BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang
Dalam industri seringkali kita jumpai proses pemisahan larutan biner atau dua komponen secara destilasi. Operasi pemisahan fasa liquid-liquid ada beberapa macam yaitu destilasi, absorpsi dan ekstraksi. Seperti halnya pemisahan komponen-komponen campuran yang dilakukan dengan proses destilasi. Destilasi adalah proses pemisahan secara fisik yang berdasarkan atas perbedaan titik didih dan sedikitnya dibutuhkan dua komponen proses pemisahan tidak dapat dilakukan apabila kedua komponen memiliki titik didih yang sama. High Equivalent of Theoritical Plate (HETP) terdapat di dalam proses pemisahan, seperti dalam menara destilasi, proses absorpsi dan proses adsorpsi. HETP adalah daerah (stage) yang mana daerah tersebut terdapat dua fase (uap dan cair) yang berada dalam keadaan kesetimbangan masing masing fase. Menurut definisi, pada satu plate ideal, uap dan cairan yang meninggalkan plat ideal juga pada kesetimbangan fase atau termodinamik. Berarti satuan unit kolom tersebut ekivalen dengan satu plate ideal, inilah konsep pada HETP. Tingkat akurasi pemisahan merupakan fungsi stage atau dapat dikatakan semakin banyak stage maka pemisahan akan lebih sempurna.
Prosedur percobaan dari praktikum kolom berpacking adalah pertama kalibrasi alkohol terlebh dahulu, kemudian mengisi labu leher tiga dengan larutan umpan, kemudian dipanaskan dengan refluks total sampai terjadi boil up rate minimum dan terbentuk distilat. Selanjutnya biarkan beberapa saat sampai keadaan steady. Lalu amati suhu, volume distilat yang diperoleh ditimbang dengan piknometer. Catat pressure drop dan ambil sampel dari atas dan bawah sebanyak 2-3 ml. Kemudian menentukan kadarnya dengan tabel di Perry, dan mencari nilai HETP.
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan nilai HETP (Height Equivalent of Theotitical Plate) atau dapat menentukan tinggi bahan isian dalam suatu kolom distilat. Serta untuk menghitung jumlah packed colum aktual yang diterapkan pada perancangan alat pemisah. Dan tujuan terakhir adalah untuk menentukan perbandingan tinggi kolom bahan isian yang ekivalen terhadap satu plate teoritis.
1. Untuk menentukan nilai HETP atau tinggi bahan isisan dalam suatu kolom destilasi.
2. Untuk menghitung jumlah packed colum aktual yang diterapkan pada perancangan alat pemisah
3. Untuk menentukan perbandingan tinggi kolom bahan isian yang ekivalen terhadap satu plate teoritis.
I.3 Manfaat
1. Agar praktikan dapat mengetahui hubungan antara variasi konsentrasi alkohol yang digunakan dengan banyak destilat yang diperoleh.
2. Agar praktikan dapat mengetahui persamaan-persamaan yang digunakan untuk menghitung HETP
3. Agar praktikan dapat mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi dalam percobaan HETP
BAB II
II.1 Secara Umum
Distilasi adalah suatu operasi untuk memisahkan larutan yang relatif volatil menjadi komponen-komponen penyusunnya atas dasar perbedaan titik didih dengan jalan menambahkan panas ke dalam campuran yang akan dipisahkan. Pada operasi distilasi fase cair berada pada titik didihnya, sedangkan fase uap berada dalam kesetimbangan pada titik embunnya. Perpindahan massa dari fasa cair terjadi dengan penguapan dan dari fasa uap terjadi dengan pengembunan yang berlangsung secara simultan. Masing-masing komponen campuran umpan terdapat di dalam kedua fase itu, hanya berbeda jumlah relatifnya.
Pada larutan ideal volatilitas dapat dikaitkan langsung dengan tekanan uap murni masing-masing. Distilasi banyak digunakan untuk memisahkan campuran cairan agar menjadi campuran yang lebih murni. Keuntungan pemisahan secara distilasi adalah tidak diperlukannya komponen tambahan, sehingga tidak diperlukan proses lebih lanjut untuk menghitung senyawa yang ditambahkan tersebut. Alat yang diperlukan untuk operasi distilasi dapat berupa kolom berplat dengan sieve tray atau bubble cap tray, atau dapat pula menggunakan kolom dengan bahan isian (packing).
Faktor-faktor penting dalam merancang dan mengoperasikan kolom plat adalah jumlah plat yang diperlukan untuk mendapatkan pemisahan yang dikehendaki, diameter kolom, kalor yang diperlukan dalam pendidihan, kalor yang dibuang pada kondensor, jarak antar plat yang dipilih, dan konstruksi plat.
(Ricky, 2015) Dalam industri kimia, proses pemisahan berperan penting. Salah satu proses yang sering ditemui adalah proses distilasi yaitu proses pemisahan suatu campuran berdasarkan beda titik didihnya. Untuk skala industri, proses distilasi dilakukan di dalam menara distilasi. Pemilihan jenis menara distilasi sangat tergantung dari efisiensi, kapasitas, dan kadar yang ingin diperoleh. Secara umum ada dua macam menara distilasi yaitu menara dengan bahan isian (packed tower) dan menara plate (plate tower).
Salah satu cara perancangan menara bahan isian adalah dengan konsep HETP (Height of packing Equivalent to a Theoritical Plate). HETP adalah tinggi bahan isian yang akan memberikan perubahan komposisi yang sama dengan perubahan komposisi yang diberikan oleh satu plate teoritis. Nilai HETP dapat digunakan untuk menentukan efisiensi suatu menara bahan isian dan untuk menentukan tinggi dan
jenis bahan isian yang seharusnya digunakan agar memberikan hasil yang maksimum. Metode ini dipilih karena mudah dalam perhitungannya.
(Budi, 2011) II.1.1 Volatilitas Relatif Dari Sistem Uap Cair
Pada suatu diagram kesetimbangan untuk suatu campuran biner A dan B, jarak terjauh antara garis kesetimbangan dan garis 45o merupakan perbedaan yang lebih besar antara komposisi uap yA dan komposisi cairan xA. Oleh sebab itu pemisahan mudah dilakukan. Suatu bilangan ukuran pemisahan ini disebut relative volatility αAB. Hal ini didefinisikan sebagai rasio antara konsentrasi pada A di dalam uap berlebih dan konsentrasi A dalam cairan yang terbagi dari rasio konsentrasi pada B dalam uap berlebih dari konsentrasi B dalam cairan,
1−YA/(1−XA) ¿ αAB=YA/XA YB/XA= YA/XA ¿ (1)
Di mana αAB adalah relative volatility pada A terhadap B dalam sistem biner. Jika pada sistem hukum Roult’s, misalnya pada sistem Benzen-Toluene
YA=PA. XA
P YB=
PB. XB
P (2) Disubtitusikan persamaan tersebut pada sistem ideal
αAB = PA
PB (3)
Persamaan berubah menjadi YA=
αXa
1+(α−1)Xa (4)
Di mana α = αAB. Karena nilai αB di atas 1,0 memungkinkan terjadinya pemisahan. Nilai α boleh diganti sebagai perubahan konsentrasi, karena sistem biner mengikuti hukum Roult’s., relative volatility sering berubah terhadap konsentrasi yang besar dan tekanan total yang tetap.
Distilasi dapat dilakukan dengan dua metode utama. Metode pertama pada distilasi meliputi dengan pembentukan uap dengan mendidihkan campuran cairan untuk dipisahkan pada satu stage uap dikondensasikan. Pembentukan uap di mana uap langsung dipisahkan dengan cairan dan dikondensasikan tanpa memberi kesempatan adanya kontak antara distilat dengan uap yang baru terbentuk. Metode kedua pada distilasi meliputi kembalinya sebagian dari kondensat ke dalam still. Uap akan meningkat pada saat melewati series of stages of tray dan sebagian kondensat
yang mengalir turun melewati series of stages of tray secara berlawanan arah dengan uap. Metode kedua ini disebut distilasi fraksional, distilasi dengan reflux atau rektifikasi.
II.1.2 Methode McCabe-Thiele
Metode grafik matematika untuk menentuan jumlah dari plate (trays) teoritik atau tahap yang diperlukan untuk pemisahan campuran biner A dan B telah ditemukan oleh McCabe dan Thiele. Metode ini digunakan pada keseimbangan disekitar bahan, seperti bagian tower, yang memberikan garis operasi yang sama.
Asumsi utama yang dibuat oleh metode McCabe-Thiele aliran harus ekimolar masuk tower di antara umpan masuk dan tray teratas dan umpan masuk dan tray terbawah. Keseimbangan total material dapat diberikan :
Vn+1 + Ln-1 = Vn + Ln (5)
Keseimbangan komponennya
Vn+1 . Yn+1 + Ln-1 . Xn-1 = VnYn + Ln Xn (6)
Di mana Un+1 adalah mol/jam dari uap pada plate n+1. Ln adalah mol /jam cairan dari plat n. Yn+1 adalah fraksi mol A Vn+1 dan seterusnya
(Geankoplis, 2003)
Dalam penentuan jumlah plate ideal dengan metode McCabe-Thiele dianggap bahwa disetiap bagian kolom, antara feed dan plate teratas, juga antara feed dan plate terbawah alirannya ekimolar. Untuk menentukan jumlah plate harus digambar kurva kesetimbangan sistem dan garis oparsi masing-masing bagian yaitu bagian Rectifying dan bagian Stripping.
1. Kondensor dan piring teratas
Kontruksi McCabe-Thiele untuk piring teratas tidak bergantung pada kegiatan kondensor. Konsentrasi uap dari piring teratas ialah y1 dan konsentrasi reflux ke piring teratas ialah x0, sesuai dengan sifat-sifat umum garis operasi, ujung atas garis ini ialah pada titik (x0, y1).
Susunan yang paling sederhana untuk mendapatkan reflux dan hasil berwujud zat cair dan yang paling umum digunakan ialah sebuah kondensor horizontal yang mengkondensasi semua uap dari kolom itu untuk dijadikan reflux maupun hasil. Bila menggunakan kondensor total, konsentrasi uap dari piring teratas dan konsentrasi reflux ke piring teratas, demikian pula hasil atas, semuanya sama, dan
dapat diganti dengan xD. Ujung operasi garis itu jadinya adalah titik (xD, xD), yaitu titik potong garis operasi dan diagonal.
2. Piring terbawah dan pendingin ulang Hal ini analogi dengan kejadian di atas
Ym+1 = L
L−Bxm− B xB
L−B (7)
Titik terendah pada operasi ini adalah untuk kolom itu sendiri merupakan titik untuk piring terbawah (xb, xb) pendingin ulang. Namun, sebagaimana ditunjukkan terdahulu garis operasi itu dapat diteruskan sampai memotong diagonal pada titik (xb, xb).
3. Piring Umpan
Pada piring di mana umpan tersebut dimasukkan, laju zat cair atau laju uap, atau keduanya dapat dirubah bergantung pada kondisi umpan. Penambahan umpan akan menyebabkan bertambahnya reflux di bagian stripping, menambah uap di bagian rectifiying atau keduanya dapat terjadi. Pada bagian rectifiying uap lebih besar daripada rate liquid, slope rectifiying lebih kecil dari 1, pada bagian stripping rate liquid lebih besar daripada uapnya, slope garis stripping lebih besar dari 1.
(McCabe, 1993).
II.1.3 Reflux Total
Dalam distilasi pada campuran biner A dan B pada kondisi umpan, komposisi distilat dan komposisi bottom biasanya untuk menghitung jumlah trays. Bagaimanapun jumlah tray secara teoritik tergantung pada garis operasi. Jumlah teoritik tray adalah sebelum langkah terakhir tray dari distilat ke bottom. Hal ini menjadi minimum jumlah dari tray yang mungkin dapat digunakan untuk pemisahan. Kondisi dari total reflux ini dapat juga diinterpretasikan dengan ukuran yang tak terbatas dari kondensor, reboiler dan diameter menara untuk rata-rata umpan yang diberikan.
Distilasi campuran biner A dan B, komponen distilat dan komponen bottom biasanya tersesifikasi dan jumlah tray teoritik dapat dihitung. Untuk memperbaiki garis operasi, reflux rasio R=Ln/D pada bagian atas kolom harus dihitung. Salah satu dari jumlah terkecil dari reflux ratio adalah pada saat total reflux ratio, R = ∞, selama R =Ln/D dan dengan persamaan :
Apabila Ln sangat besar, sebagai aliran uap Vo. Hal ini berarti slope R/(R+1) dari garis enriching menjadi 1,0 dan garis operasi pada kedua bagian kolom bertepatan pada 45o garis diagonal.
Gambar 1. Reflux total dan Jumlah Tray Minimum berdasarkan McCabe-Thiele method
Jumlah plate teoritik diperlukan untuk mendapatkan sebelum melangkah ke tray dari distilat menuju bottom. Hal ini bisa dilakukan dengan memberikan jumlah plate minimum yang mungkin digunakan dalam pemisahan. Pada praktek sebenarnya, kondisi ini biasa dilakukan dengan mengembalikan semua uap yang telah terkondensasi V1 dari tower yang paling atas kembali ke tower sebagai total reflux. Hanya apabila semua cairan dari bottom dan terdidihkan, sehingga semua aliran hasil dari distilat dan bottom menurun jadi nol, sebagai umpan dari tower.
Kondisi dari total reflux ini bisa diartikan sebagai kebutuhan ukuran dari kondensor, reboiler dan diameter tower untuk memberikan umpan.
Apabila penguapan relative (α) dari campuran biner dianggap konstan. Persamaan analitis dari Fenske bisa digunakan untuk menghitung jumlah minimum langkah teoritik Nm apabila digunakan total kondensor.
N m= log( xD 1−xD 1−xW xW ) logαav (9)
II.1.4 Minimum Reflux Rasio
Minimum reflux ratio atau Rm merupakan aliran uap yang minimum dalam menara dan minimum reboiler dan ukuran kondensor. Jika R meningkat, slope dari garis operasi enriching R/(R+D) meningkat
Rm Rm+1=
XD−y '
XD−X ' (10)
Dalam beberapa kasus garis operasi minimum reflux dapat menjadi tangent dari garis kesetimbangan.
Gambar 2. Rasio Reflux Minimum dan Jumlah Tray tak terbatas Berdasarkan McCabe-Thiele method
II.1.5 Optimum dan Operasi Rasio Reflux
Untuk kasus total reflux, jumlah plates adalah minimum tetapi diameter menara tak terhingga. Ini menyebabkan biaya yang tak terhingga dari menara, steam dan air pendingin. Ini merupakan limit dari operasi menara, begitu juga untuk minimum reflux, jumlah tray tak terhingga, dengan biaya yang tak terhingga. Itu adalah dua limit dalam operasi menara.
Operasi reflux ratio sebenarnya menggunakan di antara kedua limit tersebut. Pemilihan nilai R untuk menyempurnakan kesetimbangan ekonomi dalam biaya yang pasti akan menara dan biaya operasi. Optimum reflux rasio menggunakan biaya total yang rendah pertahun di antara Rm minimum dan total reflux. Ini dapat digunakan pada banyak kasus untuk operasi reflux rasio antara 1,2 Rm sampai 1,5 Rm.
II.1.6 Hal – Hal Yang Mempengaruhi HETP
Untuk mengetahui tinggi bahan isian yang harus digunakan untuk menghasilkan produk dengan komposisi sama dengan satu plate teoritis pada menara bertingkat digunakan istilah HETP (Height of Packing Equivalent to a Theoretical Plate). Variabel-variabel yang mempengaruhi HETP antara lain :
1. Tipe dan ukuran bahan isian.
2. Kecepatan aliran masing – masing fluida. 3. Konsentrasi fluida.
4. Diameter menara.
5. Sifat fisis bahan yang difraksinasi.
6. Perbandingan diameter menara dan diameter bahan isian. 7. Koefisien penyebaran atau distribusi cairan.
(Budi, 2011) II.2 Sifat Bahan
1. Aquadest Sifat Fisika a. Tidak berwarna b. Tidak berbau c. Tidak berasa Sifat kimia
a. Rumus molekul H2O
b. Massa molar 18,0153 g/mol c. Densitas 0,998 g/cm3 d. Titik didih 100 oC e. Titik lebur 0oC (Anonim, 2017.”Air”) 2. Alkohol Sifat fisika
a. Cairan tak berwarna b. Mudah menguap c. Berbau khas Sifat kimia
a. Rumus molekul C2H5OH b. Massa molar 46,08644 g/mol c. Densitas 0,7893 g/cm3
d. Titik Leburnya -112oC e. Titik Didihnya 78.4oC
(Anonim, 2017.”Etanol”) II.3 Hipotesa
Pada percobaan HETP diharapkan dapat memperoleh jumlah plate pada kolom destilasi, semakin besar konsentrasi alkohol yang digunakan maka semakin besar nilai equivalen dari HETP.
Kalibrasi alkohol Rangkai alat
Membuat larutan alkohol dengan konsentrasi yang sudah ditentukan
Masukkan pada labu destilasi
Lakukan pemanasan
Tunggu sampai terbentuk distilat ± 10 ml Ambil sampel destilat dan bottom
masing-masing 10 ml
Catat suhu masing-masing
BAB III PELAKSANAAN PRAKTIKUM III.1 Bahan 1. Aquadest 2. Alkohol III.2 Alat
1. Labu Leher Tiga 6. Erlenemyer 11. Elektro mantel 2. Thermometer 7. Statif + klem 12. Beaker glass 3. Gelas Ukur 8. Piknometer 13. Satu set alat HETP
4. Pipet 9. Waterbath
5. Kondensor 10. Neraca Analitik
III.3 Rangkaian Alat
Keterangan : 1. Distilation Head 2. Termometer 3. Labu Distilasi 4. Kondensor
5. Kolom Berpacking 6. Air keluar
7. Air masuk 8. Adaptor
9. Labu penampung
III.4 Prosedur Percobaan A. Kalibrasi
1. Ukur volume air sebesar 10ml, kemudian masukkan dalam piknometer 2. Timbang piknometer yang sudah diisi dan catat beratnya
3. Ukur air sebesar 9 ml dan etanol 1 ml, lalu masukkan keduanya dalam piknometer
4. Timbang piknometer yang sudah diisi dan catat beratnya
5. Lakukan prosedur no. 3 dan 4 dengan mengubah volume air menjadi 8 ml dan etanol 2 ml dan seterusnya hingga volume etanol 10 ml.
B. Destilasi
1. Lakukan pengenceran terhadap etanol 96 % menjadi etanol 35 % 500 ml 2. Masukkan etanol 35 % 500 ml ke dalam labu tiga leher
3. Rangkai alat destilasi yang sudah disiapkan kemudian panaskan hingga terbentuk destilat
4. Ambil 10 cc distilat yang terbentuk dan 10 cc bottom. Masukkan ke dalam piknometer kemudian ditimbang dan dicatat beratnya .Catat pula suhu yang tertera pada kolom dan bottom.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1 Tabel Hasil Pengamatan
IV.1.1 Tabel Pengamatan Kalibrasi
Massa piknometer kosong : 15,7065 gr Massa piknometer + aquadest : 25,6678 gr
Densitas air : 0,997 gr/ml = 997 kg/m3 Tabel 1. Hasil Kalibrasi Etanol - Air
V air V etanol M pikno + isi X etanol Densitas etanol X etanol
(ml) (ml) (gram) (v/v) (kg/m3) (mol/mol) 0 10 25,1488 1 945,0547 0,8990 1 9 25,1608 0,9 946,2557 0,7023 2 8 25,2888 0,8 959,0669 0,5548 3 7 25,3295 0,7 963,1405 0,4365 4 6 25,3854 0,6 968,7353 0,3406 5 5 25,4271 0,5 972,9090 0,2606 6 4 25,4739 0,4 977,5931 0,1930 7 3 25,5330 0,3 983,5082 0,1351 8 2 25,5585 0,2 986,0605 0,0842 9 1 25,6323 0,1 993,4469 0,0398 10 0 25,6678 0 997,0000 0,0000
IV.1.2 Tabel Pengamatan Destilasi
Massa pikno kosong : 11,5857 gr Tabel 2. Hasil Pengamatan Dengan Destilasi
T T kolo m T labu m pikno + campuran destilat m pikno + campuran bottom ρ destilat ρ bottom (menit ) (oC) (oC) (gram) (gram) (kg/m3) (kg/m3) 15 30 85 20,5814 21,3795 900,3557 980,2354 30 30 86 20,4367 21,3701 885,8730 979,2945 45 30 86 20,4245 21,3418 884,6520 976,4621 60 30 85 20,3210 21,3789 874,2929 980,1753 75 30 84 20,2119 21,3812 863,373 4 980,405 5 90 30 84 20,1820 20,3891 860,380 8 881,108 9
105 30 85 20,2210 20,5341 864,2842 895,6215 120 30 84 20,4510 20,7535 887,3043 917,5807 135 30 84 20,5120 20,9231 893,409 6 934,555 5 150 30 84 20,3140 20,3813 873,592 3 880,328 2
IV.2 Tabel Perhitungan
IV.2.1 Tabel Perhitungan Fraksi Mol
Tabel 3. Perhitungan Sistem Etanol – Air
t T kolo m T labu m pikno + campuran destilat m pikno + campuran bottom ρ destilat ρ
bottom destilatx bottomx (menit) (oC) (oC) (gram) (gram) (kg/m3) (kg/m3)
15 30 85 20,5814 21,3795 900,3557 980,2354 1,4923 0,2062 30 30 86 20,4367 21,3701 885,8730 979,2945 1,7254 0,2214 45 30 86 20,4245 21,3418 884,6520 976,4621 1,7451 0,2670 60 30 85 20,3210 21,3789 874,2929 980,1753 1,9119 0,2072 75 30 84 20,2119 21,3812 863,3734 980,4055 2,0877 0,2035 90 30 84 20,1820 20,3891 860,3808 881,1089 2,1359 0,1907 105 30 85 20,2210 20,5341 864,2842 895,6215 2,0730 1,5685 120 30 84 20,4510 20,7535 887,3043 917,5807 1,7024 1,2150 135 30 84 20,5120 20,9231 893,4096 934,5555 1,6041 0,9417 150 30 84 20,3140 20,3813 873,5923 880,3282 1,9232 0,8479
IV.2.2 Tabel Perhitungan HETP (Height Equivalent of Theoritical Plate)
Tinggi Kolom (cm) Jumlah Plate HETP
IV.3 Grafik 940.0000 950.0000 960.0000 970.0000 980.0000 990.0000 1000.0000 0.0000 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000 f(x) = - 0.02x + 15.99 R² = 0.96
Kurva Kalibrasi Densitas Etanol
Densitas etanol (kg/m3) x et an ol (m ol /m ol )
Grafik 1. Kurva Kalibrasi Densitas Etanol Pada Praktikum
IV.3.2 Grafik kesetimbangan Xa terhadap Ya
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Grafik Kurva Kesetimbangan Xa terhadap Ya
Grafik Kurva Kesetimbangan Xa terhadap Ya
XA
YA
IV.4 Pembahasan
Berdasarkan hasil yang didapat pada kalibrasi densitas dari etanol, didapatkan semakin besar volume dari etanol dalam suatu campuran air – etanol, maka densitasnya semakin kecil, namun fraksi mol dari etanol dalam campuran air – etanol semakin besar. Ini disebabkan, karena densitas dari etanol lebih kecil dari denstitas air, namun karena seiring bertambahnya volume etanol dalam suatu campuran, maka fraksi atau bagian etanol dalam suatu campuran juga semakin besar. Fraksi yang didapatkan dari sistem suatu campuran harus berjumlah 1. Hasil densitas terbesar dari etanol adalah 997 kg/m3 dengan fraksinya etanol yaitu 0.000. untuk densitas terkecil dari etanol 995,05 kg/m3 sedangkan fraksinya didapatkan sebesar 0.8990
Berdasarkan grafik yang didapatkan dari kurva kalibrasi densitas etanol, semakin besar densitasnya maka fraksinya semakin kecil. Sedangkan untuk grafik kesetimbangan uap cair dimulai dari titik Xd yang berpotongan dengan garis x=y dibuat plate dengan batas persamaan garis operasi dengan kurva kesetimbangan. Plate tersebut berakhir pada titik Xb. Jumlah tahap pada refluks parsial adalah jumlah plate yang terbentuk sepanjang Xd dan Xb. Pada grafik kesetimbangan uap cair etanol didapatkan nilai y minimum sebesar 0.6. Pada kurva kesetimbangan dapat dilihat bahwa jumlah plate yang didapat sebanyak 2 plate dengan tinggi kolom 32 cm. Sehingga nilai HETP yang didapatkan yaitu sebesar 27 cm.
Dari hasil percobaan, percobaan ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya perubahan suhu, perubahan fase, perubahan massa, perubahan panas dan perubahan momentum. Hal ini tentu saja dapat mengakibatkan hasil percobaan yang didapat kurang maksimal.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan
1. Faktor – faktor yang mempengaruhi dalam praktikum ini yaitu perubahan suhu, perubahan fase, perbedaan massa antara berat destilat dan berat bottom. Massa bottom rata-rata lebih besar daripada massa distilat.
2. Dari grafik kurva kesetimbangan Uap – Cair etanol dan air didapatkan jumlah plate teoritis sebanyak 2 buah.
3. Nilai HETP yang diperoleh adalah 16 cm
V.2 Saran
1. Sebaiknya praktikan saat melakukan kalibrasi, lakukan dengan benar dan teliti sehingga hasil yang didapatkan benar-benar akurat dan maksimal. 2. Sebaiknya praktikan saat merangkain alat hendaknya dilakukan dengan baik
dan benar seperti tidak adanya lubang sehingga proses destilasi dapat berjalan dengan benar dan hasil yang didapatkan akurat dan benar.
3. Sebaiknya praktikan saat melakukan destilasi jaga temperature suhu yang telah ditentukan, sehingga hasil yang didapatkan benar-benar maksimal dan zat lain yang tidak diinginkan untuk didestilasi tidak ikut terdestilasi.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2017. ”Air”. (https://id.wikipedia.org/wiki/Air). Diakses pada tanggal 26 September 2017 pukul 18.38
Anonim. 2017. ”Etanol”. (https://id.wikipedia.org/wiki/Etanol). Diakses pada tanggal 26 September 2017 pukul 17.21
Budi, Ginanjar. 2011. ” HETP Height of packing Equivalent to a Theoritical Plate”. ( https://tentangteknikkimia.wordpress.com/2011/12/16/hetp-height-of-packing-equivalent-to-a-theoritical-plate/). Diakses pada tanggal 26 September 2017 pukul 20.34.
Geankoplis, C.J. 2003. “Transport Processes and Unit Operation Edisi 2”. Erlangga. Jakarta.
Mc. Cabe, W.L.,dkk. 1993. “Unit Operation Of Chemical Engineering”, 5thedition. McGraw Hill: New York.
Ricky. 2015. ”LAPORAN HETP”. (https://www.scribd.com/document/Laporan-Praktikum-HETP./). Diakses pada tanggal 26 September 2017 pukul 21.00 WIB
APPENDIX Data Literatur
Data Kesetimbangan Uap-Cair yang Diuji Pada Tekanan Praktikum
T (˚C) Xa Ya 79,1 0,8 0,858 80,1 0,7 0,822 81 0,6 0,794 82 0,5 0,771 83,2 0,4 0,746 84,7 0,3 0,713 87,3 0,2 0,656 91,8 0,1 0,527 95,2 0,05 0,377 98,1 0,02 0,192 100 0 0
Sumber : Geankoplis, C.J, 1978, “Transport Process and Unit Operation”, Second Edition, Allyn and Bacon Inc, Boston.
Densitas Air pada Berbagai Temperatur
T (˚C) Densitas air (g/ml)
28 0,99727
Sumber : Perry, JM, Chemical Engineering HandBook, edisi 8, Mc.Graw Hill Book Company Inc, New York, 1950.
Sifat Fisik Etanol dan Air
Bahan Mr (g/mol) Tdidih (˚C) Puap (mmHg)
Air 18 100 28,4521
Etanol 46 78,4 76,2812
Sumber : Perry, JM, Chemical Engineering HandBook, edisi 8, Mc.Graw Hill Book Company Inc, New York, 1950.
1. Pengenceran Etanol37 500ml
x V1=x V2
0,96x V1=0,37x500ml V1=192,71ml
Jadi dibutuhkan 192,71 ml etanol 96% yang diencerkan hingga 500 ml dengan aquadest dalam labu ukur.
2. Densitas etanol
Massa pikno kosong = 15,7065 gr
Massa pikno air = 25,6678 gr
ρair = 0,997 gr/ml
Untuk densitas etanol pada kalibrasi volume 9 ml air dan1 ml etanol ρ etanol = (massa pikno+campuran)−massa pikno kosong
(massa pikno+air)−massa pikno kosong . ρair
= 25,667825,6323−15,7065
−15,70658×0,997 = 993,44 kg/m3
Fraksi etanol x =
Etanol x Vol Etanol x ρ Etanol BM Etanol
Etanol x Vol Etanol x ρ Etanol
BM Etanol +
(1−Etanol)xVolAir
BM Air x
Vol Air x ρ Air BM Air = 0,96×1×0,9976360 46 0,96×1×0,9976360 46 + (1−0,96)×9 18,0152 × 10×0,997 18,0152 = 0,0398 3. Densitas Bottom
Untuk densitas bottom pada menit ke 15
ρ = (massapikno+campuran)−massapiknokosong
(massapiknometer+air)−massapiknokosong . ρair
= 25,667821,3795−11,5857
−15,7065×0,997 = 980,2354 kg / m3
4. Densitas Distilat
ρ = (massapikno+campuran)−massapiknokosong
(massapiknometer+air)−massapiknokosong . ρair
= 20,5814−11,5857
25,6678−15,7065×0,997 = 900,3557 kg / m3
5. Menghitung Fraksi Mol pada Destilat Untuk ρ destilat pada menit ke 15 X = -0,0161X + 15,988
¿(−0,0161×900,3557)+15,988 = 1,4923
6. Menghitung Fraksi Mol pada Bottom Untuk ρ bottom pada menit ke 15 X = -0,0161X + 15,988 = (−0,0161×980,2354)+15,988 = 0,2062 7. Menghitung Yoperasi Ymin=0,87 Ymin= XD Rm+1 0,6=1,4923 Rm+1 Rm=1,4872 Yop=2,2× Rm Yop=2,2×1,4872 Yop=3,27184
8. Menghitung HETP (Height Equivalent of Theoritical Plate) HETP= Tinggi Kolom
JumlahTahap Kesetimbangan= 32cm
