Kelarutan hydrogen dan karbon monoksida dalam air dan beberapa pelarut organik

AbstrakKelarutan hydrogen dan karbon monoksidaa dalam air, oktena, toluene dan nonanal dalam range 298-373 K dan tekana 0,5-1,5 MPa telah dipelajari. Hasil eksperimen kelarutan H2 dan CO pada 353 K, 363 K, dan 373 K ditentukan menggunakan metode absorpsi sebagai fungsi dari tekanan gas dalam pelarut. Temperatur kritis diprediksi oleh pendekatan Kontribusi-Interaksi. Hasil eksperimen dibandingkan dengan teori prediksi dari kelarutan dan diperoleh kesamaan dengan kesalahan relatif rata-rata 2,6%.

EksperimenPelarut oktena, toluene dan nonanal yang digunakan adalah pelarut dengan kemurnian hingga 98%. Kelarutan H2 dan CO dihitung oleh metode absorpsi sebagai fungsi tekanan gas dalam pelarut dalam autoclave berkapasitas 5.0 x 10-4 m3 . temperatur cairan dalam reactor dikontrol dalam 1 K. tekanan transducer memiliki presisi 1 KPa digunakan untuk mengukur tekanan. Hydrogen, karbon monoksida dan nitrogen yang digunakan memiliki kemurnian 99%. Dalam Eksperimen khusus, sejumlah volume pelarut dimasukkan ke dalam autoclave dan dipanaskan hingga temperatur yang diinginkan. Setelah kesetimbangan termal tercapai, ruang kosong dalam reactor dengan hati-hati dituangkan gas dan zat pemberi tekanan hingga level tertentu. Campuran kemudian diaduk selama 10 menit untuk mengimbangkan fasa cair dalam gas. Tekanan dalam autoclave berubah hingga mencapai tekanan konstan, yang menunjukkan fasa cair telah mencapai titik jenuh. dari tekanan awal hingga akhir yang terbaca, kelarutan dihitung dalam fraksi mol. Eksperimen ini diulang sebanyak tiga kali.

HasilData kelarutan Kelarutan hydrogen dan karbon monoksida dalam air, oktena dan nonanal dihitung pada 353 K, 363 K dan 373 K dala tekanan 0,5-1,5 MPa. Pengaruh tekanan ditemukan linear untuk setiap sistem. Dibawah ini merupakan tabel kelarutan hydrogen dan karbon monoksida dalam berbagai pelarut, yang dihitung berdasarkan hukum Hendry : KH = P/c (MPa m3/kmol)

Dimana P adalah tekanan parsial gas terlarut dan c adalah konsentrasi gas terlarut dalam pelarut. Kelarutan secara teori dihitung menggunakan hukum Hendry, yaitu :

Dimana x2 adalah fraksi mol gas terlarut dalam fasa cair. F2L dan f20 adalah fugasitas gas murni. adalah fraksi mol pelarut; v2 adalah volume molar cairan pada gas terlarut; 1 dan 2 adalah parameter kelarutan untuk pelarut dan gas terlarut. Adapun perbandingan kelarutan yang diperoleh secara eksperimen dengan teori prediksi yang diperoleh digambarkan sebagai berikut :

KesimpulanKelarutan CO, dalam semua pelarut, lebih tinggi dari kelarutan hydrogen. Di sisi lain, kelarutan kedua gas tersebut dalam pelarut organik lebih tinggi dari kelarutan dalam air.