Laporan Hetp Jan

7/25/2019 Laporan Hetp Jan

1/18

LAPORAN PRAKTIKUM

OPERASI TEKNIK KIMIA II

ACARA :

HETP

Disusun oleh :

Nama : Janice Nathania

NIM : 011200312

Prodi : TEKNOKIMIA NK!I"

#emester : I$

Kelom%o& : 2

Teman Ker'a : 1( Ahmad "oisus #)i*a

2( #iti +anna

Asisten : ,an-un .asito

#EKO!A+ TIN//I TEKNO!O/I NK!I"

,ADAN TENA/A NK!I" NA#IONA!

O/AKA"TA

201

HETP


2/18

A. TUJUAN

Menentukan nilai Height Equivalent of Theoritical Plate (HETP) atau

tinggi bahan isian dalam suatu kolom yang memberikan perubahan

komposisi sama dengan perubahan komposisi yang dicapai oleh satu plateteoritis atau ekivalen dengan satu plat teoritis.

B. DASAR TEORI

istilasiistilasi adalah suatu operasi untuk memisahkan larutan yang relatif volatil

men!adi komponen"komponen penyusunnya atas dasar perbedaan titik didih

dengan !alan 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 ter!adi dengan penguapan dan dari fasa

uap ter!adi dengan pengembunan yang berlangsung secara simultan. Masing"

masing komponen campuran umpan terdapat di dalam kedua fase itu# hanya

berbeda !umlah relatifnya. Pada larutan ideal volatilitas dapat dikaitkan

langsung dengan tekanan uap murni masing"masing.istilasi banyak digunakan untuk memisahkan campuran cairan agar

men!adi campuran yang lebih murni. $euntungan pemisahan secara distilasi

adalah tidak diperlukannya komponen tambahan# sehingga tidak diperlukan

komponen tambahan# sehingga tidak diperlukan proses lebih lan!ut untuk

menghitung senya%a yang ditambahkan tersebut. &lat 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).


3/18

"eu&s

!o(o

'aktor"faktor penting dalam merancang dan mengoperasikan kolom plat

adalah !umlah plat yang diperlukan untuk mendapatkan pemisahan yang

dikehendaki# diameter kolom# kalor yang diperlukan dalam pendidihan# kalor yang

dibuang pada kondensor# !arak antar plat yang dipilih# dan konstruksi plat.

ambar di ba%ah menun!ukkan diagram neraca bahan untuk contoh umumfasilitas distilasi kontinyu. eraca massa untuk sistem tersebut adalah *

eraca bahan total ' + , -

eraca komponen ' '+ , - -

engan mengeliminasi - dari kedua persamaan di atas# diperoleh *

-.

.

-.

'.

'

=

an eliminasi menghasilkan *

-.

.

'.

.

'

-

=


4/18

m%an

4(4

+asil atas

D(D

+asil 5a6ah

,(,

Pemanas

Pendin-in

KolomDistilas

i

Gambar 1.'asilitas destilasi secara kontinyu

Pengertian HETP

-ahan isian padat dan inert yang memiliki luas permukaan per satuan volume

kolom dapat digunakan sebagai pengganti bubble cap plate. -erapa tinggi bahan

isian dalam kolom yang bisa memberikan suatu komposisi produk pemisahan

campuran tertentu harus dievaluasi.

/uatu kolom dengan bahan isian dibagi"bagi dalam unit"unit atau satuan"

satuan tinggi bahan isian# dimana setiap satuan tinggi bahan isian mampu

menghasilkan uap dan cairan keluar dari satuan ini dalam keadaan setimbang.Menurut definisi# pada satu plat edeal# uap dan cairan yang meninggalkan plat ideal

!uga pada keadaan kesetimbangan fase atau kesetimbangan termodinamik. -erarti

satu satuan unit kolom tersebut ekivalen dengan satu plat ideal. 0nilah konsep

HETP. $arena itu dapat dinyatakan bah%a *

Tinggi bahan isian (Z+!"m#ah $#at i%ea# ata" te&ritis (N ' HETP

Tentu sa!a pernyataan ini berlaku untuk sesuatu operasi pemisahan tertentu#

seperti kolom isian pada operasi penyulingan# absorpsi# dan ekstraksi.

Penggunaan pernyataan HETP diperlukan# karena dapat menggantikan proses

bertingkat berla%anan arah# meskipun dari segi teoritis dipandang kurang

fundamental. HETP harus dievaluasi secara eksperimen# karena HETP berubah oleh

tipe# !enis# ukuran bahan isian# sangat dipengaruhi pula oleh kecapatan aliran

kedua fluida (uap# cairan) maupun kisaran konsentrasi. $arena itu diperlukan

banyak data eksperimen.


5/18

Ea#"asi J"m#ah P#at Te&ritis (N

Tinggi bahan isian (1) ditentukan oleh nilai atau !umlah plat teoritis dan nilai

HETP. 2umlah plat teoritis dapat dievaluasi menurut metode Mcabe"Thiele

(campuran biner) atau persamaan 'enske"3nder%ood.

)et&%e )*Gabe+Thie#e

Persyaratan *

4. alam diagram entalpi"komposisi# garis uap !enuh dan cairan !enuh

keduanya berupa garis lurus dan se!a!ar

5. $ecepatan aliran molal tetap

6. Panas laten penguapan mendekati tetap7. 8ampuran biner# ideal

3ntuk evaluasi !umlah plat teoritis () diperlukan data kesetimbangan

termodinamik atau y versus 9# pada suhu tekanan operasi tertentu. -iasanya mol

fraksi i dalam umpan# produk atas dan ba%ah dan kondisi termal umpan diketahui.

$ita masih perlu melukiskan garis"garis operasi berikut *

4.

4

:

.

n.

4

:

:

4n;

++

+=+

aris operasi atas

4

:

.

+

aris operasi atas ini akan memotong sumbu y pada *

5.

q4

'..q4

q;

+

=

aris q


6/18

q adalah panas untuk menguapkan 4 mol umpan semula men!adi uap#

dibagi panas laten penguapannya. ari nilai q yang didapat# bisa dihitung

lereng garis q yaitu "q


7/18

4

:

.

+

7

3,

3D

8*

Gambar ,.Evaluasi secara grafik

)et&%e -ense+Un%er/&&%

Persyaratan *

4. :efluks total

5. ilai sifat penguapan relatif tetap

6. $ecepatan aliran molal dan penguapan tetap.


8/18

4

avglogC

)

.(4-

.

)-

.(4

.log

min

=

2ika dipakai refluks total# garis operasi

atas dan ba%ah berimpit dengan garis diagonal# dan !umlah plat teoritis minimal

(m). Menurut 'enske"3nder%ood berikut *

avgadalah volatilitas relatif rata"rata +C

-C

o

-P

o

&P

&-C =

untuk campuran biner ideal &-dapat ditentukan dengan persamaan

dengan *

o&P

* tekanan uap murni >at & pada suhu tertentu

o-P

* tekanan uap murni >at - pada suhu tertentu

dalam hal ini komponen >at & adalah lebih volatil dari pada komponen >at -.


9/18

1

2

3

9

;

0. AAT DAN BAHAN

- Bahan

4. &lkohol (Etanol)

5. &quadest

- A#at

4. :angkaian alat destilasi

5. Piknometer

6. eraca analitik

7. &lat"alat gelas

Gambar 2.:angkaian alat percobaan

D. ANG3AH 3ERJA

4. Aarutan umpan di buat dengan konsentrasi D? tertentu sebanyak F?? ml

5. $omposisi campuran biner dievaluasi dengan cara mengukur densitasnya

3eterangan 4

4. Pemanas listrik

5. Aabu leher tiga6. Thermometer

7. $olom isianF. $ran refluksD. Penampung

destilat

;( Pendingin tegak


10/18

6. Aarutan umpan sebanyak 7F? mA dimasukkan labu leher tiga# kemudian

didistilasi dengan refluks total# sampai keadaan steady. $ondisi ini ditandai

oleh suhu atas dan ba%ah yang konstan.

7. estilat sebanyak 5"6 ml diambil# dan penyulingan dilan!utkan# !uga

dengan refluks total

F. Pengambilan destilat# penyulingan dengan refluks total dilan!utkan dengan

cara sama. /uhu atas dan ba%ah dan %aktu saat pengambilan destilat

supaya dicatat.

D. estilat dan residu diukur densitasnya dan dengan tabel densitas sehingga

konsentrasi dapat diketahui kadarnya.

E. DATA PER0OBAAN

4. $omposisi campuran

&lkohol (methanol) + 6GF ml

&quadest + 44F ml

Total volume umpan + F?? ml

5. Tinggi kolom + F5 cm

6. Tinggi packing + 75 cm

7. /uhu

T aquadest + 6??8

T alkohol + 5G?8

T campuran + 6??8

F. Penentuan densitas

Massa piknometer kosong + G#4DGF gr

Massa pikno , aquades + 47#4G4? gr

Massa pikno , alkohol + 45#7F5 gr

Massa pikno , campuran + 46# 75?G gr

D. /tandar alkohol

&lkohol Massa (gr)

4?? 6#GIF6

? 6#GG7F

G? 6#GGD


11/18

D? 7#?GF4

7? 7#5I?

5? 7#6DI6

? 7#II4?

I. /etelah destilasi

Massa pikno ,

destilat (gr)T destilat (?8) Jaktu

Massa pikno ,

residuT residu (?8)

45#GD66 64 D men. 6 det 46#5D5D 7F

45#GID5 64 5 men. F5 det 46#5I76 7D

45#GGD6 64 6 men. F det 46#5F? 7

45#GFI5 64 5 men. 6G det 46#54?7 7G

45#G467 64 5 men. 56 det 46#64G6 7G

-. PERHITUNGAN

4. Menentukan densitas (K)

Massa aquades + (Massa piknometer , aquades) L massa piknometer

kosong

Massa aquades + (47#4G4? L G#4DGF) grMassa aquades + D#?45F gr

olume piknometer +

)30(Taquades

aquadesmassa0C=

+

ml0387!"#$m%&&'!!0

"#0*'!=

Massa campuran + (massa pikno , campuran) L massa piknometer

kosong

+ (46#75?G L G#4DGF) gr+ F#5F56 gr

ensitas (K) campuran +

"#$m%08&&'!m%!0387

"#*'*3'=

Massa alkohol + (massa pikno , alkohol) L massa piknometer kosong

Massa alkohol + (45#7F5 L G#4DGF) gr

Massa alkohol + 7#65DI gr


12/18

ensitas (K) alkohol +

+,./mee#1/%ume

a%/2/%massa

+

"#$m%07!&'m%!0387

"#3*!7=

engan cara yang sama untuk deret standar alkohol maka diperoleh hasil

sebagai berikut*

&lkohol Massa (gr) olume piknometer

(ml)

ensitas (gr


13/18

engan cara yang sama untuk data setelah destilasi diperoleh hasil sebagaiberikut*

ensitas

destilat

$adar destilat ensitas

residu

$adar residu

?#G?7?G6 6#F?I ?#G76FID ID#7

?#G?D55 5#I?I ?#G7FF46 IF#D

?#G?G?55 4#I4 ?#G7G74 I7#5

?#G?6?6G ?#54I ?#G6764 I#5

?#IFF6I D#5F6 ?#GF5I I5#D

6. Menentukan fraksi mol

'raksi mol umpan (f) secara praktek

f +

)A,#M#

)ada#-(+,./1/%um+a.()

A%/2/%M#

ada#+,./1/%um+a.(

)a%/2/%M#

ada#+,./1/%5um+a.(

+

+

)8

)'*7370(0387!8&&'!0()

07!

'*73700387!8&&'!0(

)

07!

'*73700387!8&&'!0(

+

+

3030m/%*070

m/%0!*0=

'raksi mol destilat (d)

d +

)A,#M#

)ada#-(+,./1/%des,%a()

A%/2/%M#

ada#+,./1/%des,%a(

)a%/2/%M#

ada#+,./1/%5des,%a(

+

@ 0>9


14/18

+

)8

)&3'070(0387!800830()

07!

&3'0700387!800830(

)07!

&3'0700387!800830(

+

+

8&0&'0m/%0!!80

m/%0&8''0=

engan cara yang sama untuk data setelah destilasi diperoleh hasil sebagai

berikut*

ensitas

destilat

$adar destilat d

?#G?7?G6 6#F?I ?#G7?F

?#G?D55 5#I?I ?#G657?4

?#G?G?55 4#I4 ?#G4I6D?#G?6?6G ?#54I ?#IG5IF6

?#IFF6I D#5F6 ?#?65

'raksi mol residu (b)

b+

)

A,#M#

)ada#-(+,./1/%#es,du()

A%/2/%M#

ada#+,./1/%#es,du(

)a%/2/%M#

ada#+,./1/%5#es,du(

+

+

)8

)7!0(0387!83'!70()

07!

7!00387!83'!70(

)07!

7!00387!83'!70(

+

+

''80m/%'*'0

m/%0870=

engan cara yang sama untuk data setelah destilasi diperoleh hasil sebagai

berikut*

ensitas

residu

$adar residu b

?#G76FID ID#7 ?#FFG7DG


15/18

?#G7FF46 IF#D ?#F7ID5D

?#G7G74 I7#5 ?#F544I

?#G6764 I#5 ?#D?GD4

?#GF5I I5#D ?#F?GDFI

Menentukan C avg

/uhu destilat 64?8

Tekanan dihitung berdasarkan tabel 5"4? (PerryNs 8hemical Hand -ook)

&lkohol

&quadest

C destilat (Cd)

Cd+

038'mmH"'3

mmH"0'7*0==

aquadestP

alkoholPo

/uhu residu 7I#5?8

&lkohol

21


16/18

&ir

C residu (Cb)

Cb+

'3!mmH"*80mmH"833! ==aquadestP

alkoholPo

o

C avg +

78'3!038' == bd

log C avg + log 7#IG + ?#DI

Menentukan !umlah plat teoritis minimal (min) dan HETP

min +

%/"

)(

)(%/"

avg

XdXb

XbXd

+

!7&0

)8&0&'0(''8!80

)''8!80(8&0&'0%/"

+ ?#7F

HETP +

cmcm

3&3'0

*

N

,s,a.6a2a.T,."",

m,.

==

;0 ;>


17/18

G. PE)BAHASAN

Pada praktikum ini dilakukan dengan tu!uan untuk menentukan besarnya

nilai Height Equivalent of Theoritical Plate (HETP). ilai HETP ini merupakan

nilai yang menun!ukkan besarnya tinggi bahan isian dalam suatu kolom yang

memberikan perubahan komposisi sama dengan perubahan komposisi yang

dicapai oleh satu plate teoritis atau ekivalen dengan satu palte teoritis.Pertama# alat di rangkai sesuai dengan gambar di alat di petun!uk praktikum#

!ika telah di susun# larutan umpan dengan konsentrasi F? .3mpan yang

digunakan dalam percobaan ini adalah campuran antara alkohol dengan

aquadest dengan volume alkohol 6GF ml dan aquadest 44F ml. ipilihnya

bahan alkohol karena bahan tersebut mempunyai titik didih yang lebih

rendah dibandingkan dengan aquadest sehingga dapat dilakukan destilasi

karena adanya perbedaan titik didih tersebut.

alam menentukan HETP# harus diketahui tinggi bahan isian yang

digunakan serta !umlah plat teoritis. 2umlah plat teoritis () dapat dievaluasi

menurut metode Mc. 8abe"Thiele dan metode 'enske"3nder%ood. alam

percobaan ini digunakan metode 'enske"3nder%ood karena dalam percobaan

ini dilakukan refluks total # sifat penguapan tetap (suhu tetap)# dan

kecepatan aliran molal tetap.ari hasil perhitungan diperoleh bah%a nilai HETP dalam kolom yang

memberikan perubahan komposisi sama dengan perubahan komopsisi yang

dicapai oleh satu plat teoritis adalah 6#66 cm.

alam percobaan penentuan besarnya nilai HETP ada beberapa hal yang

perlu diperhatikan# diantaranya adalah*

4. Pada saat proses destilasi berlangsung# dipastikan tidak ada alkohol yang

keluar melalui sambungan karena alkohol sangat volatil. Hal ini dapat

dicegah dengan memberikan vaselin pada setiap sambungan.

5. 0sian kolom diusahakan dalam kondisi kering sebelum digunakan# agar

tidak mempengaruhi destilat dan residu.

6. Pengukuran densitas destilat dan residu pada suhu kamar. Tidak dilakukan

pengukuran pada saat destilat dan residu masih panas karena akan

mempengaruhi hasil penimbangan.

H. $E/0MP3A&


18/18

4. ilai HETP berdasarkan percobaan adalah 6#66 cm.

0. &'T&: P3/T&$&

4. Jasito# -angun. 5?47. Petun!uk Praktikum Bperasi Teknik $imia 00.

;ogyakarta* /TT"-&T&.

5. Poling# -ruce E# dkk. 5??G. PerryNs Hand -ook* /ection 5 8hemical and

Physical ata Gth Edition. Mc. ra% Hill.6. Perry :. H.# reen .# PerryNs 8hemical EngineerNs Hand -ook# /i9th

Edition# 4GG# Mcra%"Hill# Tokyo;ogyakarta# ?F 2uni 5?47

&sisten# Praktikan#

-angun Jasito 2anice athania

Documents

Laporan Hetp Jan