Ujian Akhir Semester MA Termodinamika - Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Indonesia Senin, 20 Mei 2018, Pk. 09.00-12.00, Ruang S405, Pengajar: Kamarza Mulia, Ph.D.

Ujian Akhir Semester

MA Termodinamika - Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Indonesia Senin, 20 Mei 2018, Pk. 09.00-12.00, Ruang S405, Pengajar: Kamarza Mulia, Ph.D.

Soal 1 (25)

Plot Ln (K) sebagai fungsi 1/T, dengan K sebagai tetapan kesetimbangan reaksi (equilibrium constant), diberikan pada Gambar 1. Dengan memperhatikan plot tersebut, jawablah pertanyaan- pertanyaan berikut:

a) Jika 1 mol hidrogen direaksikan dengan 1 mol oksigen. tentukanlah komposisi pada suhu 900 K. Asumsikan bahwa kesetimbangan reaksi tercapai.

b) Jika 1 mol CO direaksikan dengan 1 mol H2O menjadi CO2 dan H2, tentukanlah komposisi (dalam mol) pada suhu 900 K. Asumsikan bahwa kesetimbangan reaksi tercapai.

c) Reaksi hidrogen dengan oksigen memiliki nilai ln(K) >4. Ppencampuran 1 mol masing-masing gas pada suhu 900 K tidak menghasilkan air (H2O). Berikanlah penjelasan.

d) Tentukanlah perubahan entalpi reaksi pada keadaan standar untuk reaksi hidrogen dengan oksigen dengan dua cara:

secara grafikal menggunakan Gambar 1 dan menggunakan data entalpi pembentukan standar yang diberikan pada buku Smith dan van Ness.

e) Jika reaksi A menjadi B adalah reaksi endotermik, maka reaksi tidak harus selalu dilakukan pada suhu yang tinggi.

Mengapa tidak?

Soal 2 (25)

Elpiji adalah nama dagang yang digunakan oleh PERTAMINA untuk Liquified Petroleum Gases (LPG). Diketahui komposisi cairan yang berada pada kesetimbangan dengan uap cair Elpiji didalam tabung adalah 30 %-mol C3H8 dan 70 %-mol n- C4H10. Jika tabung Elpiji disimpan pada suhu ruang (25C), tentukanlah tekanan gas Elpiji didalam tabung dalam kPa.

Sistem mengikuti hukum Raoult. Tekanan uap jenuh masing-masing komponen diberikan oleh persamaan Antoine sebagai berikut :

Log10 p^sat = a - b/(t+273.1), dengan satuan p^sat dalam mmHg dan t dalam *C.

Konstanta a dan b tidak diberikan tetapi sebagai gantinya anda diberikan data suhu kritis dan suhu didih pada tekanan 1 atm (normal boiling point atau NBP)

Fluida Titik kritis Tekanan kritis NBP propana 370 K 42.7 bar -42 C n-butana 425 K 38 bar 272.7 K Soal 3 (20)

Diagram fasa dalam bentuk tekanan sebagai fungsi komposisi pada dua suhu berbeda untuk campuran CO2-C3H8 diberikan pada Gambar 2. Dengan memperhatikan diagram tersebut, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut:

a) Campuran biner CO2 (1) - C3H8 (2) dengan fraksi mol CO2 sebesar 0.4 mengalir kedalam bejana (flash chamber). Suhu dan fraksi mol uap dalam bejana adalah 30



C dan 0.5. Berapakah tekanan dalam bejana? Tentukanlah komposi uap jenuh dan cairan jenuh yang meninggalkan flash chamber

b) Apakah campuran ini mengikuti hukum Raoult? Jika tidak apakah terjadi dari deviasi positif atau deviasi negatif dari hukum Raoult? Kalau terjadi deviasi jelaskanlah penyebabnya.

 

Soal 4 (20)

Diagram fasa kloroform (1)-1,4 dioksan (2) pada suhu tertentu ditunjukkan pada Gambar 3. Tentukanlah parameter persamaan Margules untuk kloroform and dioksan untuk suhu tersebut secara grafis mengikuti prosedur Smith dan van Ness. Cukup gunakan 4 data P-x-y.

Soal 4 (10)

Tentukan koefisien A, B, dan C dari polinomial pangkat tiga berikut: V³ + AV² + BV + C = 0 yang diturunkan dari persamaan kubik van der Waals

     

  Gbr 1. 

Gbr 2. 

Gbr 3.