Dokumen tersebut membahas tentang persamaan keadaan gas dan cairan, termasuk persamaan gas ideal, gas nyata, persamaan virial, persamaan Van der Waals, Redlich-Kwong, Peng-Robinson, dan teori keadaan yang sesuai. Secara khusus membahas parameter dan cara menyelesaikan persamaan kubik untuk memprediksi volume gas dan cairan.

1. PERSAMAAN KEADAAN

3. Tekanan

5. Tidakadagayaantarmolekul

7. P D liquid dew point liquid +vapor B C vapor bubble point A V GAS NYATA

8. Perbedaanantara gas ideal dan gas nyata Pideal gas > Prealgas Vreal, empty = Vcontainer – Vmolecule Perlufaktorkoreksiuntukmembandingkan Gas nyatadan gas ideal Copressilbility factor (Z)

9. Definisi compressibility factor Volume gas ideal Persamaankeadaan gas nyata

10. PERSAMAAN VIRIAL P > 1,5 bar Jarakantar atom << Interaksi >> Gas Ideal tidakberlaku

11. P C Pc  T > Tc T = Tc T1 < Tc T2 < Tc Vc V Sepanjanggarisisotermal T1: P >>  V << (Contohuntuk steam padatemperatur 200C)

15. Padacontohdiatas: PV = – 117,4 + 196,5 P – 65,37 P2 Secaraumum: PV = a + bP + cP2 + … Jika b  aB’, c  aC”, dst, maka PV = a (1 + B’P + C’P2 + . . . )

16. H2 N2 Udara PV (lbar mol-1) O2 (PV)t* = 22,7118 l bar mol-1 P UNIVERSAL GAS CONSTANT T = 273,16 K (Triple point air)

17. H2 N2 Udara PV (lbar mol-1) O2 (PV)*300K= 25 bar l mol-1 P T = 300 K

18. PV = 0,083145 T Slope = 0,083145 R = 0,083145 bar l mol-1 K-1

19. PV = a (1 + B’P + C’P2+ . . . ) PV = RT(1 + B’P + C’P2 + . . . ) Bentuk lain: PV = RT Untuk gas ideal: Z = 1

20. Compressibility factor untuk gas metana

21. CONTOH SOAL Diketahuikoefisienvirialuntukuapisopropanolpada 200C: B =  388 cm3 mol1 C =  26.000 cm6 mol2 Hitung Z dan V dariuapisopropanolpada 200Cdan 10 bar denganmenggunakanpersamaansbb.: Persamaankeadaan gas ideal Persamaankeadaanvirialdengan 2 suku Persamaankeadaanvirialdengan 3 suku

22. PENYELESAIAN T = 200C = 473,15K R = 83,14 cm3 bar mol1 K1 Persamaan gas ideal Z = 1

23. b) Persamaanvirial 2 suku

24. c) Persamaanvirial 3 suku Persamaandiselesaikansecaraiteratif.

25. Iterasi 1: Sebagaitebakanawaldigunakan V0 = Vgas ideal = 3.934 Iterasi 2:

26. IterasiditeruskansampaiselisihantaraVi Vi-1sangatkecil, atau: Setelahiterasike 5 diperolehhasil: V= 3.488 cm3 mol1 Z = 0,8866

30. Derivatparsialpertamadari P terhadap V Derivatparsialkeduadari P terhadap V

31. Padatitikkritis, keduaderivatsamadengannol: T = Tc P = Pc V = Vc Z = Zc Ada 2 persamaandengan 2 bilangananu (a dan b)

32. Mengapa disebut persamaan kubik? Samakanpenyebutruaskanan: KalikandenganV2 (V – b): PV2 (V – b) = RTV2 – a (V – b)

34. V3 V1 V2 Vliq Vvap

35. PERSAMAAN KEADAAN REDLICH-KWONG Persamaan RK inicukupakuratuntukprediksisifat-sifat gas padakondisi:

36. TEORI CORRESPONDING STATES TEORI CORRESPONDING STATE DENGAN 2 PARAMETER SemuafluidajikadiperbandingkanpadaTrdan Pr yang samaakanmemilikifaktorkompresibilitas yang hampirsama, dansemuapenyimpangandariperilaku gas ideal jugahampirsama temperaturtereduksi tekanantereduksi

37. Itubenaruntukfluidasederhana (Ar, Kr, Xe), tapiuntukfluida yang lebihkomplek, adapenyimpangansistematik, sehinggaPitzerdkk. mengusulkanadanya parameter ke 3, yaitufaktorasentrik,  Faktorasentrikmerupakanukuran non-sphericity (acentricity) darisuatumolekul, dandidefinisikansebagai: padaTr = 0,7 dengan: Tekananuaptereduksi

38. Slope = - 2,3 (Ar, Kr, Xe) Slope = - 3,2 (n-Oktana) 1/Tr = 1/0,7 = 1,435 FAKTOR ASENTRIK

39. PERSAMAAN SOAVE-REDLICH-KWONG

40. PERSAMAAN PENG-ROBINSON Peng & Robinson (1976): mengusulkanpersamaan yang lebihbaikuntukmemenuhitujuan-tujuan: Parameter-parameter yang adaharusdapatdinyatakandalamsifatkritisdanfaktorasentrik. Model harusbisamemprediksiberbagaimacampropertydisekitartitikkritis, terutamauntukperhitunganfaktorkompresibilitasdan density cairan. Mixing ruleharusmenggunakansatubinary interaction parameter yang tidaktergantungpada T, P, dankomposisi. Persamaanharusberlakuuntuksemuaperhitungansemua property dalamproses natural gas.

41. (12)

42. BENTUK UMUM PERSAMAAN KUBIK vdW RK PR SRK (13)

43. BENTUK UMUM

44. PARAMETER UNTUK PERSAMAAN KUBIK

45. AKAR TERBESAR PERSAMAAN KUBIK (Vgas) (14)

46. Persamaandiatasdiselesaikansecaranumerik, dengantebakanawal V0 = RT/P Iterasi 1: Iterasi 2: Iterasi i: Iterasidihentikanjika:

47. AKAR TERKECIL PERSAMAAN KUBIK (Vliquid)

48. Persamaan di atas diselesaikan secara numerik, dengan tebakan awal V0 = b Iterasi 1: Iterasi 2: Iterasii: Iterasidihentikanjika:

49. CONTOH SOAL Tekananuap n-butanapada 350 K adalah 9,4573 bar. Hitung volume molar untuk: Uapjenuh Cairjenuh denganmenggunakanpersamaan RK PENYELESAIAN Untuk n-butana: Tc = 425,1 K Pc = 37,96 bar Tr = 0,8233 Pr = 0,2491 R = 0,083145 L bar mol-1 K-1

50. a. UAP JENUH

51. Tebakanawal: Iterasi 1: = 2,6522 L/mol

52. Iterasi 2: = 2,5762 L/mol Padaiterasike6 dst, : Vuap = 2,5556 L/mol

53. b. CAIR JENUH Tebakan awal: V0 = b = 0,0807 L mol-1 Vliq = 0,1333 L/mol