Download - Makalah Kimfis Pemicu 1
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
1/28
MAKALAH
KIMIA
FISIKA
Pemicu I : Keadaan Gas & Cair
Rizki Romadhon Akbar ( 0906635734)
Rizqi Pandu S (0906557045)
Ryan Januar Rusli ( 0906635753)
Samhani Mahendra W. (0906635766)
Zulfikar N. (0806456902)
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
2/28
Kata Pengantar
Puji syukur atas kehadirat Tuhan YME sehingga makalah telah selesai dibuat. Ucapan
terimakasih kepada segala pihak yang berpartisipasi atas penyelesaian makalah ini, kepada Ir.
Rita arbianti, M.si, beserta para asisten yang telah membimbing dalam penyelesaian makalah
ini. Juga pihakpihak lain yang juga turut membantu penyelesaian makalah ini yang tak bisa
disebut satu persatu.
Makalah yang berjudul Gas dan Cairan ini dibuat untuk memenuhi tugas mata
kuliah kimia fisika-1 yang diberikan oleh dosen kami Ir. Rita arbianti, M.Si. Juga untuk
membantu kami dalam memahami materi gas dan cairan. Adapun materi yang disampaikan
berupa definisi, teori kinetik, jenisjenis, penentuan berat dan campuran gas dan cairan.
Kami menyadari adanya ketidaksempurnaan dalam penyusunan makalah kami, oleh
karena itu atas segala kekurangannya kami mohon maaf. Semoga makalah ini dapat
bermanfaat bagi siapapun yang menggunakannya. Terimakasih atas perhatiannya.
Depok, 4 Maret 2010
Universitas Indonesia
Penyusun
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
3/28
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
4/28
Daftar Isi
Kata Pengantar...........................................................................................................................i
Mind Map..................................................................................................................................ii
Daftar Isi...................................................................................................................................iii
Bab I Pendahuluan.....................................................................................................................1
Bab II Isi....................................................................................................................................2
- II. 1 Pengertian gas- II.2 Jenis gas- II.3 Campuran gas- II.4 Penentuan berat molekul gas- II.5 Teori kinetika gas
Bab III Jawaban Pemicu...........................................................................................................10
Kesimpulan...............................................................................................................................20
Daftar Pustaka
Lampiran
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
5/28
BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Mempelajari gas dan carian merupakan salah satu bagian penting dari mata kuliah
kimia fisika-1. Oleh karena itu, makalah ini disusun untuk memudahkan kami dalam
mempelajarinya. Selain itu makalah ini di dasarkan atas tugas yang diberikan oleh dosen
yang bersangkutan.
Tujuan
Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas yang diberikan oleh dosen mata kuliah
kimia fisika-1. Selain itu juga untuk memudahkan kami, tim penyusun, dalam mempelajari
tentang gas dan cairan. Yang selanjutnya dijadikan referensi bagi kami untuk menjawab
permasalahan yang ada dalam pemicu.
Rumusan Masalah
- Gas mempunyai dua jenis yaitu ideal dan nyata. Apa yang membedakan antara keduajenis gas tersebut?
- Komposisi udara saat ini sudah banyak tercampur oleh polusi yang banyak dari efeknyamembawa kerugian bagi hidup manusia. Salah satu penyebabnya yaitu dari polusi bahan
bakar hydrocarbon. Bagaimana dengan solusi dari permasalahan ini?
- Diameter suatu molekul, termasuk gas dan cairan dapat diketahui dengan berbagaimetode. Sebutkan berbagai macam metode penentuannya? Apa kegunaan dari
mengetahui hal ini?
Metode Penulisan
Metode yang digunakan dalam penyusunan makalah ini adalah studi pustaka dan
browsing internet. Metode ini dipergunakan karena kami rasa buku dan internet cukup
memenuhi kebutuhan kami dalam menggali informasi.
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
6/28
BAB II
ISI
II. 1 PENGERTIAN GAS
II.1.1 Sifat Gas
Semua gas akan memuai memenuhi ruangan dan akan menyerupai bentuk ruang
tempatnya berada serta akan memberikan tekanan ke dinding. Volume sejumlah gas sama
dengan volume wadahnya. Bila gas tidak diwadahi, volume gas akan menjadi tak hingga
besarnya, dan tekanannya akan menjadi tak hingga kecilnya. Semua zat yang bersifat gas
dapat berbaur dengan sesamanya dan akan bercampur dalam segala perbandingan, karena itu
semua campuran gas adalah larutan yang homogen. Gas tidak kasat mata dalam arti bahwa
tidak ada partikel-partikel gas yang dapat dilihat. Beberapa gas berwarna, seperti misalnya:
gas klor (kuning kehijau-hijauan), brom (merah kecoklat-coklatn) dan iod (ungu), beberapa di
antaranya secara kimiawi bersifat lembab (inert), seperti misalnya helium dan neon. Molekul-
molekul gas memiliki gaya tarik menarik yang sangat kecil, susunannya sangat tidak teratur,
letaknya saling berjauhan, dan bergerak sangat bebas. Bila dipanaskan gas akan mengembang(contoh pada balon gas), bila didinginkan akan mengkerut (contoh pada LNG/ Liquefied
natural gas).
II.1.2 Viskositas Gas
Gas dan fluida memiliki sifat keadaan yang disebut sebagai viskositas, yang dapat
didefinisikan sebagai tahanan untuk mengalir dari suatu sistem yang mendapatkan suatu
tekanan., koefisien viskositas gas berhubungan dengan densitas gas
, jalan bebas rata-rata
, dan kecepatan rata-rata molekul gas , yang ditunjukkan oleh persamaan berikut.
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
7/28
II.2 JENIS GAS
II.2.1 Gas Ideal
Gas ideal didefinisikan sebagai gas yang memenuhi seluruh hukum-hukum gas dalam seluruh
keadaan. Gas ideal sebenarnya hanyalah sebuah gas hipotesis karena sebenanya tidak ada gas
yang nyata. Gas ideal dianggap memiliki molekul-molekul yang tidak saling tarik menarik.
Gas ideal memenuhi berbagai hukum-hukum gas, seperti:
1. Hukum BoyleHukum boyle didapatkan pada percobaan Robert Boyle pada tahun 1662, yang berbunyi:
Volume dari sejumlah tertentu gas pada tempratur tetap, berbanding lurus dengan
tekanannya.
Dengan Keterangan:
V = Volume Gas
P = Tekanan Gas
K1 & K2 = Tetapan yang besarnya tergantung dari tempratur, berat gas, jenis gas,
dan satuan P dan V.
Dengan grafik isotermal P : V
P (Atm)
V (Ltr)
2. Hukum Charles Gay LussacVolume sejumlah tertentu gas pada P tetap sebanding dengan suhu absolutnya
Kesimpulan inilah yang menjadi Hukum Charles-Gay Lussac. Yang dapat dinyatakan dengan
rumus matematis:
2
2
1
1
T
V
T
V
TV
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
8/28
Dimana:
V = volume gas
T = suhu gas
Dan jika digambarkan dengan grafik:
3. Hukum AvogadroGas-gas yang memiliki volum yang sama, pada temperatur dan tekanan yang sama,
memiliki jumlah partikel yang sama pula
Dimana:
n = jumlah mol gas
v = volume gas
4. Persamaan Gas Ideal dan STPPersamaan gas ideal merupakan suatu persamaan yang berasal dari seluruh hukum-hukum
yang ada. Persamaan gas ideal dapat dijelaskan dengan rumus:
PV = nRT ,Dimana:
P = Tekanan gas
V = Volume gas
N = Mol gas
R = Tetapan gas umum (untuk 1 mol)
T = Suhu gas
Dalam pengerjaan soal dengan menggunakan rumus ini, nantinya akan ditemukan istilah baru
yaitu STP. STP merupakan singkatan dari Standart Temprature and Pressure. Dimana:
Temperatur standar (T) = 0 oC = 273 K
Tekanan standar (P) = 1 atm = 1,013 x 105N/m2= 1,013 x 102kPa = 101 kPa
Volume per seribu mol = 22.41 L
molekulmol
Vn Lmol
231002,61
4,22
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
9/28
II.2.2 Gas Nyata
Gas Nyata tidak mengikuti hukum gas ideal. Hal ini dikarenakan adanya tarik-
menarik antar molekul gas. Gaes nyata mempunyai volume tertentu (bukan nol) dan bukan
partikel titik. Volume di mana molekul gas tidak dapat berpindah disebut volume
tersisihkan. Volume tersisihkan adalah volume ditempati gas karena mempunyai ukuran
tertentu. Jika tekanan bertambah, kesalahan relatif dalam mengabaikan volume tersisih juga
bertambah.
Vnyata = Videal+ n b
Hubungan b dengan ukuran molekul
Excluded volume (volume tersisih per mol = 4 x volume molekul)
Sementara itu tekanan ideal adalah tekanan gas jika tidak terdapat gaya antar molekul.
Tekanan ini lebih besar dari tekanan sebenarnya, dengan a adalah tetapan perbandingan yang
bergantung pada kekuatan tarik menarik antar molekul/ konstanta gas ideal.
Pideal= Pnyata+n
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
10/28
II.3 CAMPURAN GAS
Apabila beberapa macam gas dicampur, maka campuran yang tercipta ialah campuran
yang homogen. Suatu campuran gas dengan jumlah mol masing-masing adalah n1, n2, n3dan
seterusnya, maka jumlah total mol campuran gas tersebut adalah:
Menurut hukum dalton pada Temperatur yang konstan, tekanan total dari campuran gas
sama dengan jumlah dari tekanan parsial tiaptiap gas penyusun
Ptotal= P1+P2+P3+....
Ptotal= ntRT
V
Menurut amagath dalam setiap campuran gas, volume total merupakan jumlah dari volume
partial dari tiaptiap gas penyusunnya
Vtotal= V1+V2+V3+....
Menurut graham pada suhu dan tekanan konstan, laju difusi gas berbanding terbalik dengan
akar densitas atau akar berat molekulnya
II.4 PENENTUAN BERAT GAS MOLEKUL
Berat suatu molekul zat dapat di dapatkan dengan beberapa metode, yakni :
- Regnault method
Dimana,
Wg = berat tabung + gas
W = berat tabung
- Dumas method
n
i
itotal nnnnn1
321 ...
1
2
1
2
2
1
M
M
D
D
PV
WuapRTM
PV
RTWWM
g
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
11/28
II.5 TEORI KINETIK GAS
Jika suatu kubus bersuhu T yang berisi A molekul gas (gambar 1.8) yang memiliki
massa mdan kecepatan v. Kecepatan ini kemudian dapat diuraikan menjadi 3 komponen
yakni vx,vy ,danvz.. Dengan menggunakan dalil phytagoras dapat dibuktikan bahwa ketiga
komponen tersebut akan memeuhi persamaann :
v2= vx2+ vy
2+ vz2
(1.1)
Gambar 2.1
V = s3
s
perubahan momentumnya akibat tabrakan menjadi :
mvx - ( - mvx) = 2mvx (1.2)
perubahan momentum per satuan waktu pada semua komponen (x, y, dan z) :
(2mvx2
)/s +(2mvy2
)/s +(2mvz2
)/s (1.3)
kecepatan rata rata:
Vr2 = (v1
2+ v22 + v3
2+ + v42)/ N (1.4)
Vr = kecepatan molekul rata rata
N = Jumlah molekul gas
Maka gaya yang bekerja pada dinding dapat dicari dengan menggunakan hukum Newton II :
A
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
12/28
F = massa x percepatan
= massa x jarak x (detik)-2
= momentum per detik
= (2mv2)/ s
Tekanan yang timbul oleh satu partikel gas pada dinding wadah (gambar 2.1) adalah :
= 2mv2/ 6s3
= 1/3 mv2/ V (1.5)
6s2 = luas wadah berbentuk kubus
V = s3
Kemudian untuk N molekul gas didapatkan :
P = 1/3 ( Nmv2) / V (1.6)
PV = ( Nmv2)/ 3
Dengan mengatur persamaan (1.6) dan memasukkan nilai energy kinetic rata rata Ek =
1/2mv2akan didapatkan :
PV=2/3Nek (1.7)
Hal hal yang dijelaskan di atas kemudian dikenal dengan teori kinetic gas. Lalu sekarang
kita akan mencoba gabungkan persamaan gas ideal PV = nRT dengan persamaan (1.7), maka
akan didapat :
PV = 2/3 NEk = nRT = N/N0RT
Ek = 3/2 Kt (1.8)
Dengan, Ek = energy kinetic rata rata molekul
K = tetapan Boltzmann (R/ N0)
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
13/28
Untuk mendapatkan nilai energy kinetic gas, teori kinetic gas juga digunakan dalam
besaran besaran berikut :
a. Jarak Bebas Rata-rata ( mean free path)Adalah jarak tempuh rata-rata diantara tumbukan. Bila 1 dan 2 adalah
diameter tumbukan dari dua macam molekul dan N12 adalah jumlah total molekul
dalam 1 m3, jarak bebas rata-ratanya adalah :
L =
N12 =
= =
12adalah diameter rata-rata yaitu :12 = (1 + 2 )AtauL =
atau
Untuk gas murni N12 = N dan 12 = Maka persamaanya menjadi : L =
b.Bilangan TumbukanBilangan tumbukan dengan simbol Z1didefinisikan sebagai jumlah tumbukan
yang dialami oleh sebuah molekul tunggal per detik dalam sebuah wadah yang berisi
N1molekul persatuan volume. rumusnya adalah :
Z1 == * + * +
Z12=
cr= Bila molekul-molekulnya sama, maka :
Z11= = 2
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
14/28
BAB III
JAWABAN PEMICU
A.1. Terangkan sifat-sifat yang membedakan antara gas nyata dan gas ideal?
Gas Nyata:
Ada tarik-menarik antar molekul gas Mempunyai volume tertentu (bukan nol) Bukan partikel titik
Gas Ideal:
Gaya tarik-menarik antar molekul Dianggap delta volume nol/konstan Dianggap merupakan partikel titik
2. Terangkan bagaimana van der Waals mendapatkan rumus persamaan gas nyatayang diturunkan dari persamaan gas ideal?
Vnyata = Videal+ n b
Pideal= Pnyata+n
Substitusikan kedua persamaan di atas ke dalam persamaan gas ideal berikut
PV = nRT
Maka akan didapatkan Persamaan Keadaan van der Waals
[P + (n2a/V2)](V - nb) = nRT
Dimana:
P - tekanan, V - volume, njumlah mol, T - suhu,
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
15/28
R - konstanta gas ideal. Jika satuan dari P, V, n and T adalah atm, L, mol dan K,maka nilai dari adalah 0.0821
a dan bkonstanta-konstanta van der Waals.
3. Tentukan konstanta van der waals dari molekulmolekul penyusun udara.Dengan menggunakan persamaan gas nyata yang lain, tentukanlah properties
dari molekul molekul penyusun udara?
...DPCPBPAPV 32
m
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
16/28
B.
1. Jelaskan salah satu bahan bakar alternative yang sekarang banyak dikembangkakn,
selain DME?
Salah satu bahan bakar alternatif yang sekarang banyak digunakan yakni sekam. Sekam
adalah bagian dari bulir padipadian berupa lembaran yang kering, bersisik, dan tidak dapat
dimakan. Sekam sendiri dapat dijumpai pada hampir semua anggota rumput rumputan
seperti padi, jagung, dan gandum.
Sekam padi merupakan lapisan keras yang meliputi kariopsis yang terdiri dari dua
belahan yang disebut lemma danpalea yang saling bertautan. Pada proses penggilingan beras
sekam akan terpisah dari butir beras dan menjadi bahan sisa atau limbah penggilingan. Sekamdikategorikan sebagai biomassa yang dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan seperti
bahan baku industri, pakan ternak dan energi atau bahan bakar. Dari proses penggilingan padi
biasanya diperoleh sekam sekitar 20-30% dari bobot gabah. Penggunaan energi sekam
bertujuan untuk menekan biaya pengeluaran untuk bahan bakar bagi rumah tangga petani.
Penggunaan Bahan Bakar Minyak yang harganya terus meningkat akan berpengaruh terhadap
biaya rumah tangga yang harus dikeluarkan setiap harinya. Dari proses penggilingan padi
biasanya diperoleh sekam sekitar 20-30%, dedak antara 8- 12% dan beras giling antara 50-63,5% data bobot awal gabah. Sekam dengan persentase yang tinggi tersebut dapat
menimbulkan problem lingkungan.
Ditinjau data komposisi kimiawi, sekam mengandung beberapa unsur kimia penting
seperti dapat dilihat pada tabel 1. (pada lampiran)
Dengan komposisi kandungan kimia seperti tersebut pada tabel 1, sekam dapat
dimanfaatkan untuk berbagai keperluan di antaranya:
a. sebagai bahan baku pada industri kimia, terutama kandungan zat kimia furfural yangdapat digunakan sebagai bahan baku dalam berbagai industri kimia.
b. sebagai bahan baku pada industri bahan bangunan, terutama kandungan silika (SiO2 )yang dapat digunakan untuk campuran pada pembuatan semen portland, bahan isolasi,
husk-board dan campuran pada industri bata merah,
c. sebagai sumber energi panas pada berbagai keperluan manusia, kadar selulosa yangcukup tinggi dapat memberikan pembakaran yang merata dan stabil.
Sekam memiliki kerapatan jenis (bulkdensil)1 125 kg/m3, dengan nilai kalori 1 kg sekam
sebesar 3300 k. kalori. Menurut Houston (1972) sekam memiliki bulk density0,100 g/ ml,
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
17/28
nilai kalori antara 3300 -3600 kkalori/kg sekam dengan konduktivitas panas 0,271 BTU.
Untuk lebih memudahkan diversifikasi penggunaan sekam, maka sekam perlu dipadatkan
menjadi bentuk yang lebih sederhana, praktis dan tidak voluminous. Bentuk tersebut adalah
arang sekam maupun briket arang sekam. Arang sekam dapat dengan mudah untuk
dimanfaatkan sebagai bahan bakar yang tidak berasap dengan nilai kalori yang cukup tinggi.
Briket arang sekam mempunyai manfaat yang lebih luas lagi yaitu di samping sebagai bahan
bakar ramah lingkungan, sebagai media tumbuh tanaman hortikultura khususnya tanaman
bunga.
PROSES PEMBUATAN ARANG SEKAM
1. Sekam merupakan bahan dasar untuk membuat arang sekam dan briket arang sekar.2. Membuat bara api dengan kayu kering untuk membuat arang sekam.3. Setelah membuat bara api kemudian bara api ditutup dengan cerobong pembuat arang
sekam.
4. Kemudian cerobong ditutup dengan sekam kering.5. Sekam yang sudah sebagian menjadi arang sekam.6. Arang sekam telah jadi dan siap digunakan untuk pembuatan briket arang sekam.
PROSES PEMBUATAN BRIKET ARANG SEKAM
Cara membuat adonan briket arang sekam, dengan ditambahkan air dan perekat
(tanah liat/ tepung kanji). Cara mencetak briket secara (a) manual dan (b) hidrolik. Setelah
briket jadi selanjutnya dikeringkan dengan sinar matahari. Setelah briket kerina siap
diaunakan untuk berbagai keperluan. Penggunaan briket untuk tungku/kompor briket arang
sekam. Mahalnya harga briket dikarenakan sistem pencetakannya masih secara manual.
2. Berdasarkan bacaan diatas, salah satu sumber bahan baku untuk DME adalah
biomassa. Jelaskanlah apa yang dimaksud dengan biomassa, dan jelaskan
bagaimana cara mensintesis DME dari biomassa tersebut?
Biomassa ialah hasil dari biosintesis yang menyusun tubuh makhluk hidup. Bahan
biologis ini yang berasal dari hidup, atau baru-baru ini organisme hidup, seperti kayu,
sampah, dan bahan bakar alkohol. Biomassa adalah materi tanaman umumnya tumbuh untuk
menghasilkan listrik atau menghasilkan panas. Biomassa berbasis karbon dan terdiri dari
campuran molekul-molekul organik yang mengandung hidrogen, biasanya termasuk atom
oksigen, nitrogen dan juga sering dalam jumlah kecil dari atom lain, termasuk alkali, alkali
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
18/28
tanah dan logam berat. Logam ini sering ditemukan dalam molekul fungsional seperti yang
meliputi porphyrins klorofil yang mengandung magnesium
Bahan bakar ini diproduksi melalui dua tahap proses, yaitu sintesis metanol dan penarikan
molekul air atau dehidrasi. Proses pertama bisa dilakukan dengan cara konversi biomassa
atau reaksi gas karbon monoksida atau dioksida dengan hidrogen. Proses kedua melibatkan
katalis logam atau semi-logam oksida, misalnya aluminium oksida (gamma-Al203) pada
suhu diatas 100 derajat Celsius dan tekanan beberapa atmosfer.
Proses tahap tersebut mulai ditinggalkan dan penelitian, terutama bidang katalis, untuk
memproduksi DME dalam proses satu tahap mengalami peningkatan pesat. Cara pintas ini
memungkinkan dengan cara mereaksikan gas karbon monoksida dan/ atau karbon dioksida
dengan gas hidrogen menggunakan katalis kombinasi pada tekanan di atas 30 atmosfer dan
suhu diatas 150 derajat Celsius.
3. Berdasarkan data yang diberikan diatas, tentukan massa DME. Jelaskan cara lain
yang dapat digunakan untuk menentukan massa molar dari suatu senyawa?
Diketahui :
p (torr) 91.74 188.98 277.3 452.8 693.3 760.0
(gr/Lt) 0.225 0.456 0.664 1.062 1.468 1.734
Ditanya :
Massa molar (M)....?
Jawab :
M = RT/p , dimana M = massa molar (mol-1)
R = konstanta (0.08205 Lt atm/gr mol K)
T = suhu (K) > 1000C
p = tekanan (atm)
= gr/Lt
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
19/28
karena 1 torr = 1/ 760 atm
Maka didapatkan
p (atm) 0.121097 0.249454 0.366036 0.597696 0.843876 1.0032
Kemudian dengan mensubsitusikan datadata diatas kedalam rumus, maka didapatkan nilai
massa molar yakni :
M (mol-1) 56.86 55.95 55.52 54.38 53.24 52.89
karena suhu harus lebih dari 1000C, maka suhu yang digunakan adalah 100.0010C
- Cara lain untuk mencari massa molar suatu senyawa adalah dengan menghitung jumlahmassa atom relatif dari setiap unsur penyusunnya.
Dimetil eter rumus molekulnya (CH3OCH3)
bedasarkan literatur besar nilai atom relatif C = 12, H = 1, O = 16
maka, massa molekul relatif (Mr) dari DME adalah 2(12)+6(1)+1(16) = 46 / mol
Jika diketahui massa molekul relatif (Mr) dan mol (n) nya, maka massa molar suatu senyawa
dapat dihitung dengan cara M = Mr / n
Dimana n dapat diperoleh dari persamaan gas ideal pV = nRT
n = pV/RT
4. terangkanlah metode proses pencairan gas yang ada pada saat ini. jika DME ingindicairkan menjadi produk seperti LPG, Proses pencairan manakah yang lebih
efektif?
Prinsip Pencairan Gas
Proses pencairan gas pada umumnya digunakan untuk membentuk:
Propan cair sebagai bahan bakar rumah tangga;
Nitrogen cair untuk refrigerasi temperatur rendah;
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
20/28
Oksigen cair pada roket;
Gas alam cair untuk transportasi laut
Dalam pencairan gas pada prinsipnya adalah mendinginkan gas sampai memasuki
daerah dua fase. Efek pendinginan dapat dicapai dengan menggunakan salah satu dari
siklus berikut:
Kompresi uap (kebalikan siklus Carnot) Absorpsi, dan
Pengembangan (kebalikan siklus Brayton) Jet uap (kompresi air-uap)
Pencairan suatu gas pada prinsipnya dapat dilakukan menggunakan cara-cara
berikut:
Pendinginan dengan tekanan tetap dalam suatu pemindah panas (heat exchanger) Pendinginan dengan mesin pengembang (expander)
Pendinginan dengan klep pengembang (throttle) atau dinamakan proses throttle
Metode Proses Pencairan Gas
Gas bertekanan tinggi masuk ke pemindah panas 1, di mana gas mulai
didinginkan oleh siklus pendingin 1 sehingga mencapai temperatur T1 setelah
panasnya diserap oleh refrigeran 1. Selanjutnya masuk ke pemindah panas 2, di
mana gas didinginkan oleh siklus pendingin 2 sampai mencapai temperatur T2,
dengan jumlah panas Q2 untuk menguapkan refrigeran 2. Setelah melewati
pemindah panas 3, gas mencapai temperatur T3.
Temperatur T3 yang dicapai lebih rendah dari temperatur inversi, sehingga
dengan melewatkan cerat (throttle) pengembangan gas akan diikuti oleh
penurunan temperatur dan sebagian gas tersebut akan mencair.
Dalam separator, gas yang tidak mencair dikeluarkan dalam bentuk gas bakar
(fuel gas) yang dapat digunakan untuk bahan power plant(pusat daya) atau untuk
keperluan rumah tangga. Sedangkan bagian yang cair dikeluarkan dan kita
namakan gas alam cair (liquefied Petroleum gas, LPG).
Beberapa metode proses pencairan gas alam yang umum digunakan yaitu
a). Pencairan gas metode Linde
b). Pencairan gas metode Claude & Heylandt
c). Pencairan gas metode Pritchard
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
21/28
C.
1. Jelaskan beberapa kegunaan pengetahuan tentang diameter molekul?
Digunakan dalam rumus perhitungan viskositas.
( )
Digunakan dalam rumus perhitungan jalan bebas rata-rata.L =
Digunakan dalam rumus perhitungan bilangan tumbukan.Z1 =
2. Turunkanlah persamaan yang menggambarkan hubungan antara diameter molekul dengan
viskositas, dan tentukan diameter molekul amonia untuk masingmasing viskositas yang
diberikan?a) Persamaan yang menggambarkan hubungan antara viskositas dengan diameter
suatu molekul adalah:
= * +
Maka:
( )
Dimana c adalah kecepatan rata-rata . satuan cgs untuk viskositas adalah
poise yaitu 1 g s-1 cm-1. Satuan SI untuk viskositas adalah detik pascal (Pas).
Hubungan antara keduanya 1 poise = 0,1 Pas. Biasanya viskositas diperoleh dari hasil
percobaan dan harganya digunakan untuk menghitung diameter tumbukan. Persamaandari diameter molekul adalah yang menggambarkan hubungannya dengan viskositas.
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
22/28
b) Nilai diameter molekul ammonia.
Pada Fasa Uap
( )
Pada Fasa Cair
( )
3. selain dengan memanfaatkan nilai viskositas, jelaskanlah cara yang lain yang dapat kita
gunakan untuk mengetahui diameter suatu molekul?
cara yang dapat digunakan untuk mengetahui diameter dari suatu molekul adalah dengan
menggunakan teori jarak bebas rata-rata. Jarak bebas rata-rata adalah jarak tempuh rata-
rata diantara tumbukan. Bila 1 dan 2 adalah diameter tumbukan dari dua macammolekul dan N12 adalah jumlah total molekul dalam 1 m
3, jarak bebas rata-ratanya
adalah :
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
23/28
L =
, maka nilai dari
L =
[ ]
12adalah diameter rata-rata yaitu :12 = (1 + 2 )Atau
L= [ ]
Untuk gas murni N12 = N dan 12 = Maka persamaanya menjadi : L =
[ ]
Disamping itu, cara yang dapat digunakan untuk mengetahui nilai dari
diameter suatu molekul adalah dengan menggunakan teori bilangan tumbukan.
Bilangan tumbukan yang disimbolkan dengan Z1 didefinisikan sebagai jumlah
tumbukan yang dialami oleh sebuah molekul tunggal per detik dalam sebuah wadah
yang berisi N1 molekul persatuan volume. Bilangan ini diperoleh dengan membagi
kecepatan rata-rata denagn jalan bebas rata-rata yaitu c/L dan rumusnya adalah :
Z1 == * +
* +
Maka,
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
24/28
KESIMPULAN
Empat sifat dasar yang menentukan tingkah laku fisis dari gas adalah banyaknyamolekul gas, volume gas, suhu, dan tekanan.
Gas ideal memenuhi Hukum Boyle, Hukum Charles Gay Lussac, dan HukumAvogadro.
Gas nyata tidak mengikuti hukum gas ideal. Gas nyata memenuhi persamaan keadaanvan der Waalsyang diturunkan dari persamaan gas ideal sebagai berikut.
Vnyata = Videal+ n b Pideal= Pnyata+n
Substitusikan kedua persamaan di atas ke dalam persamaan gas ideal berikut
PV = nRT
Maka akan didapatkan Persamaan Keadaan van der Waals
[P + (n2a/V2)](V - nb) = nRT
Sekam merupakan bahan bakar alternatif yang tengah dikembangkan di Indonesia.Manfaat sekam sebagai sumber energi olahan alternatif antara lain adalah sebagai
berikut.
a. sebagai bahan baku pada industri kimia, terutama kandungan zat kimiafurfural yang dapat digunakan sebagai bahan baku dalam berbagai industri kimia.
b. sebagai bahan baku pada industri bahan bangunan, terutama kandungan silika(SiO2 ) yang dapat digunakan untuk campuran pada pembuatan semen portland,
bahan isolasi, husk-board dan campuran pada industri bata merah,
c. sebagai sumber energi panas pada berbagai keperluan manusia, kadar selulosayang cukup tinggi dapat memberikan pembakaran yang merata dan stabil.
Pencairan gas memiliki banyak manfaat, antara lain adalah mempermudahtransportasi dan distribusi hasil produksi olahan gas tersebut, misalnya LNG (Liqued
Natural Gas). Dalam pencairan gas, terdapat metoda-metoda yang umum digunakan,
yaitu sebagai berikut.
a). Pencairan gas metode Linde
b). Pencairan gas metode Claude & Heylandt
c). Pencairan gas metode Pritchard
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
25/28
DAFTAR PUSTAKA
Achmad, Drs. Hiskia. 2001. Wujud Zat dan Kesetimbangan Kimia. Bandung: PT.Citra
Aditya BaktiBird , Tony. 1987.Kimia Fisik Untuk Universitas. Jakarta : PT Gramedia
Brady, James. E. 1999.Kimia Universitas. Jakarta Barat: PT. Binarupa Aksara
Maron, Samuel H dan Jerome B. Lando. 1974. Fundamental of Physical Chemistry.
New York Macmillan Publishing Co. Inc
Sukardjo. 2004.Kimia Fisika. Jakarta :PT Rineka Cipta
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
26/28
LAMPIRAN
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
27/28
Gambar 1-1. Sistem Pencairan Gas Sederhana1
Gambar L-1. Siklus pencairan gas Linde2;
1
Sutanto, Sistem Kaskade Klasik, dalamTermodinamika: Pencairan Gas Alam
(UI Press, 1994), hal 50.2Sutanto, Sifat & Prinsip Pencairan Gas Alam, dalam Termodinamika: Pencairan Gas Alam(UI Press, 1994),
hal 7.
-
7/22/2019 Makalah Kimfis Pemicu 1
28/28
Gambar L-3. Siklus pencairan Pritchard3
Gambar L-2. Proses pencairan gas metode Claude & Heylandt4;
3Sutanto, Sifat & Prinsip Pencairan Gas Alam, dalam Termodinamika: Pencairan Gas Alam(UI Press, 1994),
hal 88.4Sutanto, Sifat & Prinsip Pencairan Gas Alam, dalam Termodinamika: Pencairan Gas Alam(UI Press, 1994),
hal 10.