OPERASI TEKNIK KIMIA 2
MATERI
PERPIINDAHAN MASSA DIFUSI
PERPIINDAHAN MASSA ABSORBSI
PERPIINDAHAN MASSA EKSTRAKSI
BAB I PERPINDAHAN MASSA DIFUSI
Difusi adalah peristiwa mengalirnya atau berpindahnya suatuzatdalam pelarut daribagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Perbedaan konsentrasiyang ada pada dua larutan disebut gradien konsentrasi. Difusi merupakan salah satu peristiwaperpindahan massa yang prosesnya sering juga dilakukan dalam industri-industri. Proses difusi minimal melibatkan dua zat, salah satu zat berkonsentrasi lebih tinggi daripada zatlainnya atau dapat dikatakan dalam kondisi belum setimbang, Keadaan ini dapat menjadi driving force dari proses difusi. Difusi akan terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luassecara merata atau mencapai keadaankesetimbangandimana perpindahan molekul tetapterjadi walaupun tidak ada perbedaan konsentrasi. Difusi adalah peristiwa mengalirnya atau berpindahnya suatuzatdalam pelarut daribagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Perbedaan konsentrasiyang ada pada dua larutan disebut gradien konsentrasi. Difusi merupakan salah satu peristiwaperpindahan massa yang prosesnya sering juga dilakukan dalam industri-industri. Proses difusi minimal melibatkan dua zat, salah satu zat berkonsentrasi lebih tinggi daripada zatlainnya atau dapat dikatakan dalam kondisi belum setimbang, Keadaan ini dapat menjadi driving force dari proses difusi. Difusi akan terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luassecara merata atau mencapai keadaankesetimbangandimana perpindahan molekul tetapterjadi walaupun tidak ada perbedaan konsentrasi. Contoh yang sederhana adalahuap airdari cerek yang berdifusi dalam
udara.Lambat laun cairan menjadi manis. Contoh lainadalah pemberian gulapada cairan teh tawar. Difusi yang paling sering terjadi adalah difusimolekuler. Difusi ini terjadi jika terbentuk perpindahan dari sebuah lapisan (layer) molekulyang diam dari solid atau fluida.Pada percobaan ini, yang diteliti ialah proses difusi gas cair dan proses difusi cair-cair. Pada percobaan ini digunakan cairan aseton dengan variasi temperature untuk mengetahui pengaruhnya terhadap proses difusi. Untuk difusi gas cair digunakan cairan yangmudah menguap sehingga proses difusi mudah untuk dilihat. Pada difusi cair-cair digunakanlarutan yang mudah terurai ion-ionnya di dalam air sehingga proses difusi mudah untuk diamati. Pada percobaan ini dilakukan variasi konsentrasi untuk mengetahui pengaruhnyaterhadap proses difusi. Variasi ini dilakukan agar diperoleh suatu perbandingan dari keduavariasi tersebut serta pengaruhnya terhadap koefisien difusi.
pressure diffusion), yang disebabkan karena gradien suhu disebut difusi termal (thermal diffusion), sedangkan yang disebabkan oleh medan gaya dari luar disebut difusi paksa ( forced diffusion).Terdapat beberapa faktor yang memengaruhi kecepatan difusi, yaitu :
Ukuran partikel
Semakin kecil ukuran partikel, semakin cepat partikel itu akan bergerak, sehinggak kecepatan difusi semakin tinggi.
Ketebalan membran
Semakin tebal membran, semakin lambat kecepatan difusi. Luas suatu area
Semakin besar luas area, semakin cepat kecepatan difusinya. Jarak
Semakin besar jarak antara dua konsentrasi, semakin lambat kecepatan difusinya. Suhu
Semakin tinggi suhu, partikel mendapatkan energi untuk bergerak dengan lebih cepat.Maka, semakin cepat pula kecepatan difusinya.
HUKUM DIFUSI FICK
Fluks, berbanding lurus dengan gradien konsentrasi, dC/dx:
_ D = koefisien difusi (cm2/det)
_ C = konsentrasi (g/cm3)
_ x = jarak (cm)
Tanda negatif pada persamaan menandakan bahwa difusi terjadi dalam arah yang berlawanandengan kenaikan konsentrasi (arah x positif).
Jadi difusi terjadi dalam arah penurunan konsentrasi difusan _fluks selalu bernilai positif.
Difusi akan berhenti jika tidak terdapat lagi gradien konsentrasi (jika dC/dx = 0).
Meskipun koefisien difusi (D) tampak seperti suatu konstanta perbandingan, koefisien ini biasanya tidak tetap konstan seperti konstanta pada umumnya.
D dipengaruhi oleh konsentrasi, suhu, tekanan, sifat pelarut, dan sifat kimia difusan.
Transfer massa merupakan salah satu Chemical Engineering Tools, yang merupakan konsep-konsep atau prinsip-prinsip seorang TK dalam menyelesaikan tugasnya.
Chemical Engineering Tools : 1. Neraca Massa,
2. Neraca Panas,
3. Proses-proses Transfer, 4. keseimbangan,
5. ekonomi, 6. humanitas.
Proses-proses transfer di bidang TK meliputi : A. FISIS
1. transfer momentum
Dijumpai di kasus aliran fluida, pencampuran, sedimentasi dan filtrasi. 2. transfer panas
Dijumpai pada alat-alat pertukaran panas, distilasi, dan pengeringan. 3. transfer massa
B. KIMIA, yaitu kecepatan reaksi kimia.
Mengapa transfer massa perlu dipelajari?
Peristiwa perpindahan massa atau transfer massa atau difusi banyak dijumpai di dalam kehidupan sehari-hari, di dalam ilmu pengetahuan dan di industri.
Contoh peristiwa transfer massa adalah:
_ larutnya kristal gula dalam air, artinya komponen gula mendifusi ke fase air.
_ larutnya kopi ke dalam air,
_ terjerapnya zat beracun ke dalam arang,_ larutnya oksigen ke dalam darah,
_ Pada proses fermentasi, nutrisi dan oksigen yang terlarut dalam larutan mendifusi ke mikroorganisme,
_ Pengambilan uranium dari batuan, dengan cara ekstraksi menggunakan pelarut organik, misal heksan.
_ Penghilangan logam berbahaya dari limbah cair menggunakan adsorben, dll.
Di Industri, pemisahan komponen-komponen dari campurannya menggunakan alat transfer massa seperti absorbsi, distilasi terjadi karena adanya transfer massa.
Kondisi optimum suatu proses dapat ditentukan jika mekanisme dalam peristiwa transfer massa diketahui.
