yang menunjukkan dekomposisi ini.

Ln = t

y slope xt,minPALn

076010

26000,738-0,304

44750,533-0,623

63900,393-0,933

83200,279-1,277

102750,205-1,585

122400,148-1,911

142150,107-2,235

1500-

PAe

= 0,16k1 = 0,1295 min -1-rA = 0,1295 CA , mol/liter.min

3.19 Cari konversi setelah 1 jam dalam reaktor batch untuk :

Penyelesaian :Diketahui

k = 3

n = 0,

CAo = 1 mol/literPersamaan tingkat empiris orde n :

Bahwa reaksi dengan orde n > 1 tidak akan pernah selesai pada waktu yang terbatas. Di sisi lain, untuk orde n < 1 ini bentuk tingkat konsentrasi reaktan akan jatuh ke nol dan kemudian menjadi negatif pada beberapa waktu terbatas. Sehingga :

= 0 pada t =

Maka setelah satu jam XA = 0,75 dan CA = 0,25

CA

CA0

_1445003536.xlsChart1

0

-0.304

-0.623

-0.933

-1.277

-1.585

-1.911

-2.235

Y-Values

y =- 0.160x + 0.012

Sheet1

X-ValuesY-Values

00.0000-0.1601785714

2-0.304

4-0.623

6-0.933

8-1.277

10-1.585

12-1.911

14-2.235

_1445003541.xlsChart1

0.8

0.975

1.208

1.404

1.592

1.792

2.049

Y-Values

Sheet1

X-ValuesY-Values

00.80.2073950298

10.975

21.208

31.404

41.592

51.792

62.049

72.232

82.427

92.646

102.973

153.9

204.9

_1445003544.xlsChart1

0.0976

0.012

-0.082

-0.148

-0.202

-0.253

-0.312

-0.349

-0.385

-0.423

-0.458

-0.592

-0.69

Y-Values

Sheet1

X-ValuesY-Values

00.0976

10.012

2-0.082

3-0.148

4-0.202

5-0.253

6-0.312

7-0.349

8-0.385

9-0.423

10-0.458

15-0.592

20-0.69

_1445003538.xlsChart1

-1.22

-1

-0.6

0

-0.3

0

-0.301

Y-Values

Sheet1

X-ValuesY-Values

0-1.22001.1241592201

0.3-1

0.6-0.6

0.780

0.85-0.3

0.950

1.08-0.301

_1444978466.unknown

_1444978469.unknown

_1444978471.unknown

_1444978496.unknown

_1444978470.unknown

_1444978468.unknown

_1444978463.unknown

_1444978464.unknown

_1444978462.unknown