133398149 Laporan Sementara Reaktor CSTR Q

(1)

Laporan Sementara

Praktikum Laboratorium Teknik Kimia II

REAKSI SAPONIFIKASI

ETHYL ACETATE ETHYL ACETATE

_(CH

₃₃

_COOC

₂₂

_H

₅₅

₎₎

dengan

SODIUM HYDROXIDE SODIUM HYDROXIDE

_{(NaOH) pada REAKTOR CSTR}

Disusun oleh

Disusun oleh::

FEUBY

FEUBY LADY LADY MARIANA MARIANA (0607134881)(0607134881) JOKO

JOKO SULISTYANTO SULISTYANTO (0607120426)(0607120426)

NYOMAN

NYOMAN KURNIAWAN KURNIAWAN (0607120710)(0607120710)

YULIA

YULIA FERANITA FERANITA (0607134453)(0607134453)

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA S1

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS RIAU

PEKANBARU

2009

(2)

E-1 E-1 BAB I BAB I PENDAHULUAN PENDAHULUAN 1.1

1.1 Tujuan Tujuan PercobPercobaanaan

Untuk menentukan konstanta laju reaksi pada reaksi saponifikasi

Untuk menentukan konstanta laju reaksi pada reaksi saponifikasi ethyl acetateethyl acetate (CH

(CH33COOCCOOC22HH55)) dengandengan sodium hydroxidesodium hydroxide (NaOH)(NaOH) pada pada CSTR(CSTR(Continuous Stirred Tank Continuous Stirred Tank

Reactor Reactor ).).

1.2

1.2 Dasar Dasar TeoriTeori

Reaktor tubular terdiri dari pipa silinder dan biasanya dioperasikan untuk keadaan Reaktor tubular terdiri dari pipa silinder dan biasanya dioperasikan untuk keadaan steady

steady ststatate e sesebabagagai i CSCSTRTR. . KeKegugunanaan an rereakakttor or iini ni papada da babahahan, n, kikitta a haharrusus mem

memperpertimtimbangbangkan kan sissistem tem alialiran ran titinggi nggi yanyang g acaacak k dan dan alialiran ran dasdasar ar yanyang g munmungkigkinn dic

dicontontohkohkan an dardari i alialiran ran sumsumbatbat. . PerPerbedabedaan an linlingkargkaran an daldalam am konkonsensentratrasi si dan dan reareaktoktor r adalah untuk menghubungkan reaktor dalam aliran sumbat (PFR).

adalah untuk menghubungkan reaktor dalam aliran sumbat (PFR). Dal

Dalam am reareaktoktor r tubtubulaular r pada pada gamgambar bar 1.1 1.1 dibdibawaawah h iniini, , reareaktaktan n terterus us menmenerueruss dipakai sebagai reaktan yang alirannya lambat tapi terus mengalir dalam reaktor. Dalam dipakai sebagai reaktan yang alirannya lambat tapi terus mengalir dalam reaktor. Dalam pengoperasian

pengoperasian reaktor reaktor tubular, tubular, kita kita mengambil mengambil jenis jenis konsentrasi konsentrasi terus-menerus terus-menerus dalamdalam arah aksial melalui reaktor. Oleh karena itu, aliran reaksi berfungsi sebagai penyedia arah aksial melalui reaktor. Oleh karena itu, aliran reaksi berfungsi sebagai penyedia seluruh konsentrasi, yang juga akan

seluruh konsentrasi, yang juga akan dihasilkan secara aksial.dihasilkan secara aksial.

Reaktan Reaktan

Produck Produck

Gambar 1.2.1

(3)

Operasi isotermal Continuous Stirred Tank Reactor pada kondisi ideal memiliki laju alir tetap sehingga neraca energi yang dibutuhkan diperkirakan pada temperatur tetap. Panas reaksi sufficient (pertukaran panas antara lingkungan dan reaktor insuffecient ) disebabkan oleh perbedaan antara umpan dan temperatur reaktor.

Reaksi saponifikasi ethyl acetate dengan sodium hydroxide merupakan contoh reaksi order dua dengan batasan konsentrasi 0 – 0,1 M dan temperatur 20 – 40o_{C. adapun}

reaksinya sebagai berikut:

NaOH + CH3COOC2H5 → CH3COONa + C2H5OH

sodium hydroxide ethyl acetate sodium acetate ethyl alcohol

Reaksi ini dapat dilakukan pada CSTR ataupun Tubular sampai kondisi steady state. Kondisi steady state ini akan bervariasi tergantung pada kondisi reagen, flowrate, volume reaktor dan temperatur reaksi.

Pengukuran Konduktivitas

Konduktivitas larutan yang bereaksi dalam reaktor tergantung pada tingkat konversi dan hal ini memberikan suatu metode yang cocok untuk memonitor perkembangan reaksi. Konsentrasi umpan dapat dihitung sebagai berikut:

Konsentrasi sodium hydroxide dalam umpan campuran:

µ a F F F a b a a

+

=

0 (1)

Konsentrasi ethyl acetate dalam umpan campuran:

µ b F F F b b a b

+

=

0 (2)

Jika diberikan waktu tak hingga, reaksi akan berlangsung kontinyu sehingga salah satu atau kedua reagen tersebut terkonversi sempurna. Sehingga, konsentrasi sodium acetate dalam reaktor pada waktu tak hingga menjadi:

0 b c

=

∞ jika b0

<

a0 (3) atau 0 a c

=

∞ jika b0

≥

a0 (4)

(4)

dan konsentrasi sodium hydroxide dalam reaktor setelah waktu tak hingga: 0 = ∞ a jika 0 0 b a

<

₍₅₎ atau

(

a₀ b₀

)

c_∞ = − _jika a₀

≥

b₀ ₍₆₎

Hubungan konduktivitas sodium acetate pada waktu tak hingga dengan konsentrasinya dapat dinyatakan melalui persamaan berikut:

(

)

[

]

_∞

∞

=

+

−

Λ

_c 0,071 0,0248T 294 c _{untuk T ≥ 294} ₍₇₎

dengan cara yang sama, hubungan konduktivitas sodium hydroxide pada waktu tak hingga dengan konsentrasinya dapat dinyatakan dengan persamaan berikut:

(

)

[

]

_∞

∞

=

+

−

Λ

_a 0,1951 0,01848T 294 a _{untuk T ≥ 294} ₍₈₎

Konduktivitas larutan setelah waktu tak hingga:

∞ ∞

∞

=

Λ

+

Λ

c a (9)

dan konduktivitas sodium hydroxide dalam umpan campuran:

(

)

[

]

0

0 0,1951 0,01848T 294 a

a

=

+

−

Λ

(10)

konduktivitas awal larutan dapat juga dihitung dengan asumsi bahwa sodium acetate sama dengan nol:

0 0

=

Λ

a

Λ

asumsi c0 = 0 (11)

Perhitungan Faktor Konversi

Dengan perhitungan dari persamaan-persamaan di atas maka harga konsentrasi sodium hydroxide dalam reaktor pada waktu t (a1) dan konsentrasi sodium acetate pada

waktu t (c1) serta tingkat konversi ( Xa dan Xc) untuk masing-masing sampel

konduktivitas yang dilakukan tiap periode waktu selama percobaan dapat dihitung dengan persamaan-persamaan berikut:

Konsentrasi sodium hydroxide dalam reaktor pada waktu t :

(

)

₀ 0 1 0 0 1 a a a a _+      Λ − Λ Λ − Λ − = ∞ ∞ (12)

(5)

Dengan cara yang sama, konsentrasi sodium acetate pada waktu t adalah:       Λ − Λ Λ − Λ = ∞ ∞ 0 1 0 1 c c _untuk c 0 = 0 (13)

dimana Λ1 merupakan konduktivitas pada waktu t . Konversi sodium hydroxide dapat

didefinisikan sebagai jumlah yang bereaksi, yang dinyatakan sebagai persentase jumlah awal. Jumlah yang sama dapat didefinisikan untuk produksi sodium acetate, sebagai jumlah yang dihasilkan yang dinyatakan sebagai persentase jumlah total yang diharapkan

setelah waktu tak hingga:

0 1 0 a a a Xa

=

−

₍₁₄₎ ∞

=

c c Xc 1 untuk c0 = 0 (15)

Perhitungan Konstanta Laju

Konstanta laju spesifik (k), dapat dihitung dari k onsentrasi sodium hydroxide pada kondisi steady state dalam reaktor (a1). Neraca massa keseluruhan untuk reaktor dapat

ditulis sebagai:

Laju perubahan dalam reaktor = Input – Output + Akumulasi (16) Untuk reaktan a dalam reaktor dengan volume V , dapat ditulis:

(

)

2 1 1 0 1 _. _. _. _. . a k V a F a F dt a V d

−

=

(17)

Untuk reaktor kontinyu yang beroperasi pada keadaan steady state, laju perubahan dalam reaktor adalah nol dan volume dapat diasumsikan konstan, sehingga:

(

)

2 1 1 0 a a a V F k ₌ − ₍₁₈₎ maka

(

)

(

)

2 1 1 0 a a a V F F k ₌ a + b − ₍₁₉₎

(6)

Perhitungan Waktu Tinggal

Pengaruh tahap perubahan input membuat kita dapat melakukan perhitungan waktu tinggal rata-rata jika A merupakan konsentrasi dalam tangki pada waktu t setelah tahap perubahan dan E adalah konsentrasi input, kemudian :











 −

=

_E _e−T A 1 1 ₍₂₀₎ Dan : T E T e E dt dA T

=

1 . (21) Maka dapat diplot :

0 1 ln a a a a

−

∞ − ∞ (22)

Terhadap waktu untuk tiap periode waktu selama percobaan, dimana a1 merupakan

konsentrasi sodium hydroxide pada waktu t1 dan ∞

a adalah konsentrasi awal. Slope

merupakan rata-rata waktu tinggal yang sama dengan

V

_F

dimana V merupakan volume reaktor dan F adalah laju aliran total masuk reaktor.

(7)

BAB II

METODOLOGI PERCOBAAN 2.1. Bahan dan Alat

2.1.1 Bahan :  Ethyl acetate  NaOH  HCl  Air Deion/Aquadest 2.1.2 Alat :

 Reaktor CSTR dan kelengkapannya (lihat Gambar 2.1.1.)

 Stopwatch

 Gelas ukur

2.1. Deskripsi Alat

Alat ini terdiri dari beberapa bagian:

1. Tangki Reaktan (2)

Tangki reaktan ini terdiri dari dua buah dengan kapasitas volume masing-masing 5 liter. Pada bagian bawah tangki dilengkapi dengan drain valve yang berfungsi untuk pengosongan tangki.

2. Pompa Umpan (6) dan (7)

Tipe pompa peristaltik dengan kemampuan pada range 0 – 95 ml/menit. Operasi normal dilakukan dengan switch toggle (16) pada posisi manual. Untuk pengaturan kecepatan pompa dapat diatur dengan memutar potensio meter.

3. Sirkulator Air Panas (11)

Sirkulator air panas ini digunakan jika reaktor dioperasikan diatas temperatur kamar. Air dipanaskan dengan elemen pemanas dalam sirkulator, dipompa dengan pompa sirkulasi yang terletak dalam sirkulator. Air dikembalikan ke

(8)

priming vessel (21) setelah dipanaskan. Sistem sirkulasi dioperasikan pada tekanan sub-atmospherik untuk meningkatkan keamanan. Priming vessel ini digunakan untuk mengisi awal sirkulator dan reaktor serta untuk menghembuskan udara.

4. Control Temperatur Automatik

Control temperatur dijalankan dengan sirkulasi pemanas atau pendingin air melalui coil yang terletak dalam CSTR. Sensor temperatur (13) dirancang dalam reaktor yang berhubungan dengan pengontrol temperatur otomatis. Temperatur proses diset dengan menekan tombol (23) bersamaan dengan tombol (24), jika

untuk menaikkan temperatur. Sedangkan untuk menurunkan temperatur dengan menekan tombol (23) bersamaan dengan tombol (25). Untuk menghidupkan sirkulator dengan cara menekan switch toggle (26) pada posisi “1”.

5. Pengukur Konduktivitas

Konduktivitas ditunjukkan pada monitor (27) dalam satuan miliSiemen. Selama bereaksi, konduktivitas dari larutan berubah. Dari data ini dapat digunakan untuk

menentukan tingkat konversi dan kecepatan konversi.

(9)

2.3. Prosedur percobaan

2.3.1. Persiapan Percobaan

1. Kalibrasi Pompa Feed a) Isi kedua tangki feed reagen dengan air.

b) Hidupkan pompa nomor (1) dan set kontrol kecepatannya sampai 2.

c) Kumpulkan air yang terpompa tersebut pada periode waktu tertentu (tiap menit).

d) Ukur volume air tersebut dengan gelas ukur.

e) Ulangi percobaan di atas pada setting 4, 5, 6, 7 dan 9. f) Buatlah grafik hubungan flowrate vs speed setting. g) Ulangi langkah di atas untuk pompa feed no. 2. 2. Pembuatan Larutan Umpan

a) Buatlah larutan NaOH dan ethyl acetate masing-masing 0,03 M sebanyak 5 liter untuk masing-masing run. Gunakan persamaan berikut untuk membuat larutan 0,03 M ethyl acetat sebanyak 1 liter.

b) Tambahkan 2.934 ml konsentrat ethyl acetat (untuk kadar 100%) ke dalam 900 ml air deion pada labu takar 1000 ml. Kemudian tambahkan air deion sampai volumenya 1 liter.

2.3.2. Pelaksanaan Percobaan

a. Masukkan reaktan yang telah dibuat masing-masing ke dalam tangki reaktan sampai dengan kira-kira 5 cm dari batas atas tutup tangki reaktan.

b. Set pengatur kecepatan pompa pada kecepatan yang menghasilkan aliran masing-masing 30 ml/menit.

c. Set pengatur suhu pada temperatur 30o_C

d. Catat konduktivitas hasil reaksi pada konduktivitimeter setiap 2 menit sampai tercapai keadaan steady, kira-kira memakan waktu 30 menit. Sebaiknya pengambilan data dilakukan selama 45 menit. Hitung konversi dengan data konduktivitas tiap interval tersebut.

(10)

2.4. Pengolahan Data

2.4.1. Data-data yang dicatat

1. Laju alir NaOH (Fa), L/s

2. Laju alir CH3COOC2H5 (Fb), L/s

3. Konsentrasi NaOH dalam tangki (aµ), mol/L

4. (bµ), mol/L

5. Temperatur reaktor (T), K 6. Volume reaktor (V): 0,4 L

2.3.3. Data-data yang dihitung

1. Konsentrasi NaOH dalam umpan campuran (a0), mol/L

pers. (1)

2. Konsentrasi CH3COOC2H5 dalam umpan camp. (b0),

mol/Lpers. (2)

3. Konsentrasi sodium acetate pada t∞(c∞), mol/L

pers.(3)&(4)

4. Konduktivitas sodium acetate pada t∞(Λ∞) 

pers. (7)

5. Konduktivitas NaOH dalam umpan campuran (Λa0) 

pers. (10)

6. Konduktivitas awal larutan (Λ0)

pers. (11)

7. Konsentrasi NaOH dalam reaktor setelah waktu t∞ (a∞)

pers.(5)&(6)

8. Konduktivitas NaOH setelah waktu t∞(Λa∞) 

pers.(8)

9. Konduktivitas larutan setelah waktu t∞(Λ∞) 

(11)

10. Konsentrasi NaOH dalam reaktor pada waktu t (a1), mol/L

pers. (12)

11. Konsentrasi natrium acetate pada waktu t (c1), mol/L

pers. (13)

12. Konversi sodium hidroxide (Xa)

pers. (14)

13. Konversi sodium acetate (Xc)

pers. (15)

14. Konstanta laju spesifik (k) 

pers. (19)

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil Perhitungan

3.1.1 Hubungan antara waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kondisi steady state dengan konstanta laju reaksi

Dari data yang diperoleh, didapat hasil perhitungan konstanta terhadap waktu pada berbagai setting pengadukan yang dapat dilihat pada tabel 3.1.1 sebagai berikut:

Tabel 3.1.1 Hubungan antara waktu vs konstanta laju reaksi hingga mencapai kondisi steady state

t(menit) k (L mol/menit) k (L mol/menit) k (L mol/menit) k (L mol/menit) pada setting pengadukan 3 pada setting pengadukan 4 pada setting pengadukan 5 pada setting pengadukan 6 2 1,1148 4,1174 4,2997 2,0829 4 1,1148 3,8560 4,1174 2,0290 6 1,1540 3,6894 3,7719 2,0290

(12)

8 1,1938 3,5286 3,6083 1,9760 10 1,1938 3,2979 3,3735 1,9239 12 1,2342 3,0790 3,1507 1,8726 14 1,2753 2,9392 3,0085 1,8726 16 1,2753 2,8041 2,8711 1,8221 18 1,8726 2,7383 2,5474 1,7725 20 1,9239 2,6100 2,4859 1,7726 22 1,9760 2,4859 2,4254 1,7236 24 1,9760 2,4254 2,3075 1,7236 26 2,0290 2,3075 2,3075 1,7236 28 2,0829 2,1933 2,1933 1,7236 30 2,0829 2,1933 2,1933 32 2,0829 2,1933 2,1377 34 2,1377 2,1933 2,0829 36 2,1933 2,0290 38 2,1933 2,0290 40 2,2499 2,0290 42 2,2499 2,0290 44 2,2499 46 2,2499 48 2,2499

Dari data tabel di atas di dapatkan grafik hubungan waktu dengan konstanta laju reaksi pada gambar 3.1.2 sebagai berikut:

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Waktu (menit) K o n s t a n t a L a j u R e a k s i ( L m o l / m e n i t ) Setting Pengadukan 3 Setting Pengadukan 4 Setting Pengadukan 5 Setting Pengadukan 6

(13)

Dari persamaan,

(

) (

2

)

1 1 0 a a a V Fb Fa

k ₌ + _× − _{, pada grafik di atas dapat dilihat dengan jelas}

hubungan antara konsentrasi produk dalam reaktor pada waktu t (a1) dengan nilai k

berbanding terbalik, yaitu semakin besar konsentrasi produk dalam reaktor dimana waktu yang dibutuhkan semakin lama (mencapai steady state) maka semakin kecil nilai k yang dihasilkan. Jika ditinjau dari berdasarkan harga konstanta larutan yang diperoleh dari data percobaan, teori ini terbukti. Hal ini dapat dilihat pada data hasil percobaan dan grafik

hubungan di atas dimana waktu 2 menit sampai 20 menit, konstanta yang didapatkan pada setting 6 semakin besar yaitu dari nilai 2.0829-1.772 6 L mol/menit dan penambahan

selanjutnya dicapai nilai konstanta tetap yaitu 1.7726 L mol/menit.

3.1.2 Hubungan konstanta laju spesifik terhadap kecepatan pengadukan berdasarkan pada titrasi produk dengan menggunakan pentiter HCL

Dari data yang diperoleh, didapat hasil perhitungan konstanta terhadap waktu pada berbagai setting pengadukan yang dapat dilihat pada tabel 3.2.1 sebagai berikut:

Tabel 3.2.1 Hubungan konstanta laju spesifik terhadap kecepatan pengadukan berdasarkan pada titrasi produk dengan menggunakan pentiter HCL

Setting Volume Volume HCl 0,02 M (ml) a0 a1 k Pengadukan

Produk

(ml) V1 (ml) V2 (ml) Vav (ml) mol/dm3 _mol/dm3 _L.mol/menit

3 20 7,5 6,8 7,15 0,026 5 0,002 9 434,4161 4 20 8,4 7,7 8,05 0,026 5 0,003 2 337,5014 5 20 7,6 7,8 7,7 0,026 5 0,003 1 371,0944 6 20 9 8,2 8,6 0,026 5 0,003 4 292,9244

Dari data tabel di atas di dapatkan grafik hubungan waktu dengan konstanta laju reaksi pada gambar 3.1.2 sebagai berikut:

(14)

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 2 4 6 8 Kecepatan Pengadukan K o n s t a n t a L a j u S p e s i f i k

Gambar 3.1.2. Grafik hubungan konstanta laju spesifik terhadap kecepatan pengadukan berdasarkan pada titrasi produk dengan menggunakan pentiter HCl

Variabel berubah pada kecepatan pengadukan 3; 4; 5 dan 6 dimana kondisi steady lebih cepat tercapai pada kecepatan pengadukan yang lebih tinggi. Hal ini dapat dilihat pada data hasil percobaan dimana pada set kecepatan pengadukan 5 pada rentang waktu 36 menit baru mencapai kondisi steady sedangkan pada set kecepatan pengadukan 9 hanya membutuhkan waktu 22 menit untuk mencapai kondisi steady. Hal ini disebabkan oleh fungsi dari pengadukan itu sendiri yaitu untuk membantu mempercepat proses pencampuran dari masing-masing reaktan, dimana semakin tinggi kecepatan pengadukannya maka pencampuran akan lebih cepat terjadi. Dan jika pencampuran sudah sempurna maka dianggap telah mencapai kondisi steady. Ini dapat dilihat pada data percobaan.

Jadi dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi kecepatan pengadukan akan mempercepat proses pencampuran yang juga akan mempercepat tercapainya kondisi steady.

(15)

Dari data yang diperoleh, didapat hasil perhitungan konstanta laju reaksi percobaan rata dan konstanta laju reaksi titrasi pada berbagai setting pengadukan yang

dapat dilihat pada tabel 3.3.1 sebagai berikut:

Tabel 3.3.1 Perbandingan nilai k dari percobaan dengan k pada titrasi

Setting

k percobaan

rata-rata k titrasi

Pengadu

kan L mol/menit L mol/menit

3 1,8065 434,4161

4 2,8619 337,5014

5 2,7142 371,0944

6 1,8605 292,9244

Dari data tabel di atas didapatkan grafik hubungan setting pengadukan dengan konstanta laju reaksi pada data percobaan rata-rata dan titrasi pada gambar 3.3.1 sebagai berikut: 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 2 3 4 5 6 7 Setting Pengadukan k ( L m o l / m e n i t ) k percobaan rata-rata k titrasi

Gambar 3.3.1. Grafik hubungan setting pengadukan dengan konstanta laju reaksi

Dari grafik 3.3.1, terlihat bahwa konstanta laju spesifik secara titrasi dipengaruhi oleh kecepatan pengadukan dan volume pentiter dimana semakin besar dimana nilai k yang dihasilkan berfluktuasi (berubah-ubah) karena bergantung dari volume pentiter

(16)

dengan kecepatan pengadukan tertentu. Semakin besar volume maka nilai k semakin kecil. Sedangkan konstanta laju spesifik percobaan rata-rata memiliki nilai yang jauh lebih kecil dibanding konstanta laju spesifik titrasi, hal ini karena banyaknya volume pentiter yang didapatkan pada saat titrasi sehingga didapatkan hasil konstanta laju reaksi

secara titrasi lebih besar daripada konstanta laju reaksi pada percobaan.

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

1. Semakin tinggi kecepatan pengadukan akan mempercepat proses pencampuran yang juga akan mempercepat tercapainya kondisi steady dan konstanta laju reaksi juga semakin besar.

2. Range nilai k pada set pengadukan 3 sampai 6 pada suhu 300C dan laju alir 25 ml/menit adalah 1.7872-1.8605 L/mol.menit.

3. Dari persamaan

(

) (

2

)

1 1 0 a a a V Fb Fa

k ₌ + _× − _{, didapat hubungan bahwa semakin}

besar konduktivitas semakin kecil konstanta laju reaksi.

(17)

Dari praktikum reaksi safonifikasi Ethyl Acetate dengan NaOH dalam CSTR yang telah kami lakukan sebelumnya, maka saran yang kami berikan untuk praktikan selanjutnya adalah:

• Lebih hati-hati dan teliti dalam kalibrasi pompa mengingat peralatan CSTR yang digunakan sudah tidak optimal lagi.

• Agar sabar menunggu tercapainya steady state dan ini memerlukan waktu yang Cukup lama/ tidak sebentar.

• Pada saat titrasi, agar lebih teliti dan hati-hati karena setetes HCl dalam buret bisa mempengaruhi hasil titrasi.

DAFTAR PUSTAKA

Achmadi, Suminar, “ Kimia Organik”, Edisi keenam, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1990 Bailey, Alton Edward, “ Bailey’s Industrial Oil and Fat Products, 5th_{edition, Jhon-Wiley}

& Sons,Inc, 1996

Coulson, Richardson’s. Chemical Engineering, Volume 6 , 3th edition. R.K. Sinnot, Chemical Engineering Design.

Fogler, H. Scott, “Element of the Chemical Reaction Engineering, Prentice-Hall, 1999. Levenspiel, Oktave, “Chemical Reaction Engineering ”, Jhon Wiley and Son, United

State: 1999.

Tim Penyusun, “Penuntun Praktikum Laboratorium Teknik Kimia II ”, Prodi S-1 Teknik Kimia, Pekanbaru: 2009.

Smith,J.M, “Chemical Engineering Kinetics”, Third Editions, McGraw-Hill International: 1981.

(18)

URL: http://www.armfield.co.uk , USA Office:Armfield Inc.436 West Commodore Blvd (#2) Jackson NJ 08527.

LAMPIRAN A

DATA SEMENTARA

(19)

LAMPIRAN B

CONTOH PERHITUNGAN

Larutan NaOH (0.03 M) dan etil asetat (0.03 M) dipompa dengan laju alir masing-masing 30ml/menit dengan setting kecepatan pengadukan 4 dan suhu 30o_{C. konstanta laju reaksi}

yang dihitung pada waktu 4 detik.

Massa NaOH yang digunakan dalam 5 liter =

gram BM 6 5000 1000 40 03 . 0 5000 1000 03 . 0

=

×













×

=

×













×

Volume konsentrasi Ethyl Asetat dalam 5 liter=

67 . 14 5 90 . 0 11 . 88 03 . 0 5 03 . 0 = ×       × = ×         × ρ BM ml Konsentrasi NaOH dititrasi dengan HCl 0.008N

(20)

M M M M V M V 0026549 . 0 3 . 11 03 . 0 10 2 2 2 2 1 1

=

×

=

×

=

×

Dari data, pada saat t=4 detik, Λ1=2.89 ms = 0.00289 siemen

1. Konsentrasi NaOH dalam campuran (ao)

Pada laju alir 30 ml/menit

3 / 013725 . 0 026549 . 0 30 30 30 dm mol a Fb Fa Fa a_o

×

=









+

=

×









+

=

µ

2. Konsentrasi CH3COOC2H5 dalam umpan campuran

3 / 015 . 0 03 . 0 30 30 30 dm mol b Fb Fa Fa b_o

×

=









+

=

×









+

=

_µ

3. Konsentrasi CH3COONa pada t∞ (c∞) nilai bo ≥ ao, maka nilai c∞ = ao c∞ = 0.013725 _mol/dm3

4. Konduktivitas CH3COONa pada t∞ (Λc∞)

(

)

(

)

(

)

(

)

siemen c T c c 001137 . 0 013725 . 0 294 303 0284 . 0 1 070 . 0 294 0284 . 0 1 070 . 0

=

×

−

+

=

∧

×

−

+

=

∧

∞ ∞ ∞

5. Konduktivitas NaOH dalam umpan campuran (Λao)

(

)

(

)

(

)

(

)

siemen T a T ao o ao 003019 . 0 013725 . 0 294 303 0184 . 0 1 195 . 0 . 294 ; 294 0184 . 0 1 195 . 0

=

×

−

+

=

∧

≥

⋅

−

+

=

∧

6. Konduktivitas awal larutan (Λo) Nilai Λo = Λao

Λao = 0.003019 siemen

7. Konsentrasi NaOH dalam reactor setelah waktu t∞ (a∞) jika nilai ao < bo maka a∞ = 0

(21)

(

)

(

)

(

)

0.195

(

1 0.0184

(

303 294

)

0 0 a 294 303 0184 . 0 1 195 . 0 a a

=

×

−

+

=

∧

∞

×

−

+

=

∧

∞ ∞

9. Konduktivitas larutan setelah waktu t∞ (Λ∞)

siemen a c 001137 . 0 0 001137 . 0 + = = ∧ ∧ + ∧ = ∧ ∞ ∞ ∞ ∞

10. Konsentrasi NaOH dalam reaktor pada waktu t (a1)

(

)

(

)

3 / 012364 . 0 013725 . 0 001137 . 0 003019 . 0 00289 . 0 003019 . 0 013725 . 0 0 cm mol a a a a a a l l o o l o o i

=

+









−

=

+













∧

−

∧

−

∧

−

=

∞ ∞

11. Konsentrasi CH3COONa pada waktu t (c1)

3 1 1 1 / 00091 . 0 001137 . 0 003019 . 0 00289 . 0 003019 . 0 013725 . 0 mol cm c c c o o

=

−

=

Λ

−

Λ

−

Λ

∞

=

∞

12. Konversi NaOH (Xa)

068556 . 0 013725 . 0 012364 . 0 013725 . 0

=













−

=











 −

=

o l o a a a a X 13. Konversi CH3COONa (Xc) 6678386 . 0 013725 . 0 00091 . 0 1

₌

=

∞ c c Xc

14. konstanta laju spesifik (k)

(

)

(

)

molmenit ml k a a a V F F k a b o / 89289 . 0 012364 . 0 012364 . 0 013725 . 0 5000 30 30 2 2 1 1

=

−

+

=

−

=

(22)

LAMPIRAN C

(23)

Fa = Fb = 30 ml/menit konsen NaOH = 0.026549 mol/dm3 konsen CH3COOCH2 = 0.03 mol/dm3 volume reaktor = 0.4 dm3 = 400 cm3 suhu = 30 oC = 303 K

untuk setting pengadukan 4

waktu _Λ a0 b0 c~ T Λc~ Λa0 Λ0 a~ Λa~ Λ~ Λ1 a1 c1 Xa Xc Fa+Fb k (menit) (mS) (mol/dm3) (mol/dm3) (mol/dm3) (K) (siemen) (siemen) (siemen) (mol/dm3) (siemen) (siemen) (siemen) (mol/dm3) (mol/dm3) (ml/menit) (L/mol.menit)

2 2.98 0.013275 0.015 0.013275 303 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00298 0.012999 0.000275 0.02074 5 0.0207 45 6 0 0 .244 454 495 4 2.89 0.013275 0.015 0.013275 303 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00289 0.012364 0.00091 0.06855 6 0.0685 56 6 0 0 .892 897 757 6 2.81 0.013275 0.015 0.013275 303 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00281 0.011800 0.001474 0.11105 4 0.1110 54 6 0 1 .588 016 275 8 2.76 0.013275 0.015 0.013275 303 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00276 0.011448 0.001827 0.13761 5 0.1376 15 6 0 2 .090 915 651 10 2.72 0.013275 0.015 0.013275 303 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00272 0.011166 0.002109 0.15886 4 0.1588 64 6 0 2 .537 268 492 12 2.7 0.013275 0.015 0.013275 303 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.0027 0.011025 0.00225 0.16948 9 0.1694 89 6 0 2 .776 658 175 14 2.67 0.013275 0.015 0.013275 303 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00267 0.010813 0.002461 0.18542 5 0.1854 25 6 0 3 .157 770 897 16 2.66 0.013275 0.015 0.013275 303 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00266 0.010743 0.002532 0.19073 8 0.1907 38 6 0 3 .291 023 112 18 2.65 0.013275 0.015 0.013275 303 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00265 0.010672 0.002602 0.19605 0.1960 5 6 0 3 .427 533 182 20 2.63 0.013275 0.015 0.013275 303 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00263 0.010531 0.002744 0.20667 4 0.2066 74 6 0 3 .710 710 561 22 2.62 0.013275 0.015 0.013275 303 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00262 0.010460 0.002814 0.21198 7 0.2119 87 60 3.85757824 24 2.62 0.013275 0.015 0.013275 303 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00262 0.010460 0.002814 0.21198 7 0.2119 87 60 3.85757824 26 2.62 0.013275 0.015 0.013275 303 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00262 0.010460 0.002814 0.21198 7 0.2119 87 60 3.85757824 28 2.61 0.013275 0.015 0.013275 303 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00261 0.010390 0.002885 0.21729 9 0.2172 99 6 0 4 .008 104 805 30 2.61 0.013275 0.015 0.013275 303 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00261 0.010390 0.002885 0.21729 9 0.2172 99 6 0 4 .008 104 805 32 2.61 0.013275 0.015 0.013275 303 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00261 0.010390 0.002885 0.21729 9 0.2172 99 6 0 4 .008 104 805

(24)

waktu Λ a0 b0 c~ T Λc~ Λa0 Λ0 a~ Λa~ Λ~ Λ1 a1 c1 Xa Xc Fa+Fb K ( me ni t) ( m S) ( m ol /d m3 ) ( mo l/ dm 3) ( m ol /d m3 ) ( K ) ( s ie me n) ( s ie me n) ( s ie me n) ( m ol /d m3 ) ( si em en ) ( si em en ) ( si em en ) ( mo l/ dm 3) ( m ol /d m3 ) ( ml /m en it ) ( L/ mo l. me ni t) 2 2.43 0 .013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00243 0.009121 0.004154 0.3129 2 0.3129 2 60 7.490 163 422 4 2.47 0 .013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00247 0.009403 0.003872 0.2916 71 0.2916 71 60 6.568 944 572 6 2.51 0 .013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00251 0.009685 0.00359 0.2704 22 0.2704 22 60 5.740 777 908 8 2.53 0 .013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00253 0.009826 0.003449 0.2597 97 0.2597 97 60 5.358 039 936 10 2.55 0 .0 13 275 0.0 15 0.0 13 275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00255 0.009967 0.003308 0.2491 73 0.2491 73 60 4.994 513 315 12 2.55 0 .0 13 275 0.0 15 0.0 13 275 30₃ 0.0011₃₇ 0.0030₁₉ 0.0030₁₉ 0 0 0.0011₃₇ 0.00255 0.009967 0.003308 0.2491₇₃ 0.2491₇₃ 60 4.994 513 315 14 2.56 0 .0 13 275 0.0 15 0.0 13 275 30₃ 0.0011₃₇ 0.0030₁₉ 0.0030₁₉ 0 0 0.0011₃₇ 0.00256 0.010037 0.003237 0.2438₆ 0.2438₆ 60 4.819 591 587 16 2.57 0 .0 13 275 0.0 15 0.0 13 275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00257 0.010108 0.003167 0.2385 48 0.2385 48 60 4.649 048 014 18 2.57 0 .0 13 275 0.0 15 0.0 13 275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00257 0.010108 0.003167 0.2385 48 0.2385 48 60 4.649 048 014 20 2.58 0 .0 13 275 0.0 15 0.0 13 275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00258 0.010178 0.003096 0.2332 36 0.2332 36 60 4.482 751 608 22 2.58 0 .0 13 275 0.0 15 0.0 13 275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00258 0.010178 0.003096 0.2332 36 0.2332 36 60 4.482 751 608 24 2.58 0 .0 13 275 0.0 15 0.0 13 275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00258 0.010178 0.003096 0.2332 36 0.2332 36 60 4.482 751 608 26 2.59 0 .0 13 275 0.0 15 0.0 13 275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00259 0.010249 0.003026 0.2279 24 0.2279 24 60 4.320 576 079 28 2.59 0 .0 13 275 0.0 15 0.0 13 275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00259 0.010249 0.003026 0.2279 24 0.2279 24 60 4.320 576 079 30 2.59 0 .0 13 275 0.0 15 0.0 13 275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00259 0.010249 0.003026 0.2279 24 0.2279 24 60 4.320 576 079 32 2.59 0 .0 13 275 0.0 15 0.0 13 275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00259 0.010249 0.003026 0.2279 24 0.2279 24 60 4.320 576 079

(25)

waktu Λ a0 b0 c~ T Λc~ Λa0 Λ0 a~ Λa~ Λ~ Λ1 a1 c1 Xa Xc Fa+Fb K ( me ni t) ( mS ) ( mol /dm3 ) ( mo l/d m3 ) ( m ol /dm3 ) ( K) ( si em en) ( si eme n) ( si em en) ( mo l/ dm3 ) ( s ie me n) ( si eme n) ( sie me n) ( mo l/d m3 ) ( m ol /dm3 ) ( ml /me nit ) ( L/m ol .me ni t)

2 2.56 0 .013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00256 0.010037 0.003237 0.2438 6 0.24386 60 4.819591587 4 2.57 0 .013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00257 0.010108 0.003167 0.2385 48 0.238548 60 4.649048014 6 2.58 0 .013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00258 0.010178 0.003096 0.2332 36 0.233236 60 4.482751608 8 2.59 0 .013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00259 0.010249 0.003026 0.2279 24 0.227924 60 4.320576079 10 2.5 9 0.01 32 75 0 .01 5 0 .01 32 75 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00259 0.010249 0.003026 0.2279 24 0.227924 60 4.320576079 12 2.6 0.013275 0.015 0.013275 30₃ 0.0011₃₇ 0.0030₁₉ 0.0030₁₉ 0 0 0.0011₃₇ 0.0026 0.010319 0.002955 0.2226₁₁ 0.222611 60 4.162399637 14 2.6 0.013275 0.015 0.013275 30₃ 0.0011₃₇ 0.0030₁₉ 0.0030₁₉ 0 0 0.0011₃₇ 0.0026 0.010319 0.002955 0.2226₁₁ 0.222611 60 4.162399637 16 2.6 0.013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.0026 0.010319 0.002955 0.2226 11 0.222611 60 4.162399637 18 2.6 0.013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.0026 0.010319 0.002955 0.2226 11 0.222611 60 4.162399637 20 2.6 0.013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.0026 0.010319 0.002955 0.2226 11 0.222611 60 4.162399637

(26)

waktu Λ a0 b0 c~ T Λc~ Λa0 Λ0 a~ Λa~ Λ~ Λ1 a1 c1 Xa Xc Fa+Fb K ( me ni t) ( mS ) ( mol /dm3 ) ( mo l/d m3 ) ( mol /dm3 ) ( K) ( si em en) ( si eme n) ( si em en) ( mo l/ dm3 ) ( sie me n) ( si eme n) ( sie me n) ( mo l/d m3 ) ( mol /dm3 ) ( ml /me ni t) ( L/ mol .me ni t)

2 2.5 0.013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.0025 0.009614 0.00366 0.2757 34 0.275734 60 5.93973482 3 4 2.54 0 .013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00254 0.009896 0.003378 0.2544 85 0.254485 60 5.17394909 2 6 2.56 0 .013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00256 0.010037 0.003237 0.2438 6 0.24386 60 4.81959158 7 8 2.58 0 .013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00258 0.010178 0.003096 0.2332 36 0.233236 60 4.48275160 8 10 2.5 9 0.01 32 75 0 .01 5 0 .01 32 75 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00259 0.010249 0.003026 0.2279 24 0.227924 60 4.32057607 9 12 2.6 1 0.01 32 75 0 .01 5 0 .01 32 75 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00261 0.010390 0.002885 0.2172 99 0.217299 60 4.00810480 5 14 2.6 2 0.01 32 75 0 .01 5 0 .01 32 75 30₃ 0.0011₃₇ 0.0030₁₉ 0.0030₁₉ 0 0 0.0011₃₇ 0.00262 0.010460 0.002814 0.2119₈₇ 0.211987 60 3.85757824 16 2.6 2 0.01 32 75 0 .01 5 0 .01 32 75 30₃ 0.0011₃₇ 0.0030₁₉ 0.0030₁₉ 0 0 0.0011₃₇ 0.00262 0.010460 0.002814 0.2119₈₇ 0.211987 60 3.85757824 18 2.6 3 0.01 32 75 0 .01 5 0 .01 32 75 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00263 0.010531 0.002744 0.2066 74 0.206674 60 3.71071056 1 20 2.6 3 0.01 32 75 0 .01 5 0 .01 32 75 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00263 0.010531 0.002744 0.2066 74 0.206674 60 3.71071056 1 22 2.6 3 0.01 32 75 0 .01 5 0 .01 32 75 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00263 0.010531 0.002744 0.2066 74 0.206674 60 3.71071056 1 24 2.6 3 0.01 32 75 0 .01 5 0 .01 32 75 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00263 0.010531 0.002744 0.2066 74 0.206674 60 3.71071056 1 26 2.6 3 0.01 32 75 0 .01 5 0 .01 32 75 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00263 0.010531 0.002744 0.2066 74 0.206674 60 3.71071056 1

(27)

waktu _Λ a0 b0 c~ T Λc~ Λa0 Λ0 a~ Λa~ Λ~ Λ1 a1 c1 Xa Xc Fa+Fb K (menit) (mS) (mol/dm3) (mol/dm3) (mol/dm3) (K) (siemen) (siemen) (siemen) (mol/dm3) (siemen) (siemen) (siemen) (mol/dm3) (mol/dm3) (ml/menit) (L/mol.menit)

2 2.58 0.013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00258 0.010178 0.003096 0.2332 36 0.2332 36 60 4 .48 27 5160 8 4 2.6 0 .013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.0026 0.010319 0.002955 0.2226 11 0.2226 11 60 4 .16 23 9963 7 6 2.61 0.013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00261 0.010390 0.002885 0.2172 99 0.2172 99 60 4 .00 81 0480 5 8 2.62 0.013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00262 0.010460 0.002814 0.2119 87 0.2119 87 60 3.85757824 10 2.62 0.013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00262 0.010460 0.002814 0.2119 87 0.2119 87 60 3.85757824 12 2.63 0.013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00263 0.010531 0.002744 0.2066 74 0.2066 74 60 3 .71 07 1056 1 14 2.63 0.013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00263 0.010531 0.002744 0.2066 74 0.2066 74 60 3 .71 07 1056 1 16 2.63 0.013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00263 0.010531 0.002744 0.2066 74 0.2066 74 60 3 .71 07 1056 1 18 2.63 0.013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00263 0.010531 0.002744 0.2066 74 0.2066 74 60 3 .71 07 1056 1 20 2.63 0.013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00263 0.010531 0.002744 0.2066 74 0.2066 74 60 3 .71 07 1056 1 22 2.63 0.013275 0.015 0.013275 30 3 0.0011 37 0.0030 19 0.0030 19 0 0 0.0011 37 0.00263 0.010531 0.002744 0.2066 74 0.2066 74 60 3 .71 07 1056 1

(28)

LAMPIRAN D

DAFTAR DAN ARTI LAMBANG

A = Luas penampang reactor tubular (cm2₎

aµ = Konsentrasi NaOH dalam tangki umpan (mol/dm3)

ao = Konsentrasi NaOH dalam pencampur umpan (mol/dm3)

a1 = Konsentrasi NaOH excess atau sisa (mol/dm3)

a∞ = Konsentrasi NaOH dalam reactor (mol/dm3)

bµ = Konsentrasi Ethyl acetat dalam tangki umpan (mol/dm3)

bo = Konsentrasi Ethyl acetat dalam pencampur umpan (mol/dm3)

b1 = Konsentrasi Ethyl acetat excess atau sisa (mol/dm3)

Fa = Laju alir NaOH (mol/dm3)