TUGAS 1

TEKNIK REAKSI KIMIA

KELOMPOK 3

Atik Suhrowati / 1406643066

Muhammad Radinal Sarip / 1406643103

Ivander Christian Sihombing / 1306449126

Prischa Jesica / 1306370726

Sheila Nabila Putri / 1306392821

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK

1.1 Buat list sesuatu yang penting yang pelajari dari pokok bahasan ini

Pengertian Teknik Reaksi Kimia secara umum

Kegunaan Teknik Reaksi Kimia

Tipe-tipe reaksi kimia

- Kombinasi

- Dekomposisi

- Subtitusi

- Isomerasi

Dari tipe-tipe reaksi kimia akan dibahas kegunaan, kelebihan/kekurangan serta

contohnya

Design reactor berdasarkan modus operasi atau jenis fase atau geometri faktor

meliputi : steady atau continuous, fase homogen atau heterogen

Design reactor berdasarkan pola aliran dan cara dimana fase melakukan kontak

stirredtank reacktor, tubular reactor, packed bed reactor, fluidized bed reactor

Perbandingan reaktor kimia berdasarkan prinsip kerja, kelebihan, kekurangan, dan

aplikasinya

Pengaplikasian ilmu-ilmu yang telah dipelajari sebelumnya seperti stokiometri,

termodinamika, kesetimbangan, kinetika, perpindahan kalor, neraca massa dan

energi, dan lainnya.

Bahan-bahan kimia yang telah mengalami beserta contohnya

Memahami laju reaksi

- Pengertian

- Hukum laju reaksi

- Satuan dalam laju reaksi

- Fungsi aljabar laju reaksi

Pengertian kesetimbangan mol

- Reaktor kondisi batch

- CSTR

- PFR

- Packed bed reactor

1.2 Jelaskan dengan singkat pengertian laju reaksi dan mekanisme reaksi

Laju reaksi

Ilmu yang mempelajari laju reaksi atau dapat disebut juga kinetika kimia

merupakan mengukur seberapa cepat proses reaksi berlangsung dalam waktu

tertentu. Kinetika kimia menjelaskan hubungan antara konsentrasi reaktan dan

produk sebagai fungsi waktu.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kinetika kimia adalah sebagai berikut:

- Konsentrasi

- Suhu

- Katalis

- Energi

- Bentuk Fisik

Laju Reaksi dapat diartikan sebagai laju menghilangnya suatu reaktan atau

sebagai laju membentuknya suatu produk dari suatu reaksi. Dalam reaksi

homogen biasanya laju reaksi didefinisikan sebagai banyaknya mol yang dibentuk

atau reaktan yang hilang per satuan waktu per satuan volume. Sedangkan, pada

reaksi heterogen, reaksi dianggap banyaknya mol yang terbentuk atau hilang per

satuan waktu pere gram katalis

Secara matematis, ditulis : misalnya pada reaksi A + B C

Laju reaksi pengurangan komponen A : -rA = -k

= -k

Satuan laju reaksi adalah mol/waktu.volum atau konsentrasi/waktu

Terdapat tiga cara yang dapat mempengaruhi identitas suatu spesi yaitu

dekomposisi, kombinasi, dan isomerisasi

Mekanisme Reaksi

Merupakan serangkaian tahap reaksi yang terjadi secara berturutan selama proses

pengubahan reaktan menjadi produk. Kebanyakan reaksi tidak terjadi melalui

suhu tahap melainkan beberapa tahap reaksi elementer. Setiap tahap disebut

dengan dengan reaksi antara atau intermediet

Misalnya mekanisme reaksi pembentukan HBr

H2 + Br2 2HBr

Mekanisme reaksi adalah :

1. Tahap inisiasi dan terminasi

2. Propagasi

3. Terminasi

Jadi secara umum, mekanisme reaksi itu meliputi inisiasi, propagasi

(tergantung jenis reaksi kimia) serta terminasi sebagai tahap akhir dari mekanisme

reaksi kimia.

1.3 Turunkan neraca mol untuk ke tiga jenis reactor ideal dan jelaskan asumsi

dasarnya.

Reaktor disebut ideal jika pada setiap posisi di dalam reaktor pada suatu saat tertentu

komposisinya uniform/seragam. Berikut 3 jenis reaktor ideal :

a) Batch Reactor

Batch Reactor adalah tempat terjadinya suatu reaksi kimia tunggal, yaitu reaksi yang

berlangsung dengan hanya satu persamaan laju reaksi yang berpasangan dengan

persamaan kesetimbangan dan stokiometri. Reaktor jenis ini biasanya sangat cocok

digunakan untuk produksi berkapasitas kecil misalnya dalam proses pelarutan padatan,

pencampuran produk, reaksi kimia, Batch distillation, kristalisasi, ekstraksi caircair,

polimerisasi, farmasi dan fermentasi.

Beberapa ketetapan menggunakan reaktor tipe Batch :

Selama reaksi berlangsung tidak terjadi perubahan temperatur

Pengadukan dilakukan dengan sempurna, konsentrasi di semua titik dalam reaktor

adalah sama atau homogen pada waktu yang sama

Reaktor ideal

Dalam Batch Reactor tidak ada fluida yang masuk ke ataupun yang keluar dari reactor

(sistem tertutup), maka neraca massa komponen A dapat dituliskan :

Input = output + disappearance +accumulation

- Pada campuran reaktan yang tercampur sempurna (perfectly mixed) tidak terdapat

variasi pada laju reaksi di sepanjang volume reaktor, sehingga rAV dapat keluar

dari integral.

-

- Asumsi volume konstan atau tekanan konstan

Constant-volume batch reactor : Reaktor tercampur sempurna sehingga

konsentrasi dari spesies yang bereaksi bersifat uniform. Karena volume bersifat

konstan, maka V dapat keluar dari integral rA dV dan V = V0. Sehingga

Constant-pressure batch reactor : Untuk reaktor jenis ini, penurunan rumus

dilakukan dengan mensubtitusikan rumus NA = CAV.

b) CSTR (CONTINUOUS STIRRED TANK REACTOR)

CSTR adalah reaktor model berupa tangki berpengaduk dan diasumsikan pengaduk yang

bekerja dalam tanki sangat sempurna sehingga konsentrasi tiap komponen dalam reaktor

seragam sebesar konsentrasi aliran yang keluar dari reactor.

Beberapa aspek penting dalam CSTR

Dalam keadaan tetap, fluida yang masuk harus sama dengan fluida yang keluar

Semua kalkulasi yang dilakukan CSTR diasumsikan sebagai pencampuran

sempurna

Untuk mendapatkan hasil yang lebih banyak dalam waktu yang sama, dapat

dilakukan dengan memparalelkan CSTR

CSTR secara normal beroperasi dalam keadaan steady state, sehingga tidak terdapat

akumulasi dalam sistem,

= 0.

Input = output + disappearance +accumulation

CSTR merupakan reaktor dengan stir yang terus berputar secara kontinu sehingga dapat

diasumsikan reaktan tercampur secara sempurna. Pada campuran yang tercampur

sempurna (perfectly mixed) tidak terdapat variasi atau perubahan baik pada temperatur,

konsentrasi maupun perubahan laju reaksi terhadap waktu dan posisi di sepanjang

volume reaktor, sehingga persamaannya menjadi sebagai berikut :

c) Plug Flow Reactor (PFR)

Reaktor tubular atau juga dikenal sebagai plug flow reactor (PFR) ialah reaktor yang

terdiri dari pipa silinder. Pada reaktor tubular, reaktan secara kontinu digunakan saat

mengalir sepanjang reaktor. Pada permodelannya, diasumsikan konsentrasi bervariasi

secara kontinu pada arah axial sepanjang reaktor sehingga laju reaksi yang merupakan

fungsi konsentrasi juga akan bervariasi. Beberapa aspek penting pada PFR

Untuk reaksi homogen, umumnya fasa gas

Reaksi berlangsung steady state

Diasumsikan konsetrasi bervariasi sehingga laju reaksi yang merupakan fungsi

konsentrasi akan bervariasi

Reaksi berada pada keadaan steady state sehingga tidak ada akumulasi

Input - output + generation = accumulation

[

]

Persamaan diatas berlaku untuk model reaktor yang dikemukakan oeh Pablo Picasso

walaupun tidak semua jenis reaktor berbentuk seperti itu. Sehingga tercapainya tingkat

penyempurnaan sebuah reaksi pada reaktor aliran plug ideal tidak bergantung pada

bentuknya, melainkan pada volume totalnya. Jika A adalah reaktan dan B adalah produk,

maka laju alir molar A akan berkurang seiring dengan bertambahnya laju alir molar B.

Untuk mengurangi laju alir molar A ataupun menambah laju alir molar B, tergantung

pada volume, V1. Berikut persamaannya untuk produk A yang laju alir molarnya ingin

dikurangi dari FA0 menjadi FA1