FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS SURABAYA

UJIAN AKHIR SEMESTER GASAL 2010-2011Mata kuliah : Teknik Reaksi Kimia 2Kode : 62B064Hari, tanggal : Selasa, 4 Januari 2011Waktu : 150 menitSifat : terbukaPenguji : Prof. Ir. Lieke Riadi, PhD.

Lie Hwa, ST., MT.

Kerjakan pada lembar soal ini juga, pada kolom yang telah disediakan.

Soal A (90 menit)Soal A-1Sebuah tracer diinjeksikan secara pulsa dalam sebuah reaktor dan konsentrasi tracer keluar reaktor dicatat perubahannya terhadap waktu. Profil konsentrasi tracer (C(t)) yang paling mungkin adalah .................. (lingkari pilihan jawab Anda, jawaban dapat lebih dari satu).

Jurusan Teknik Kimia Universitas Surabaya 1/6

Nama : _________________NRP : _____________Tanda tangan:

t (menit)

C

t (menit)

C

t (menit)

C

t (menit)

C

t (menit)

C

t (menit)

C

Soal A-2Reaksi gas CO2 (gas A) dengan larutan NaOH (cairan B) terjadi dalam sebuah packed bed reactor yang beroperasi secara isotermal pada tekanan tinggi. Pada satu titik dalam kolom harga tekanan parsial CO2 = 90 kPa dengan konsentrasi NaOH = 400 mol/m3. Harga koefisien perpindahan massa fasa gas dan cair: kAg = 2 x 10-4 mol/(m2.dt.Pa) dan kAl = 5 x 10-3 m/dt dengan luas perpindahan massa persatuan volume a = 150 m-1. Konstanta Henry gas CO2 pada kondisi operasi kolom adalah 2 x 104 Pa.m3/mol. Difusivitas gas CO2 dalam lapisan film cairan 2 x 10-9 m2/dt dan difusivitas NaOH dalam lapisan film cairan 3 x 10-9 m2/dt. Konstanta kecepatan reaksi, k = 2 x 10 m3/(mol.dt) dengan fraksi volume cairan terhadap volume reaktor = 0,05. Laju reaksi absorbsinya dapat dihitung dengan persamaan:

A-2-1. Pernyataan berikut yang benar adalah (lingkari pilihan Anda, jawaban yang benar dapat lebih dari satu):

A-2-2. Laju absorbsi CO2 dalam larutan NaOH akan (lingkari pilihan Anda, jawab yang benar dapat lebih dari satu):

Jurusan Teknik Kimia Universitas Surabaya 2/6

PA = 90 kPa

HA = 2 x 104 Pa.m3/mol

PB = 90 kPa

CB = 400 mol/m3

DAl = 2 x 10-9 m2/dt

DBl = 3 x 10-9 m2/dt

fl = 0,95

h. HB = 2 x 104 Pa.m3/mol

i. fl = 0,05

j. DAl = 3 x 10-9 m2/dt

DBl = 2 x 10-9 m2/dt

PB = 10 kPa

CA = 400 mol/m3

a. lebih kecil dari laju absorsi CO2 dalam air murni

b. sama dengan laju absorsi CO2 dalam air murni

c. lebih besar dari laju absorsi CO2 dalam air murni

d. dipengaruhi oleh tekanan parsial gas CO2 dalam kolom

e. dipengaruhi oleh konsentrasi larutan NaOH

f. dipengaruhi oleh luas kontak antar fasa

Nama : _________________NRP : _____________

A-2-3. Hitunglah harga modulus Hatta dan harga Enhancement factor untuk sistem di atas! Dimanakah reaksi terjadi?

A-2-4. Perkirakan harga tahanan film fase gas, tahanan film fase cair dan tahanan badan cairan. Manakah tahanan yang paling besar?

A-2-4. Hitunglah laju reaksi absorbsi gas CO2 dalam larutan NaOH tersebut!

Jurusan Teknik Kimia Universitas Surabaya 3/6

Nama : _________________NRP : _____________

Soal A-3. Partikel karbon yang mengandung inert 40% akan dibakar dengan udara pada tekanan 1,2 atm dan suhu 427oC. Selama proses pembakaran, ukuran partikel karbon dapat dianggap konstan. Densitas partikel 2,5 gram/cm3. Dari hasil percobaan diperoleh data sebagai berikut: Untuk mencapai konversi sempurna, partikel dengan diameter 3 mm membutuhkan waktu 9 menit sedangkan partikel dengan diameter 4 mm membutuhkan waktu 16 menit.

a. Perkirakan tahanan manakah yang mengontrol reaksi pembakaran karbon tersebut! Apakah tahanan difusi melalui lapisan film gas, tahanan difusi melalui lapisan abu ataukah tahanan reaksi kimia pada permukaan?

b. Perkirakan waktu yang diperlukan oleh partikel yang berdiameter 5 mm mencapai konversi 70%!

Jurusan Teknik Kimia Universitas Surabaya 4/6

Nama : _________________NRP : _____________

Soal B

Jurusan Teknik Kimia Universitas Surabaya 5/6

Nama : _________________NRP : _____________Paraf :