Transfer massa antar fasa 2

TRANSFER MASSA KONVEKTIF

Perpindahan

Massa

Difusi

Difusi

molekuler

Difusi olakan

Mekanisme transfer massa antar fasa didasari oleh mekanisme difusi.

Selama proses transfer massa terjadi, terdapat lapisan batas antara dua fasa (interface).

Suatu area hipotetis dimana terdapat gradien konsentrasi disebut sebagai lapisan film. Pada lapisan inilah terjadi proses transfer massa antara kedua fasa.

Untuk fasa padat-fluida, maka ada 1 lapisan film di fluida

Untuk fasa fluida-fluida, misal gas-cair atau cair-cair yang immiscible, maka ada 2 lapisan film di masing-masing fluida. Teori yang membahas mengenai 2 lapisan film ini dikenal dengan TWO FILM THEORY

Persamaan untuk transfer massa antar fasa sangat bervariasi tergantung dari fasa yang terlibat dan mekanisme transfer massa yang terjadi.

Dalam penyusunan persamaan, asumsi yang paling penting adalah transfer massa terjadi pada steady-state.

Persamaan umum yang digunakan untuk menyatakan banyaknya massa yang berpindah per satuan luas per satuan waktu (fluks) dapat dinyatakan sebagai berikut:

Konstanta pada transfer massa antar fasa disebut koefisien transfer massa.

Koefisien transfer massa dibedakan menjadi dua yaitu koefisien transfer massa individual (lokal) dan koefisien transfer massa gabungan (overall)

Secara umum, dalam suatu proses transfer massa antar fasa, ada dua tinjauan mekanisme perpindahan massa yang terjadi, diantaranya:

1. Transfer massa dari permukaan fasa-1 (interface) ke badan utama fasa-2  dapat dimodelkan dengan teori lapisan film

2. Transfer massa dari badan utama fasa-1 ke badan utama fasa-2  dapat dimodelkan dengan teori 2 lapisan film

.

N

 

k

C

.

N



K



C

N = laju transfer massa per satuan luas atau jumlah massa yang ditransfer per satuan luas per satuan waktu (fluks massa) k = koefisien transfer massa

ΔC = beda konsentrasi

Mekanisme 1

• Transfer massa dari permukaan fasa-1 (interface) ke badan utama fasa-2  dapat dimodelkan dengan teori lapisan film

Fase I jumlah massa yang ditransfer per satuan luas per satuan waktu (fluks massa)

k = koefisien transfer massa

ΔC = beda konsentrasi

C_Ai = Konsentrasi komponen A di interface C_A = Konsentrasi komponen A di badan

utama fase 1 Fase I

interface

Persamaan transfer massanya:

gas

cair

interface

Persamaan transfer massanya:

Gelembung oksigen

air N_O2

Contoh Soal

Sejumlah cairan bromine (Br₂) dituangkan ke dalam suatu bejana yang berisi air yang suhunya 30o_{C sambil dilakukan pengadukan.}

Cairan bromine di dalam air akan membentuk butiran-butiran emulsi berwarna merah (kelarutan bromine dalam air pada suhu 30o_{C adalah 3,13 g bromine/100 gram air). Setelah 3 menit,}

Contoh Soal 2

Padatan A mula-mula berjari-jari R = 0,8 cm berada di udara yang mengalir dengan baik. Padatan A menyublim. Koefisien transfer massa A dari permukaan padatan ke udara , kc = 2000 cm/jam. Rapat massa padatan A, ρ=0,9 g/cm3_{. Berat molekul A,}

MA = 128 g/mol. Suhu sistem, T = 30o_{C dan tekanan uap}

padatan A pada suhu tersebut, p_As _{= 1,14x10}-4 _{atm. Ingin}