laporan ka fixx

49
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pengetahuan tentang kinetika kimia dan desain reaktor merupakan hal yang sangat penting yang dapat membedakan insinyur kimia dari insinyur lainnya. Hal ini dikarenakan kinetika kimia dan desain reaktor merupakan jantungnya dari proses produksi di hampir semua industri kimia. Oleh karenanya, untuk merancang reaktor suatu reaksi tertentu, diperlukan adanya data kinetis yang menyangkut persamaan laju reaksi dan konstanta laju reaksi. Ada beberapa metode yang dikenal untuk penentuan data kinetik dari suatu percobaan yaitu, metode differensial, integrasi, waktu paro, isolasi, dan metode laju awal. Namun yang paling sering digunakan adalah metode integrasi dan differensial. Sedangkan untuk mendapatkan data kinetiknya, dapat diperoleh dengan metode analogi hidrolik yang diperkenalkan oleh Zhan Guai Thai. Pemilihan sistem reaksi yang bekerja dengan cara yang paling aman dan paling efisien dapat dijadikan sebagai indikator keberhasilan industri kimia. Disamping itu, kesalahan dalam penentuan sistem reaksi dapat menyebabkan kerugian di banyak 1

Upload: lazuardi-achda-modric

Post on 07-Dec-2014

179 views

Category:

Documents


6 download

TRANSCRIPT

Page 1: Laporan KA Fixx

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pengetahuan tentang kinetika kimia dan desain reaktor merupakan hal yang sangat

penting yang dapat membedakan insinyur kimia dari insinyur lainnya. Hal ini dikarenakan

kinetika kimia dan desain reaktor merupakan jantungnya dari proses produksi di hampir semua

industri kimia. Oleh karenanya, untuk merancang reaktor suatu reaksi tertentu, diperlukan

adanya data kinetis yang menyangkut persamaan laju reaksi dan konstanta laju reaksi.

Ada beberapa metode yang dikenal untuk penentuan data kinetik dari suatu percobaan

yaitu, metode differensial, integrasi, waktu paro, isolasi, dan metode laju awal. Namun yang

paling sering digunakan adalah metode integrasi dan differensial. Sedangkan untuk

mendapatkan data kinetiknya, dapat diperoleh dengan metode analogi hidrolik yang

diperkenalkan oleh Zhan Guai Thai.

Pemilihan sistem reaksi yang bekerja dengan cara yang paling aman dan paling efisien

dapat dijadikan sebagai indikator keberhasilan industri kimia. Disamping itu, kesalahan dalam

penentuan sistem reaksi dapat menyebabkan kerugian di banyak titik terutama titik finansial

bagi perusahaan atau industri kimia.

1.2 Tujuan Percobaan

Menentukan konstanta laju reaksi (k) untuk reaksi seri, reaksi pararel, reaksi

seri-pararel, dan reaksi kesetimbangan berdasarkan data percobaan yang

diperoleh.

1

Page 2: Laporan KA Fixx

Menentukan orde reaksi (n) untuk reaksi seri, reaksi pararel, reaksi seri-

pararel, dan reaksi kesetimbangan berdasarkan data percobaan yang

diperoleh.

2

Page 3: Laporan KA Fixx

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Persamaan Laju Reaksi

Laju menyatakan seberapa cepat atau seberapa lambat suatu proses berlangsung. Laju

juga menyatakan besarnya perubahan yang terjadi dalam satu satua waktu. Satuan waktu dapat

berupa detik, menit, jam, hari atau tahun.

Reaksi kimia adalah proses perubahan zat pereaksi menjadi produk. Seiring dengan

bertambahnya waktu reaksi, maka jumlah zat peraksi semakin sedikit, sedangkan produk

semakin banyak. Laju reaksi dinyatakan sebagai laju berkurangnya pereaksi atau laju

terbentuknya produk.

Laju reaksi kimia dapat dinyatakan sebagai banyaknya pembentukan suatu

produk atau banyaknya pengurangan reaktan persatuan waktu. Persamaan reaksi secara

umum dapat ditulis sebagai berikut :

aA + bB rR + sS

Persamaan laju yang didapat dari temperature tetap per satuan volume untuk reaksi

keseluruhan di atas, mempunyai bentuk yang sederhana serta dapat ditulis :

dimana :

rA = laju reaksi A [(mol)(waktu)-1(volume)-1]

k = konstanta laju reaksi [(konsentrasi)1-n (waktu)-1]

CA, CB = konsentrasi (mol)

α, β = orde reaksi yang tak berdimensi berupa bilangan positif, negative, bulat,

3

Page 4: Laporan KA Fixx

pecahan atau nol.

2.2 Jenis-jenis Reaksi

Jenis-jenis reaksi yang akan diamati pada percobaan ini, yaitu :

Reaksi Searah

Merupakan reaksi dimana pada saat waktu tak terhingga, zat A habis bereaksi

Contoh :

Reaksi parallel

Reaksi paralel atau reaksi samping adalah reaksi yang menghasilkan dua macam

produk yang berbeda dari reaktan yang sama melalui jalur reaksi yang berbeda.

Contoh :

Reaksi seri

Merupakan reaksi yang teramati dua macam produk, yaitu R dan S, dan pada waktu

tertentu R pernah terbesar dan pada pengamatan lebih lanjut harga R mengalami

penurunan.

Contoh :

Reaksi kesetimbangan

Reaksi kesetimbangan adalah suatu reaksi apabila produk yang terbentuk sebagian

kembali lagi berubah menjadi reaktan melalui jalur reaksi yang berbeda. Laju

reaksi kekanan belum tentu sama dengan laju reaksi kekiri begitu juga nilai

konstanta laju reaksi kekanan (k1) belum tentu sama dengan laju reaksi kekiri (k2)

dan orde reaksi kekanan (n) juga belum tentu sama dengan orde reaksi kekiri (m).

Apabila laju reaksi kekanan (k1 CAn) sama dengan laju reaksi kekiri (k2 CR

m) berarti

reaksi mencapai kesetimbangan.

Contoh : A R

4

k1

k2

Page 5: Laporan KA Fixx

2.3 Beberapa Bentuk Laju Yang Didapat Dari Persamaan Reaksi

a.Searah orde satu

-rA = kCA

b.Bolak balik orde satu

-rA = k1CA – k2 CB

c. Komplek searah orde satu

- rA = (k1 + k2 ) CA

d. Seri Orde satu

-rA = K1 CA – k2 CB

2.4 Faktor – Faktor Yang Mempengaruhi Laju Reaksi

Ada sebuah contoh mengenai permasalahan laju reaksi di kehidupan sehari-hari.

Yaitu, serpihan kayu terbakar lebih cepat daripada balok kayu, hal ini menunjukan

bahwa laju reaksi yang sama dapat berlangsung dengan kelajuan yang berbeda,

bergantung pada keadaan zat pereaksi. Pengetahuan tentang ini penting sebab

memungkinkan kita dapat mengendalikan laju reaksi, yaitu melambatkan reaksi yang

merugikan dan menambah laju reaksi yang menguntungkan.

2.4.1 Konsentrasi Pereaksi

Konsentrasi memiliki peranan yang sangat penting dalam laju reaksi, sebab

semakin besar konsentrasi pereaksi, maka tumbukan yang terjadi semakin banyak,

sehingga menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Begitu juga sebaliknya, apabila

semakin kecil konsentrasi pereaksi, maka semakin kecil tumbukan yang terjadi antar

partikel, sehingga laju reaksi pun semakin kecil.

5

Page 6: Laporan KA Fixx

2.4.2 Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi. Apabila suhu pada

suatu rekasi yang berlangusng dinaikkan, maka menyebabkan partikel semakin aktif

bergerak, sehingga tumbukan yang terjadi semakin sering, menyebabkan laju reaksi

semakin besar. Sebaliknya, apabila suhu diturunkan, maka partikel semakin tak aktif,

sehingga laju reaksi semakin kecil.

2.4.3 Tekanan

Banyak reaksi yang melibatkan pereaksi dalam wujud gas. Kelajuan dari

pereaksi seperti itu juga dipengaruhi tekanan. Penambahan tekanan dengan

memperkecil volume akan memperbesar konsentrasi, dengan demikian dapat

memperbesar laju reaksi.

2.4.4 Katalis

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu,

tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri. Suatu katalis berperan

dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk. Katalis memungkinkan reaksi

berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat

perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan

dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan

untuk berlangsungnya reaksi.

2.4.5 Luas Permukaan Sentuh

Luas permukaan sentuh memiliki peranan yang sangat penting dalam laju reaksi,

sebab semakin besar luas permukaan bidang sentuh antar partikel, maka tumbukan yang

terjadi semakin banyak, sehingga menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Begitu juga,

apabila semakin kecil luas permukaan bidang sentuh, maka semakin kecil tumbukan

yang terjadi antar partikel, sehingga laju reaksi pun semakin kecil. Karakteristik

6

Page 7: Laporan KA Fixx

kepingan yang direaksikan juga turut berpengaruh, yaitu semakin halus kepingan itu,

maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi, sedangkan semakin kasar

kepingan itu, maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi.

2.5 Penentuan Data Kinetik

Ada beberapa metode yang dikenal untuk menentukan data kinetik dari satu percobaan

adalah :

1. Metode Differensial

2. Metode Integrasi

3. Metode Waktu Paro

4. Metode Isolasi

5. Metode Laju Awal

Metode yang paling sederhana dan paling banyak digunakan adalah Metode Integrasi

dan Metode Differensial. Berikut adalah uraian langkah salah satu metode yaitu metode

Integrasi :

1. Mencocokkan data percobaan dengan fungsi laju reaksi yang telah dipilih

sebelumnya.

2. Menduga orde reaksinya

3. Mengintegrasikan persamaan laju reaksi dugaan,

4. Plot hasil Integrasi tersebut terhadap waktu

5. jika persamaan berupa garis lurus, maka persamaan laju reaksi sesuai dengan data

6. Jika condong berbentuk kurva lengkung, persamaan ditolah dan coba lagi

persamaan laju reaksi lainnya

7

Page 8: Laporan KA Fixx

Untuk mengetahui suatu reaktan apakah reaksi searah,reaksi pararel, reaksi seri, reaksi

bolak – balik maka harus dibuat grafik hubungan antara konsentrasi zat yang terlibat didalam

reaksi terhadap waktu reaksi misal:

2.6 Mengevaluasi Jenis Dari Suatu Reaksi

Untuk mengevaluasi apakah suatu reaksi itu searah, paralel, seri atau kesetimbangan.

Maka dibuat hubungan antara perubahan konsentrasi, C i dari zat yang terlibat dalam reaksi

terhadap waktu reaksi, t.

Reaksi searah Apabila pada waktu reaksi yang lama sekali (t = ∞) reaktan A habis bereaksi (CA = 0) maka kemungkinan reaksinya searah.

A R

8

k

CA0

AA t

Ci

CA = 0

R

Gambar 2.1 : hubungan antara konsentrasi zat yang terlibat dalam reaksi, Ci (A dan R) terhadap waktu reaksi, t untuk reaksi searah. A R

Page 9: Laporan KA Fixx

Reaksi paralel/samping Apabila setelah dianalisa terdapat 2 macam produk (misal zat R dan zat S) dan kemudian diamati pada waktu lebih lanjut kedua produk tersebut jumlahnya bertambah dan tidak ada yang berkurang maka kemungkinan reaksinya adalah reaksi paralel atau samping.

A R

A S

9

k1

k2

CA0

AA t

Ci

CA = 0

S

R

Gambar 2.2 : hubungan antara konsentrasi zat yang terlibat dalam reaksi Ci (A,R dan S) terhadap waktu reaksi, t untuk reaksiparalel :. A R

A S

Page 10: Laporan KA Fixx

Reaksi seri/rantai/konsekutif

Apabila setelah dianalisa terdapat dua macam produk (misal zat R dan zat S) dan pada waktu tertentu salah satu produk (misal zat R) pernah mencapai jumlah yang maksimum dan kemudian pada waktu pengamatan yang lebih lanjut ternyata jumlah mol zat yang maksimum tersebut kemudian menurun maka kemungkinan reaksinya adalah reaksi seri/konsekutif.

Reaksi Kesetimbangan/bolak-balik

10

CA = 0

S

Gambar 2.3 : hubungan antara konsentrasi zat yang terlibat dalam reaksi Ci (A, R dan S) terhadap waktu reaksi, t untuk reaksi seri :. A R S

CA0

AA t

Ci

S

R

Page 11: Laporan KA Fixx

Apabila pada waktu yang lama sekali (t = ∞) reaktan A tidak habis bereaksi (CA ≠ 0) maka kemungkinan reaksinya adalah kesetimbangan/bolak-balik.

11

CA ≠ 0

CA0

AA

t

Ci

R

Gambar 2.4 : hubungan antara konsentrasi zat yang terlibat dalam reaksi Ci (A dan R) terhadap waktu reaksi, t untuk reaksi kesetimbangan : A R

Page 12: Laporan KA Fixx

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

Percobaan ini menggunakan air dan pewarna sebagai bahan yang digunakan

untuk analisa kinetika analog dan alat yang digunakan adalah buret, selang, pipa kapiler,

corong, erlenmeyer, statif, botol semprot. Air yang digunakan adalah air biasa yang di

campur dengan pewarna sebagai penanda, Kemudian merangkai alat seperti modul

1,3,5, 8a, 11a,corong, dan erlenmeyer.

Gambar 3.1 Modul yang digunakan dalam percobaan, modul 1, 2, 3, 5, 8a, 11a, corong,

Erlenmeyer

12

Page 13: Laporan KA Fixx

Operasi yang dilakukan pada modul ini data yang didapat dalam kalibrasi di bagi

menjadi 20 data dan dilakukan secara duplo.

Gambar 3.2 Diagram alir modul 1, 2, 3, 5, 8a, 11a serta corong dan erlenmyer

13

Menyiapkan alat dan bahan berupa air yang di beri pewarna

Mengerjakan modul 1, 2, 3, 5, 8a, 11a, serta corong dan erlenmeyer

Menulis data, yang berupa waktu (t), konsentrai (CA, CR, dan CU)

Mengkalibrasi alat dengan diisi larutan pewarna,kemudian mancatat waktu yang dibutuhkan ole larutan untuk habis atau sampai setimbang. Kemudian waktu dibagi 20 data

Page 14: Laporan KA Fixx

3.1 Alat Percobaan

Alat - alat yang dipergunakan dalam percobaan ini adalah :

1. Buret biasa 50 ml

2. Buret kinetik

3. Pipa kapiler (panjang, sedang dan pendek)

4. Pipa T

5. Stopwatch

6. Corong

7. Selang

8. Pipet tetes

9. Erlenmeyer

3.2 Bahan

Bahan yang dipergunakan dalam percobaan ini adalah :

1. Air

2. Pewarna

14

Page 15: Laporan KA Fixx

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Percobaan

Tabel 4.1 Hasil percobaan

Modul k1 n K2 n1 0.5850 0.33732 0.1450 0.0118 0.0118 0.78983 0.0608 0.4529 0.1672 0.028158a11aCorong (paruh waktu) 0.0334 0.4564Erlenmeyer (paruh waktu)

0.0077 0.6686

4.2 Grafik pada metode matlab

Gambar 4.2.1 Grafik hubungan detik vs konsentrasiModul 1

15

Page 16: Laporan KA Fixx

Gambar 4.2.2 Grafik hubungan t(detik) vs CA,CR(konsentrasi) Modul 2

16

Page 17: Laporan KA Fixx

Gambar 4.2.3 Grafik hubungan konsentrasi vs t(detik) Modul 3

17

Page 18: Laporan KA Fixx

4.3 Grafik persamaan Dengan Metode Waktu Paruh

Gambar 4.3.3 Grafik hubungan CA(konsentrasi vs t(detik) Modul corong

18

Page 19: Laporan KA Fixx

Gambar 4.3.4 Grafik hubungan CA(konsentrasi vs t(detik) erlenmeyer

4.2 Pembahasan

4.2.1. Modul 1

Percobaan modul pertama merupakan simulasi dari reaksi searah, dimana reaktan

A akan habis menjadi produk R dalam waktu 33,8 detik. Berdasarkan teori, harga orde

reaksi untuk percobaan dengan menggunakan buret adalah sama dengan 1 (n = 1).

Namun dari hasil percobaan yang didapat harga orde reaksi k1 = 0.5850 dan laju reaksi

k2 = 0.3373 . Perbedaan ini disebabkan pada saat praktikum terdapat tahanan seperti

adanya gelembung udara pada selang atau menekuknya selang serta ketidakakuratan

dalam pembacaan skala pada buret.

19

Page 20: Laporan KA Fixx

4.2.2. Modul 2

Percobaan modul 2 merupakan reaksi paralel, dimana reaktan A akan

menghasilkan 2 produk yaitu R dan S. Dari hasil percobaan diperoleh k1 = 0.1450 dan k2

= 0.0118. Harga k1 lebih besar daripada k2, hal ini terjadi karena pipa kapiler yang

digunakan k1 panjang lebih panjang dibandingkan dengan k2 lebih pendek.

4.2.3. Modul 3

Percoban modul 3 merupakan reaksi seri, dimana reaktan A akan menghasilkan

produk R dan suatu saat produk R tersebut menjadi reaktan yang menghasilkan produk

baru S. Pada saat percobaan, hanya didapat nilai k1 = 0.014 sedangkan k2 tidak diperoleh

karena tejadi kesalahan dalam prosedur percobaan dalam menentukan waktu.

4.2.4. Modul 5

4.2.5 Modul 8.a

4.2.6 Modul 11a

4.2.7 Modul Corong

Pada percobaan ini corong dilakukan dengan dua prosedur yang berbeda yang

pertama dengan metede differensial dan yang kedua metode paruh waktu pada

dasaranya nilai laru reaksi dari kedua percobaan ini tidak akan terlalu jauh nilainya tapi

disini nilai dari k1 dari corong (paruh waktu) = 0.0334 ini terjadi karena waktu yang

diperlukan untuk corong paruh waktu lebih sebentar.

20

Page 21: Laporan KA Fixx

4.2.8 Modul Erlenmeyer

Pada percobaan ini Erlenmeyer sama dengan corong dilakukan dengan dua

prosedur yang berbeda yang pertama dengan metede differensial dan yang kedua

metode paruh waktu nilai dari k1 dari erlenmeyer (paruh waktu) = 0.0077 , ini terjadi

karena waktu yang diperlukan untuk corong paruh waktu lebih sebentar, sehingga nilai

negatife ini terjadi karena pada saat melakukan percobaan nilai konsentari yang

dihiitung dari buret bukan dari erlenmeyernya.

21

Page 22: Laporan KA Fixx

BAB V

KESiMPULAN

Kesimpunan yang di dapat dari percobaan ini adalah :

1. Besarnya laju reaksi dipengaruhi oleh konstantan laju reaksi dan konsentrasi

zat

2. Semakin besar orde reaksinya maka harga dari konstanta laju alir semakin

kecil

3. Konstata laju reaksi dipengaruhi,

a. Perbedaan dimensi alat

b. Panjang pipa kapiler

4. Harga orde reaksi dipengaruhi oleh besarnya sudut deviasi dari peralatan yang

digunakan. Untuk orde sama dengan satu dianalogikan dengan buret, untuk orde

kurang dari satu dengan corong dan untuk orde lebih dari satu dengan erlermeyer.

22

Page 23: Laporan KA Fixx

23

Page 24: Laporan KA Fixx

DAFTAR PUSTAKA

1. Catatan kuliah Teknik Reaksi Kimia I, Mining Harsanti, Ir, MT, Universitas

Jenderal Achmad Yani, semester 4, 2006.

2. Fogler, H, Scott, Element Of Chemical Reaction Engineering, 2nd ed. New Jersey

L,Prentice-Hall, 1992.

3. Levenspiel, O, Chemical Reaction Engineering, 2nd ed. New York: Wiley, 1972.

4. Petunjuk Praktikum LAB II, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas

Jenderal Achmad Yani, 2007.

24

Page 25: Laporan KA Fixx

LAMPIRAN A

DATA PERCOBAAN

A.1 Tabel Perubahan Konsentrasi Pada Selang Waktu Tertentu Dengan Metode Differensial

Tabel A.1 perubahan konsentrasi pada selang waktu tertentu untuk reaksi modul 1

Not

(detik) CA

1 0 502 1,69 453 3,38 424 5,07 38,355 6,76 34,96 8,45 30,87 10,14 27,858 11,83 25,059 13,52 23

10 15,21 20,4511 16,9 18,612 18,59 16,413 20,28 14,3514 21,97 12,3515 23,66 10,116 25,35 8,217 27,04 5,718 28,73 4,1519 30,42 320 32,11 1,5521 33,8 0

25

Page 26: Laporan KA Fixx

Tabel A.2 perubahan konsentrasi pada selang waktu tertentu untuk reaksi modul 2

Not

(detik) CA CR

1 0 50 02 11,3 38,1 4,83 22,6 29,65 7,754 33,9 24 10,155 45,2 16,1 12,756 56,5 15 14,87 67,8 14 15,78 79,1 12,35 16,99 90,4 12,3 18,4

10 101,7 11,85 18,7511 113 11,3 18,9512 124,3 11,1 19,5513 135,6 11,05 20,0514 146,9 10,95 20,4515 158,2 11,1 20,916 169,5 11,4 21,517 180,8 12 22,3518 192,1 12,25 22,819 203,4 12,3 22,9520 214,7 12,35 23,1521 226 12,4 23,4

26

Page 27: Laporan KA Fixx

Tabel A.3 perubahan konsentrasi pada selang waktu tertentu untuk reaksi modul 3

Not

(detik) CA CR

1 0 50 02 20,3 40,6 7,43 40,6 33,4 14,74 60,9 24,6 23,75 81,2 21,3 27,96 101,5 17,4 31,657 121,8 13,4 34,058 142,1 10,4 38,19 162,4 8,5 39,75

10 182,7 6,5 41,8511 203 5 42,8512 223,3 3,95 45,1513 243,6 3,05 45,9514 263,9 2,45 46,0515 284,2 1,8 4716 304,5 1,25 48,0517 324,8 1,05 48,1518 345,1 0,75 4919 365,4 0,55 49,2520 385,7 0,2 49,4521 406 0 50

27

Page 28: Laporan KA Fixx

Tabel A.4 perubahan konsentrasi pada selang waktu tertentu untuk reaksi modul 5

Not

(detik) CA CR CU

1 0 50 0 02 3,75 43,85 8 0,453 7,5 38,1 9,95 1,44 11,25 35,6 15,05 2,555 15 33,8 16,2 3,96 18,75 31,8 18,1 6,357 22,5 28,6 18,5 8,88 26,25 24,8 17,95 11,69 30 22,5 17,15 14,75

10 33,75 20,2 15,95 17,3511 37,5 16,8 14,3 20,8512 41,25 13,75 12,85 22,313 45 11,95 10,95 24,814 48,75 11,2 9,5 26,9515 52,5 8,1 8,45 28,616 56,25 5,9 7,8 30,4517 60 4,15 6,45 33,118 63,75 2,7 5,1 34,919 67,5 1,6 3,95 37,0520 71,25 0,7 2,6 39,2521 75 0 1,8 40,75

28

Page 29: Laporan KA Fixx

Tabel A.5 perubahan konsentrasi pada selang waktu tertentu untuk reaksi modul 8a

Not

(detik) CR

1 0 02 1,2 0,353 2,4 1,94 3,6 2,955 4,8 3,556 6 3,757 7,2 3,98 8,4 49 9,6 4,95

10 10,8 5,211 12 5,3512 13,2 5,6513 14,4 5,8514 15,6 6,615 16,8 7,1516 18 7,3517 19,2 7,618 20,4 8,4519 21,6 8,520 22,8 8,521 24 8,45

29

Page 30: Laporan KA Fixx

Tabel A.6 perubahan konsentrasi pada selang waktu tertentu untuk reaksi modul 11A

Not

(detik) CA CR

1 0 50 02 1,97 49,65 0,23 3,94 49,55 0,654 5,91 49,1 0,85 7,88 48,5 1,16 9,85 47,6 27 11,82 47,8 2,38 13,79 47,25 2,659 15,76 46,7 3,1

10 17,73 46,5 3,4511 19,7 46,25 4,2512 21,67 46,05 5,9513 23,64 45,75 6,314 25,61 45,55 7,1515 27,58 45,25 8,9516 29,55 45 9,5517 31,52 44,65 0,2518 33,49 44,05 11,319 35,46 43,05 12,2520 37,43 42 13,2521 39,4 41,7 14

30

Page 31: Laporan KA Fixx

A.2 Tabel Perubahan Konsentrasi Pada Selang Waktu Tertentu Dengan Metode Waktu Paruh

Tabel A.9 perubahan konsentrasi pada selang waktu tertentu untuk reaksi modul Corong

No t(s) CA1 0 502 40 42,33 80 34,74 120 26,15 160 20,66 200 15,7

Tabel A.10 perubahan konsentrasi pada selang waktu tertentu untuk reaksi modul Erlenmeyer

No t(s) CA1 0 502 40 46,83 80 41,24 120 37,45 160 33,66 200 29,4

31

Page 32: Laporan KA Fixx

LAMPIRAN B

PERHITUNGAN ANTARA

B.1 Metode matlab Modul 1 reaksi searah

B.1.1 Klik new m-file tulis di editorSave dengan nama kinetik1

function minimize=kinetik1 (k)tdat=[01.693.385.076.768.4510.1411.8313.5215.2116.918.5920.2821.9723.6625.3527.0428.7330.4232.1133.8];Ydat=[50454238.3534.930.827.8525.052320.4518.616.414.3512.3510.18.25.74.15

32

Page 33: Laporan KA Fixx

31.550];%parameter ODECo=[Ydat(1,1) 50];[t,Y]=ode23('laju1',tdat,[Co(1)],[],k);%plot hasil parsial dari estimasi kplot(t,Y,'black-',tdat,Ydat,'blacko')title('plot estimasi parameter kinetika')xlabel('t[detik]')ylabel('CA [konsentrasi]')grid%akumulasi kesalahan FOBJminimize=sum(sum(Y-Ydat).^2);

B.1.2 Klik new m-file tulis di editorSave dengan nama laju1

function dYdt=laju1(t,Y,FLAG,k)A=Y(1);dYdt=[-k(1)*A.^k(2)];

B.1.3 Tulis di Comand window dengan nama laju1

>> k=[1 0.5];

>> konstanta=fminsearch('kinetik1',k)

konstanta =

0.5850 0.3373

B.2 Metode matlab Modul 2 reaksi paralel

B.2.1 Klik new m-file tulis di editorSave dengan nama kinetik2

function minimize=kinetik2 (k)tdat=[011.322.633.945.256.567.879.190.4101.7113124.3135.6

33

Page 34: Laporan KA Fixx

146.9158.2169.5180.8192.1203.4214.7226];

Ydat=[ 50 0 0 38.1 4.8 7.1 29.65 7.75 12.6 24 10.15 15.85 16.1 12.75 21.15 15 14.8 20.29 14 15.7 20.3 12.35 16.9 20.75 12.3 18.4 19.3 11.85 18.75 19.4 11.3 18.95 19.75 11.1 19.55 19.35 11.05 20.05 18.9 10.95 20.45 18.6 11.1 20.9 18 11.4 21.5 17.1 12 22.35 15.65 12.25 22.8 14.95 12.3 22.95 14.75 12.35 23.15 14.5 12.4 23.4 14.2];%parameter ODECo=[Ydat(1,1) Ydat(1,2) Ydat(1,3)];[t,Y]=ode23('laju2',tdat,[Co(1) Co(2) Co(3)],[],Co,k);%plot hasil parsial dari estimasi kplot(t,Y,'black-',tdat,Ydat,'blacko')title('plot estimasi parameter kinetika')xlabel('t[detik]')ylabel('CA,CR[konsentrasi]')grid%akumulasi kesalahan FOBJminimize=sum(sum(Y-Ydat).^2);

B.2.2 Klik new m-file tulis di editorSave dengan nama laju1

function dYdt=laju2(t,Y,FLAG,Co,k)A=Y(1);R=Co(2)+(Co(1)-A);S=Co(3)+(Co(1)-A);dYdt=[-k(1)*A.^k(2)-k(3)*A.^k(4)k(1)*A.^k(2)k(2)*A.^k(4)];

34

Page 35: Laporan KA Fixx

B.2.3 Tulis di Comand window dengan nama laju2

>> k=[0.5 0.1 0.2 0.5];

>> konstanta=fminsearch('kinetik2',k)

konstanta =

0.1450 0.0118 0.0118 0.7898

B.3 Metode matlab Modul 3 reaksi seri

B.3.1 Klik new m-file tulis di editorSave dengan nama kinetik3

function minimize=kinetik3(k)tdat=[0 20.3 40.6 60.9 81.2 101.5 121.8 142.1 162.4 182.7 203 223.3 243.6 263.9 284.2 304.5 324.8 345.1 365.4 385.7 406];

Ydat=[50 0 0 40.6 2 7.4 33.4 1.9 14.7 24.6 1.7 23.7 21.3 0.8 27.9 17.4 0.95 31.65 13.4 2.55 34.05 10.4 1.5 38.1 8.5 1.75 39.75 6.5 1.65 41.85 5 2.15 42.85 3.95 0.9 45.15 3.05 1 45.95 2.45 1.5 46.05

35

Page 36: Laporan KA Fixx

1.8 1.2 47.0 1.25 0.7 48.05 1.05 0.8 48.15 0.75 0.25 49 0.55 0.2 49.25 0.2 0.35 49.45 0 0 50];%Parameter ODECo=[Ydat(1,1) Ydat(1,2) Ydat(1,3)];[t,Y]=ode23('laju3',tdat,[Co(1) Co(2) Co(3)],[],Co,k);%Plot hasil parsial dari estimasi kplot(t,Y,'black-',tdat,Ydat,'blacko')title('plot estimasi parameter kinetika')xlabel('t[detik]')ylabel('Konsentrasi')gridpause(.05)%akumulasi kesalahan FOBJminimize=sum(sum(Y-Ydat).^2);

B.3.2 Klik new m-file tulis di editorSave dengan nama laju1

function dYdt=laju3(t,Y,FLAG,Co,k)A=Y(1);R=Co(2)+(Co(1)-A);S=Co(1)-A-R;dYdt=[-k(1)*A.^k(2) k(1)*A.^k(2)-k(3)*R.^k(4) k(3)*R.^k(4)];

B.2.3 Tulis di Comand window dengan nama laju3

>> k=[0.5 0.7 0.7 0.5];

>> konstanta=fminsearch('kinetik3',k)

konstanta =

0.0608 0.4529 0.1672 0.0281

B.4 Metode matlab Waktu paruh (corong)

B.4.1 Klik new m-file tulis di editorSave dengan nama corong

function minimize=corong1 (k)tdat=[04080120180

36

Page 37: Laporan KA Fixx

240];Ydat=[5042.334.726.120.615.7];%parameter ODECo=[Ydat(1,1) 50];[t,Y]=ode23('paruh1',tdat,[Co(1)],[],k);%plot hasil parsial dari estimasi kplot(t,Y,'black-',tdat,Ydat,'blacko')title('plot estimasi parameter kinetika')xlabel('t[detik]')ylabel('CA[konsentrasi]')grid%akumulasi kesalahan FOBJminimize=sum(sum(Y-Ydat).^2);

B.4.2 Klik new m-file tulis di editorSave dengan nama paruh1

function dYdt=paruh1(t,Y,FLAG,k)A=Y(1);dYdt=[-k(1)*A.^k(2)];

B.4.3 Tulis di Comand window

>> k=[0.2 0.5];

>> konstanta=fminsearch('corong1',k)

konstanta =

0.0334 0.4564

37

Page 38: Laporan KA Fixx

B.5 Metode matlab Waktu paruh (erlenmeyer)

B.5.1 Klik new m-file tulis di editorSave dengan nama erlenmeyer

function minimize=erlenmeyer (k)tdat=[04080120180240];Ydat=[5046.841.237.433.629.4];%parameter ODECo=[Ydat(1,1) 50];[t,Y]=ode23('paruh2',tdat,[Co(1)],[],k);%plot hasil parsial dari estimasi kplot(t,Y,'black-',tdat,Ydat,'blacko')title('plot estimasi parameter kinetika')xlabel('t[detik]')ylabel('CA[konsentrasi]')grid%akumulasi kesalahan FOBJminimize=sum(sum(Y-Ydat).^2);

B.5.2 Klik new m-file tulis di editorSave dengan nama paruh2

function dYdt=paruh2(t,Y,FLAG,k)A=Y(1);dYdt=[-k(1)*A.^k(2)];

B.5.3 Tulis di Comand window

>> k=[0.2 0.4];

>> konstanta=fminsearch('erlenmeyer',k)

konstanta =

0.0077 0.6686

38

Page 39: Laporan KA Fixx

LAMPIRAN C

CONTOH PERHITUNGAN

Pengambilan Data dan Pengolahan dengan Metode Matlab

a. Modul 1 (seri)

A R

- = k1 CAn

b. Modul 2 (reaksi paralel)

A R

A S

- = k1 CAn + k2 CA

m

= k1 CAn

= o + ( o - )

= + ( o - )

c. Modul 3 (seri)

39

Page 40: Laporan KA Fixx

A R S

- = k1 CAn

k1 CAn - k2 CR

m

= o(2) + ( o (1) - )

= o (1) - - R

e. Modul 5

A R S

k2 T

nA

A Ckdt

dC1

mR

T Ckdt

dC2

40

Page 41: Laporan KA Fixx

h. Modul 8a (kesetimbangan)

A R

k2

Jika m = n = 1

Neraca massa pada volume tetap

CAo + CRo = CA + CR ; CRo = 0

CR = CAo - CA

41