thermo file
- 4. PENYELESAIAN Basis: 1 mol CH4 2 mol H2O Reaksi utama: CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) (1) Reaksi samping: CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) (2)
- 5. i i Hf298 A 103 B 106 C 10-5 D CH4 1 74.520 1,702 9,081 2,164 0,000 H2O 1 241.818 3,470 1,450 0,000 0,121 CO 1 110.525 3,376 0,557 0,000 0,031 H2 3 0 3,249 0,422 0,000 0,083 Reaksi (1): CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)
- 6. i i Hf298 A 103 B 106 C 10-5 D CO2 1 393.509 5,547 1,045 0,000 1,157 H2 1 0 3,249 0,422 0,000 0,083 H2O 1 241.818 3,470 1,450 0,000 0,121 CO 1 110.525 3,376 0,557 0,000 0,031 Reaksi (2): CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
- 7. CH4 H2O CO H2 CO2 Awal 1 2 0 0 0 Reaksi (1) 1 1 1 3 0 Reaksi (2) 0 x x x x Sisa 0 1 x 1 x 3 + x x Total = (1 x) + (1 x) + (3 + x) + x = 5 Fraksi mol CO = 174,0 5 x1 x = 0,13 1 mol CH4 habis bereaksi Misal CO yang bereaksi menurut reaksi (2) adalah x, maka: CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
- 8. CH4 H2O CO H2 CO2 Awal 1 2 0 0 0 Reaksi (1) 1 1 1 3 0 Reaksi (2) 0 0,13 0,13 0,13 0,13 Sisa 0 0,87 0,87 3,13 0,13
- 9. 緒 P298R HHHH 298 K
- 10. 42058130 298 molCH/JH I 緒 Panas reaksi pada 298 K Reaksi 1: CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) Reaksi 2: CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) molCO/JH II 411660 298 緒 298H GABH 298 =(1 mol CH4)* + (0.13 mol CO)* =(1) (205813) + (0.13) (-41166) = 200461,4 J )H( I 0 298 )H( II 0 298 Perhitungan PR buktikan lengkap dgn reaksinya:
- 11. Panas sensibel reaktan (600 K 298 K) 駕ワ 緒緒 0 i 0 i T T i Pi i T T P iR dT R Cn RdT R C RnH 22 0 i ii 0 i ii TT 2 Bn TTAnR T 1 T 1 DnTT 3 Cn 0i ii 33 0 i ii
- 12. i ni A 103 B 106 C 10-5 D CH4 1 1,702 9,081 2,164 0,000 H2O 2 3,470 1,450 0,000 0,121 n 8,642 11,981 2,164 0,242 642,8An i ii 緒 3 i ii 10981,11Bn 器緒 6 i ii 10164,2Cn 器緒 5 i ii 10242,0Dn 器緒 Catt: tdk negatif krn ini perhit panas sensibel bukan perhit panas reaksi pada suhu lain
- 13. 緒 600298642,8314,8HR 223 60029810981,11 器 Jika dimasukkan ke persamaan untuk HR (reaktan): = -34390 J 336 60029810164,2 器 削 器 600 1 298 1 10242,0 5
- 14. Panas sensibel produk (298K 1300K) 駕ワ 緒緒 T T i Pi i T T P iP 0 i 0 i dT R Cn RdT R C RnH 2 0 2i ii 0 i ii TT 2 Bn TTAnR 0i ii 3 0 3i ii T 1 T 1 DnTT 3 Cn
- 15. i ni A 103 B 106 C 10-5 D CO2 0,13 5,547 1,045 0,000 1,157 H2O 0,87 3,470 1,450 0,000 0,121 CO 0,87 3,376 0,557 0,000 0,031 H2 3,13 3,249 0,422 0,000 0,083 847,16An i ii 緒 3 i ii 10203,3Bn 器緒 0Cn i ii 緒 5 i ii 10188,0Dn 器緒
- 16. 緒 2981300847,16314,8HP 223 298130010203,3 器 Jika dimasukkan ke persamaan untuk HP (produk): = 162940 J 削 器 298 1 1300 1 10188,0 5 緒 P298R HHHH = -34390J+ 200461J + 162940 J = 329011J = 329,01kJ Krn Ws=0, Ek+Ep diabaikan mk Q= =329,01kJH
- 17. CONTOH SOAL 4.9 Sebuah boiler menggunakan bahan bakar minyak kualitas tinggi (hanya berisi hidrokarbon) yang memiliki panas pembakaran standar 43.515 J g-1 pada 25C dengan CO2(g) dan H2O(l) sebagai produk. Bahan bakar minyak masuk ke ruang pembakaran pada 25C. Udara dianggap kering. Gas hasil pembakaran keluar dari boiler pada 300C, dan analisis komposisi rata-ratanya adalah (basis kering) 11,2% CO2, 0,4% CO, 6,2% O2 dan 82,2% N2. Berapa bagian dari panas pembakaran yang ditransfer sebagai panas ke boiler?
- 18. CONTOH SOAL 4.9 Sebuah boiler menggunakan bahan bakar minyak kualitas tinggi (hanya berisi hidrokarbon) yang memiliki panas pembakaran standar 43.515 J g-1 pada 25C dengan CO2(g) dan H2O(l) sebagai produk. Bahan bakar minyak masuk ke ruang pembakaran pada 25C. Udara dianggap kering. Gas hasil pembakaran keluar dari boiler pada 300C, dan analisis komposisi rata-ratanya adalah (basis kering) 11,2% CO2, 0,4% CO, 6,2% O2 dan 82,2% N2. Berapa bagian dari panas pembakaran yang ditransfer sebagai panas ke boiler? PENYELESAIAN Dari soal terlihat bhw panas pembakaran standar dalam J/g Sehingga perlu dicari massa bahan bakar. Krn data gas keluar cukup lengkap, maka dijadikan basis hitungan. Basis: 100 mol gas hasil pembakaran kering: CO2 11,2 mol CO 0,4 mol O2 6,2 mol N2 82,2 mol ------------------------ Total 100,0 mol
- 19. Bahan bakar hanya hidrocarbon (senyawa H & C saja) Menentukan mol H2 dalam bahan bakar: dapat dilihat dari perkiraan persamaan reaksi pembakaran sempurna berikut: ... CnHm + .... O2 .... CO2 + .... H2O Dari pers reaksi ini terlihat bhw mol H dlm bhn bakar harus sama dgn mol H dalam H2O yg terbentuk, krn satu- satunya sumber H dalam produk air adalah dari bahan bakar. Shg harus dicari mol H2O Mol H2O yg terbentuk dpt dihitung dari neraca massa oksigen
- 20. Neraca massa oksigen: Masuk sebagai O2 (dalam udara) = 79 21 2,82 = 21,85 mol Masuk: Keluar: Dalam CO2 CO2 C + O2 = 11,20 mol Dalam CO CO C + 遜 O2 =遜 0,40 mol = 0,2 mol O2 dalam sisa = 6,20 mol ---------------------------------------------------------------------------------------------- Total Oksigen di luar H2O = 17,6 mol Jd oksigen yg bereaksi membentuk H2O = 21,85 17.6 = 4.25 mol H2 + 遜 O2 H2O H2O yang terbentuk = 2 x 4.25 mol = 8.5 mol mol H2 dlm air = 8.5 mol, shg jumlah mol H H2 H(+) + H(+) =2x8.5 = 17 mol Mol H pd bahan bakar juga = 17 mol
- 21. Menentukan mol C dlm bhn bakar dari NERACA massa C Keluar: Sebagai CO2 = 11,20 mol Sebagai CO = 0,40 mol --------------------------------------- Total = 11,60 mol Masuk: Mol C masuk = mol C keluar = 11,60 mol Karena mol H dan C telah diketahui maka: Rumus molekul bahan bakar = C11,6H17
- 22. C dan H semuanya berasal dari bahan bakar, sehingga total berat bahan bakar yang masuk adalah = (11,60) (12) + (17,0) (1) = 156,2 g Jika semua bahan bakar terbakar sempurna membentuk CO2(g) dan H2O(l) pada 25C, maka panas pembakarannya adalah: Ini panas maksimal yg seharusnya... J.g.gJ.H 0406797215651543298 緒緒 Reaksi pembakaran jika bahan bakar terbakar sempurna membentuk CO2(g) dan H2O(l) adalah: C11,6H17(l) + 15,85 O2(g) 11,6 CO2(g) + 8,5 H2O(l) H298 = 43.515 J/g
- 23. Analisis hasil pembakaran menunjukkan bahwa pembakaran berlangsung tidak sempurna (karena terbentuknya CO) dan H2O berupa gas bukan cairan. Reaksi yang terjadi: C11,6H17(l) + 15,65 O2(g) 11,2 CO2(g) + 0,4 CO(g) + 8,5 H2O(g) Panas reaksi untuk reaksi tersebut dapat dihitung dengan menggunakan berbagai panas reaksi yang telah diketahui datanya. Catt: Reaksi sempurna: C11,6H17(l) + 15,85 O2(g) 11,6 CO2(g) + 8,5 H2O(l)
- 24. Reaksi di atas merupakan penjumlahan dari reaksi2 sbb.: C11,6H17(l) + 15,85 O2(g) 11,6 CO2(g) + 8,5 H2O(l) 8,5 H2O(l) 8,5 H2O(g) 0,4 CO2(g) 0,4 CO(g) + 0,2 O2(g) Panas reaksi standar total pada 25C: J.,.,..H 74063094098428258012440406797298 緒緒 C11,6H17(l) + 15,65 O2(g) 11,2 CO2(g) + 0,4 CO(g) + 8,5 H2O(g) Ha Hb Hc (a) (b) (c) ?
- 25. Ha = - 6797.040 J liquid2gas2 OH 0 298,fOH 0 298,f 0 b HHmol5,8H 器緒 Panas laten penguapan = Hvap
- 26. Reaktan pada 1 bar dan 25C: fuel 156,2 g O2 21,85 mol N2 82,20 mol Produk pada 1 bar dan 300C: CO2 11,2 mol CO 0,4 mol H2O 8,5 mol O2 6,2 mol N2 82,2 mol PH 298H Produk pada 1 bar dan 298K: CO2 11,2 mol CO 0,4 mol H2O 8,5 mol O2 6,2 mol N2 82,2 mol
- 27. ワ 緒緒 T T i Pi i T T P iP 0 i 0 i dT R Cn RdT R C RnH 件 э ワ 0i ii 3 0 3i ii 2 0 2i ii 0 i ii T 1 T 1 DnTT 3 Cn TT 2 Bn TTAnR 142,384An i ii 緒 3 i ii 10134,76Bn 器緒 0Cn i ii 緒 5 i ii 100617,10Dn 器緒 緒 15,29815,573142,384314,8HP 器器 15298 1 15573 1 10645015298155731013476 5223 ,, ,,,, Jika dimasukkan ke persamaan untuk HP: = 940.660 J
- 28. 緒 P298 HHH = 6309.740 + 940.660 = 5369.080 J Proses pembakaran ini merupakan proses alir tunak dengan: WS = 0 EK = 0 EP = 0 Maka: H = Q Q = 5369.080 J merupakan panas yang ditransfer ke boiler Jadi fraksi panas pembakaran yang ditransfer ke boiler adalah: %,% . . 079100 0406797 0805369 緒器
- 29. PR SOAL 4.29 & 4.32 SMITH VAN NESS