Termo Vle PDF

Thermodynamics:
Vapor-Liquid Equilibria
Kelompok 2:
Alif A. Gibran
Brilly Cahyo K
Fadhilah Ansyari
Karina Ayuningtyas
Vida Zinia
Part 1
Gambar berikut menunjukkan plot T terhadap komposisi dari campuran biner N2
dan O2 fugasitas pada tekanan 1 bar.
a. Jelaskanlah apa yang terjadi jika campuran

ekuimolar N2 dan O2 diturunkan suhunya
dari 90 K menjadi 74 K pada tekanan 1 bar?
b. Kurva yang manakah yang terletak
dibagian atas daerah dua fasa, kurva titik
gelembung (bubble point curve) atau
kurva titik embun (dew point curve)?.
Part 1
c. Apakah benar bila suhu, tekanan, dan komposisi total diketahui seperti pada
perhitungan p-T flash, maka fraksi uap jenuh dan cairan jenuh serta komposisi
kedua fasa tersebut dapat diketahui. Jika ya, tunjukkanlah secara grafis.
d. Apa yang dimaksud dengan bubble point?
e. Apa yang dimaksud dengan dew point calculation?
f. Gambar ulang plot T-xy tersebuty diatas dengan menggunakan hukum
Raoult.
g. Jelaskanlah mengapa kesetimbangan cair-uap N2 dan O2 dapat diperkirakan
menggunakan hukum Raoult.
h. Bagaimana jika anda ingin menggunakan hukum Raoult untuk campuran biner
yang salah satu komponennya berada pada keadaan superkritik?
Part 1
a. Apa yang terjadi jika campuran ekuimolar N2 dan O2 diturunkan suhunya
dari 90 K menjadi 74 K pada tekanan 1 bar?
Campuran ekuimolar N2 dan O2 dapat diartikan sebagai campuran biner N2 dan
O2 pada komposisi 50:50. Dari grafik dapat diketahui campuran akan berubah
fasa menjadi 100% cair pada suhu 74 K.
Part 1
b. Kurva yang manakah yang terletak di bagian atas daerah dua fasa?
Kurva yang terletak di bagian atas adalah kurva titik embun (dew point curve).
Kurva ini menandakan kondisi uap jenuh campuran yang apabila diberi sedikit
pengaruh berupa penurunan suhu, akan terbentuk first dew dan sistem menjadi
campuran 2 fasa - 2 komponen.
Part 1
c. Apakah benar bila suhu, tekanan, dan komposisi total diketahui seperti
pada perhitungan p-T flash, maka fraksi uap jenuh dan cairan jenuh serta
komposisi kedua fasa tersebut dapat diketahui? Jika ya, tunjukkanlah secara
grafis.
Melalui peninjauan derajat kebebasan “d.o.f = 2 - P + C”, disimpulkan:
Campuran biner kondisi 1 fasa → d.o.f = 3
Campuran biner kondisi 2 fasa → d.o.f = 2
Sesuai prinsip termodinamika, parameter-parameter yang terlibat adalah:
Suhu (T), tekanan (P), dan komposisi (xy). Maka, pernyataan di atas adalah benar
Part 1
b. Apakah benar bila suhu, tekanan,
dan komposisi total diketahui seperti
pada perhitungan p-T flash, maka
fraksi uap jenuh dan cairan jenuh
serta komposisi kedua fasa tersebut
dapat diketahui? Jika ya, tunjukkanlah
secara grafis.
Part 1
d. Apa yang dimaksud dengan bubble point?
Bubble point adalah suhu, pada tekanan tertentu, dimana suatu campuran mulai menguap
(mendidih) atau pertama kali ada fraksi mol di fase uap akibat terbentuknya gelembung
uap pertama kali. Pada temperature bubble point, molekul cairan memiliki cukup energi
kinetik untuk melepaskan diri dari permukaan cairan menuju fase gas.
e. Apa yang dimaksud dengan dew point calculation?

● Dew Point atau titik embun dari suatu uap (gas) adalah titik (temperatur) di mana uap
tepat mulai mengembun, yaitu ketika tetes (drop) cairan pertama mulai terbentuk.
● Dew Point Calculation merupakan suatu metode perhitungan yang biasa digunakan
pada campuran multi-komponen. Metode perhitungan ini dilakukan dengan metode
trial and error untuk mencari nilai Tdew, dan untuk mencari nilai komposisi liquid pada
saat tercapai titik embun (xi) apabila diketahui komposisi dari uap superjenuh
(superheated vapor) dan tekanan, serta mencari nilai Pdew dan xi apabila diketahui
komposisi dari uap superjenuh dan temperatur.
Part 1
f. Gambar ulang plot T-xy tersebut diatas dengan menggunakan hukum
Raoult.
(1) Mencari nilai parameter Antoine (A, B, dan C)
Komponen Parameter Antoine
A B C
N2 6,6495 255,68 266,55
O2 6,6910 319,01 266,697

Part 1
Raoult.
(2) Menentukan batas atas dan bawah kurva (boiling point N2 dan O2)
Menggunakan persaman Antoine:
Membuat tebakan suhu di antara 90,0293 K sampai 74,2933 K

Part 1
Raoult.
(3) Mennghitung tekanan uap N2 dan O2 untuk setiap temperature
Menggunakan persaman Antoine:

Part 1
Raoult.
(4) Mennghitung SE (Squareroot Error Function) supaya diperoleh BublT yang
sesuai untuk setiap titik, dengan error yang diharapkan mendekati nol.
Menggunakan persaman:
Part 1
Raoult.
(4) Plot fraksi (xi dan yi) vs T

Untuk kedua komponen
Part 1
g. Jelaskanlah mengapa kesetimbangan cair-uap N2 dan O2 dapat
diperkirakan menggunakan hukum Raoult!
Syarat suatu fluida biner dapat menggunakan hukum Raoult adalah:
1. Fasa gas campuran harus mengikuri hukum gas ideal
2. Fasa cair campuran harus mengikuti hukum campuran ideal.
O2 dan N2 mendekati campuran ideal. Hal tersebut disebabkan karena keduanya memiliki
besar molekul yang hampir sama dan memiliki daya tarik van der waals yang sama di
antara mereka.
Untuk kesetimbangan cair-uap campuran N2 dan O2 kita dapat menggunakan hukum

Raoult bila sifat yang dimiliki oleh komponen dalam campuran mirip dari segi polaritas,
struktur, isomer, berat molekul. N2 dan O2 memenuhi hal ini.
Part 1
h. Bagaimana jika anda ingin menggunakan hukum Raoult untuk campuran
biner yang salah satu komponennya berada pada keadaan superkritik?
Jika salah satu komponen berada pada kondisi

superkritik → campuran tidak memenuhi syarat
Hukum Raoult
Dapat menggunakan Hukum Raoult termodifikasi,
menggunakan koefisien aktivitas (faktor koreksi yang
dimasukkan pada persamaan Raoult untuk
mengatasi penyimpangan dari asumsi persamaan
tersebut yang mengharuskan fasa gas dan liquid
berada dalam keadaan ideal).
Part 2 - The case of Elpiji
Consider the 12 kg LPG produced by PERTAMINA.
This product is marketed as ELPIJI and contains
equal mass of propane and n-butane (50:50
weight-%). Assume that vapor-liquid equilibrium is
always maintained in the tank, and, the propane and
n-butane mixture behave ideally.
a)..... b)...... c)...... d)......

Part 3 Flash Calculation
The stream from a gas well is a mixture containing 50-mol-% methane,
10-mol-% ethane, 20-mol-% propane, and 20-mol-% n-butane. This stream is
fed into a partial condenser maintained at a pressure of 17.24 bar, where its
temperature is brought to 300.15 K (27°C). Prepare an algorithm that could be
used to solve this problem and then use that algorithm to determine:
a. the molar fraction of the gas that condenses
b. the compositions of the liquid and vapor phases leaving the condenser
Assume that the mixture is an ideal mixture.
Prepare an algorithm that could be
used to solve this problem and then
use that algorithm to determine
1) Mengetahui fraksi mol setiap komponen dalam campuran gas,
tekanan, dan suhu pada kondenser.
Fraksi mol tiap senyawa dalam campuran

Senyawa dalam campuran gas :
gas :
1) Methane Z1 = 0,5
Z2 = 0,1
2) Ethane
Z3 = 0,2
3) n-propane Z4 = 0,2
4) n-butane Tekanan dan suhu condenser
P = 17,24 bar (270 psia);
T = 300,15 K (80,6°F)
2) Menghitung tekanan uap masing-masing komponen (Psat). Umumnya, nilai
Psat dicari dengan Persamaan Antoine,
Senyawa A B C Tmin (oK) Tmax (oK)
Methane 3,7687 395,744 266,681 90,70 120,60
Ethane 3,95405 663,72 256,681 130,40 198,20
Propane 3,92828 803,997 247,04 164,70 247,80
Butane 3,93266 935,773 238,789 295,50 292,10

2) Menghitung tekanan uap masing-masing komponen (Psat).
Data tersebut tidak dapat digunakan pada temperatur 27°C (300oK).

komponen harus dicari menggunakan K-value:
3) Menghitung BublP dan DewP pada keadaan tersebut.
Pdew < P < Pbubble

Sehingga dapat dihitung fraksi uap dan
cair menggunakan flash calculation
4) Menggunakan flash calculation untuk mengetahui fraksi mol dari
gas yang terkondensasi.
Syarat yang digunakan

pada flash calculation
adalah
Menghitung nilai komposisi gas (yi)
Menggunakan solver di Ms.
dengan nilai V yang telah diketahui
Excel diperoleh nilai yang
paling sesuai adalah sebagai
berikut.
fraksi mol yang

terkondensasi
Menghitung nilai komposisi cair (xi)

Part 4A
Explain why Roult’s law is not suitable

for analysis of P-x-y diagram of the
chloroform-1,4 dioxane mixture, based
your explanation on the molecular
structure and molecular interaction
between the molecules.
Part 4A
Gambar Struktur molekul (a) Kloroform (b) 1,4 Dioksana

(Sumber : http://de.wikipedia.org/wiki/)
Hukum Raoult hanya dapat digunakan untuk campuran yang ideal. Dimana syarat
suatu campuran dapat dikatakan ideal adalah ketika campuran tersebut memiliki
besar molekul yang hampir sama dan mempunyai daya tarik intermolekuler yang
sama di antara molekul-molekulnya
Larutan ideal adalah larutan yang gaya tarik menarik
molekul-molekul komponennya sama dengan gaya tarik
menarik antara molekul dari masing-masing
komponennya.
Pada tingkat molekul penyimpangan negatif muncul bila

zat terlarut menarik molekul pelarut dengan sangat kuat,
sehingga mengurangi kecenderungannya untuk lari ke
fase uap. Penyimpangan positif muncul pada kasus
kebalikkannya yaitu bila molekul pelarut dan zat terlarut
tidak saling tertarik satu sama lain
Part 4B
●
Part 4B
Tabel 1. Data perhitungan untuk mencari nilai yi
x1 x2 y1 y2 P
0 1 0 1 -1 2 0 1 15,91
0,1 0,9 0,005958819 0,994041 -0,81 1,61 0,01 0,81 11,66792
0,2 0,8 0,063917181 0,936083 -0,64 1,24 0,04 0,64 8,702136
0,3 0,7 0,255949975 0,74405 -0,49 0,89 0,09 0,49 7,334359
0,4 0,6 0,564236051 0,435764 -0,36 0,56 0,16 0,36 7,886288
0,5 0,5 0,813780915 0,186219 -0,25 0,25 0,25 0,25 10,67963
0,6 0,4 0,936503154 0,063497 -0,16 -0,04 0,36 0,16 16,03607
0,7 0,3 0,982305716 0,017694 -0,09 -0,31 0,49 0,09 24,27733
0,8 0,2 0,996437239 0,003563 -0,04 -0,56 0,64 0,04 35,7251

Gambar Grafik hubungan tekanan dengan komposisi uap
Sumber : datum pribadi
Part 5: Data fitting
using gamma
approach
Amir were assigned to design a
distillation column to separate
binary mixture of methanol and ethyl
acetate. The only information
available was that the distillation
column will operate at 1 bar. From
the internet he found the following
diagram.
Amir knew that the first thing to do is
to be able to reproduce the T-x/y
diagram above. He used the Raoult’s
law but the result was not very good.
a. How could you describe a
Part 5: Data fitting vapor-liquid mixture using phase
using gamma diagram? Explain using two and
three dimensional phase diagram.
approach Differentiate a bubble point, a dew
point and a flash point.
b. Explain the procedure to carry out
BublP, BublT, DewP, and DewT
calculations using Raoult’s law.
Part 5: Data fitting using gamma approach
a) How could you describe a vapor-liquid mixture using phase diagram? Explain
using two and three dimmensional phase diagram. Differentiate a bubble point, a
dew point, and flash point
● Diagram 3 dimensi diatas merupakan

representasi hubungan P-T-xy dari peristiwa
VLE pada campuran dua komponen atau biner
● Pada bagian permukaan bawah disebut
sebagai kondisi saturated vapor (P-T-y1),
sedangkan bagian permukaan atas
menunjukkan kondisi saturated liquid (P-T-x1).
● Titik C1 dan C2 merepresentasikan titik kritis
● Permukaan bawah dan atas (P-T-x1 & P-T-y1)
akan berpotongan di sepanjang garis U-B-H-C2
dan K-A-C1.
● Fasa uap direpresentasikan pada garis KAC1 dan

UBHC2 dengan komposisi yang sama pada diagram
P-T.
● Kurva yang menghubungkan titik C1 dan C2 disebut
dengan titik kritis campuran
● Jika tekanan turun dari titik F hingga G pada suhu
konstan, maka terbentuk titik L (bubble point).
● Pada tekanan dan suhu konstan di titik gelembung L,
diperoleh perpotongan pada titik V. Garis VL ini
menunjukan tie line (fasa uap-cair pada
kesetimbangan)
● Tekanan turun terus menerus pada garis FG

hingga mencapai titik W, maka akan semakin
banyak cairan teruapkan dan cairan disini
cairan murni terbentuk oleh karena itu titik W
disebut sebagai titik embun (dew point)
● Titik flash berada pada kesetimbangan
uap-cairan pada bagian tengant antara garis
gelembung dan garis embun.
Titik Kritis
● Perpotongan diagram 3 dimensi VLE

pada komposisi yang konstan, maka
akan diperoleh grafik P-T seperti
berikut
● Titik kritis pada campuran biner
terjadi diujung kurva dan besarnya
bervariasi tergantung komposisinya.
● Titik kritis disimbolkan dengan C,

dimana tekanan maksimum adalah
M dan suhu maksimal adalah M .

P T
● Penurunan tekanan sepanjang garis
B-D akan disertai penguapan cairan
dari bubble point menuju dew point.
● Terjadi Retrogade Evaporation
b) Explain the procedure to carry out BublP, BublT, DewP, and DewT
calculations using Raoult’s law
● BUBL P: diketahui nilai xi pada T, mencari nilai P dan yi

● BUBL T: diketahui nilai xi dan P, mencari nilai T dan yi
● DEW P: diketahui nilai yi dan T, mencari nilai P dan xi
● DEW T: diketahui nilai yi dan P, mencari nilai T dan xi
BUBL P
BUBL T
BUBL T
DEW P
DEW T
DEW T
Source: Dortmund Data Bank for Methanol-Ethyl Acetate VLE,
[online]
http://www.ddbst.com/en/EED/VLE/VLE%20Ethyl%20acetate%3B
Methanol.php
c. Repeat what Amir

has done
T [K] x1 [mol/mol] y1 [mol/mol]

347.95 0.019 0.079
347.15 0.024 0.093
345.45 0.056 0.181
340.25 0.181 0.384
337.85 0.311 0.492
337.35 0.35 0.52
336.75 0.403 0.557
335.75 0.566 0.64
335.55 0.616 0.675
335.55 0.646 0.678
335.45 0.708 0.711
335.25 0.72 0.716
335.45 0.734 0.717
335.65 0.743 0.732
335.75 0.744 0.733
335.65 0.81 0.779
335.55 0.815 0.784
335.95 0.889 0.846
336.45 0.939 0.903
Using Raoult’s Law to Plot VLE Diagram
● To acquire Psat of each component.

Pi is calculated as the product of
Psat and mole fraction of the
corresponding component. Total of
partial pressures of components
should be equal to the pressure of
desired system, in this case 1 atm =
760mmHg (in respect to the
Component Ai Bi Ci Raoult’s Law)
1 Methanol 8.08097 1582.27 239.7
2 Ethyl Acetate 7.10179 1244.95 217.9
T /°C x1 x2 P1 /mmHg P2 /mmHg P /mmHg y1 y2 y1 + y2
77.04361 0.00 1.00 0.0 760.0 760.0 0.0000 1.0000 1.0000
3. Use Goal Seek 76.15305 0.05 0.95 58.9 701.1 760.0 0.0776 0.9224 1.0000
75.30599 0.10 0.90 114.3 645.7 760.0 0.1504 0.8496 1.0000
tool to find the T 74.49837 0.15 0.85 166.4 593.6 760.0 0.2190 0.7810 1.0000
73.72671 0.20 0.80 215.6 544.4 760.0 0.2837 0.7163 1.0000
values for each 72.98797 0.25 0.75 262.2 497.8 760.0 0.3450 0.6550 1.0000
72.27946 0.30 0.70 306.5 453.5 760.0 0.4032 0.5968 1.0000
variation of mole 71.59884 0.35 0.65 348.5 411.5 760.0 0.4586 0.5414 1.0000
fraction. Mole 70.94401
70.31312
0.40
0.45
0.60
0.55
388.6
426.9
371.4
333.1
760.0
760.0
0.5113
0.5617
0.4887
0.4383
1.0000
1.0000
fractions of liquid 69.70449 0.50 0.50 463.5 296.5 760.0 0.6098 0.3902 1.0000
69.11663 0.55 0.45 498.5 261.5 760.0 0.6559 0.3441 1.0000
and vapor phase 68.54818 0.60 0.40 532.1 227.9 760.0 0.7002 0.2998 1.0000
67.99793 0.65 0.35 564.4 195.6 760.0 0.7427 0.2573 1.0000
(x1, x2 and y1 and 67.46477 0.70 0.30 595.5 164.5 760.0 0.7835 0.2165 1.0000
66.94768 0.75 0.25 625.4 134.6 760.0 0.8229 0.1771 1.0000
y2) should be 66.44574 0.80 0.20 654.2 105.8 760.0 0.8608 0.1392 1.0000
65.9581 0.85 0.15 682.0 78.0 760.0 0.8974 0.1026 1.0000
equal to 1, as 65.48399 0.90 0.10 708.9 51.1 760.0 0.9327 0.0673 1.0000
65.02269 0.95 0.05 734.9 25.1 760.0 0.9669 0.0331 1.0000
shown: 64.57355 1.00 0.00 760.0 0.0 760.0 1.0000 0.0000 1.0000
4. Plot the
following data to
gain the Bubble
and Dew Lines of
methanol (1) and
ethyl acetate (2)
as shown below:
• Activity coefficient is the ratio of chemical activity of a substance to its
molar concentration
• In solutions, activity coefficient is a measure of how much a solution
differs from an ideal solution, that is one in which the chemical
effectiveness of molecules within the solution equals to the theoretical
effectiveness
• Deviations can occur in a
• (-) Negative (where activity coefficient is less than 1) means that the
interactions between molecules alike are stronger than the interactions
between different molecules in a solution
• (+) Positive deviations means that the interactions between molecules
alike are stronger than that of the unlike molecules
Source: Raoult’s Law Ideal, Positive and Negative

Deviations,
https://www.transtutors.com/chemistry-homework-h
elp/solutions/ideal-and-non-ideal-solutions.aspx
e. Explain the Assume we have chosen to use Margules’ Equation. Other choices of
procedure to carry gamma approach includes:
out BublP using one • Wilson
of the activity • van Laar
coefficient models. • UNIQUAC
●
Plotting BublP using Margules Equation
● ● 6. The value of P1sat . 𝛄₁

. x1 will then be
divided by P total of
desired system will
give the yi value.
f. Obtain a much better fit (use the
Processed carried
like the 6 steps
Margules equation)
explained Psat 1 Psat 2 (Ethyl
T (C) x1 [mol/mol] y1 [mol/mol] x2 [mol/mol] y2 [mol/mol]
previously. (Methanol) Acetate)
74.8 0.019 0.079 0.981 0.921 1119.527632 705.4381529

74 0.024 0.093 0.976 0.907 1086.937465 686.7552536
72.3 0.056 0.181 0.944 0.819 1020.285689 648.3620208
1. Step 1 and 2: 67.1 0.181 0.384 0.819 0.616 837.0785861 541.4325808
finding VLE data, 64.7
64.2
0.311
0.35
0.492
0.52
0.689
0.65
0.508
0.48
762.2614246
747.3977625
497.1034287
488.245934
Antoine 63.6 0.403 0.557 0.597 0.443 729.880893 477.7847387
62.6 0.566 0.64 0.434 0.36 701.4469101 460.7502498
coefficients to 62.4 0.616 0.675 0.384 0.325 695.8724759 457.4027177
62.4 0.646 0.678 0.354 0.322 695.8724759 457.4027177
derive Psat shown 62.3 0.708 0.711 0.292 0.289 693.0991468 455.7363041
62.1 0.72 0.716 0.28 0.284 687.5801442 452.4181297
on the following 62.3 0.734 0.717 0.266 0.283 693.0991468 455.7363041
62.5 0.743 0.732 0.257 0.268 698.6550557 459.0740294
table: (Note: xi + yi 62.6 0.744 0.733 0.256 0.267 701.4469101 460.7502498
= 1) 62.5 0.81 0.779 0.19 0.221 698.6550557 459.0740294
62.4 0.815 0.784 0.185 0.216 695.8724759 457.4027177
62.8 0.889 0.846 0.111 0.154 707.0585396 464.1174583
63.3 0.939 0.903 0.061 0.097 721.2516151 472.6221155
Plotting using the Margules equation
x1 [mol/mol] 𝛄₁ 𝛄₂ ln 𝛄₁ ln 𝛄₂
● 0.019 2.87763637 1.031166794 1.056969252 0.030690971
0.024 2.762258948 1.04846206 1.016048804 0.047324386
0.056 2.454516714 1.036791865 0.897929884 0.0361312
0.181 1.963738515 1.076340458 0.674850062 0.073566823
0.311 1.608044312 1.149198294 0.475018728 0.139064563
0.35 1.540212865 1.171889023 0.431920631 0.158616996
0.403 1.467220529 1.20335665 0.383369815 0.18511486
0.566 1.249010177 1.394904363 0.222351379 0.332825856
0.616 1.220086558 1.433674751 0.198921805 0.360240904
0.646 1.168596974 1.540817171 0.155803862 0.432312907
0.708 1.122634073 1.68266866 0.115677775 0.520381021
0.72 1.120609861 1.737070918 0.113873056 0.552200314
0.734 1.092005868 1.808791105 0.088016251 0.592658724
0.743 1.092588693 1.760014261 0.088549829 0.565321912
0.744 1.088262022 1.753892445 0.084581948 0.561837572
0.81 1.066563884 1.963148664 0.064442158 0.674549645
0.815 1.071090175 1.977791576 0.068676985 0.681980857
0.889 1.042822687 2.316152109 0.041931159 0.839907235
0.939 1.03307678 2.60690437 0.032541514 0.958163452
●
A12 = 1.212466955
A21= 1.102436037
x1 x2 𝛄₁ 𝛄₂
● 0
0.05
1
0.95
3.011493
2.960027
1
1.003284
0.1 0.9 2.871898 1.01309
0.15 0.85 2.754566 1.029438
0.2 0.8 2.615771 1.05247
0.25 0.75 2.462976 1.08244
0.3 0.7 2.302956 1.119725
0.35 0.65 2.141549 1.164825
0.4 0.6 1.983528 1.218372
0.45 0.55 1.832602 1.281143
0.5 0.5 1.691489 1.354073
0.55 0.45 1.562041 1.438273
0.6 0.4 1.445405 1.535054
0.65 0.35 1.342184 1.645955
0.7 0.3 1.252597 1.772769
0.75 0.25 1.176627 1.917585
0.8 0.2 1.114156 2.082829
0.85 0.15 1.065085 2.271316
0.9 0.1 1.02945 2.486306
0.95 0.05 1.007534 2.731576
1 0 1 3.011493
T (°C) P1 (mmHg) P2(mmHg) P1sat . 𝛄₁ . x1 P2sat . 𝛄₂ . x2 P total
● 77.0436014 1215.266547 759.9998999 0 759.9998999 759.9998999
71.96226263 1007.456079 640.9424578 149.1048797 610.895019 759.9998987
68.05656249 868.552648 559.9596647 249.439475 510.5605067 759.9999817
65.05765495 773.0439099 503.5180662 319.4101149 440.589744 759.9998589
62.77661906 706.4005876 463.7227975 369.556498 390.4433247 759.9998227
61.07374327 659.8339864 435.6960709 406.288776 353.7111054 759.9998814
59.841709 627.765186 416.2823244 433.7147426 326.2852144 759.999957
58.9956665 606.5063247 403.3594063 454.6019759 305.3980213 759.9999972
58.46710628 593.5330185 395.4515388 470.9156955 289.0842958 759.9999913
58.19998217 587.065361 391.5029316 484.1357614 275.8641922 759.9999537
58.14824346 585.8194944 390.7418271 495.4535179 264.5463868 759.9999047
58.27428247 588.8583863 392.5980228 505.9015175 254.0983427 759.9998602
58.54798816 595.5030577 396.6534474 516.4459651 243.5538619 759.999827
58.94619997 605.2822201 402.6139625 528.0602184 231.9395874 759.9998059
59.4524148 617.9071779 410.2951973 541.7922081 218.2075858 759.9997939
60.05663314 633.2637294 419.617792 558.8366149 201.1631728 759.9997877
60.75524193 651.4154386 430.6088091 580.6228946 179.3768875 759.9997821
61.55081934 672.6137445 443.4066145 608.932312 151.0674564 759.9997684
62.45169373 697.3097388 458.2660689 646.0607537 113.9389818 759.9997355
63.47096599 726.1588382 475.5587 695.0484616 64.95124191 759.9997035
64.62444978 759.9998578 495.7568461 759.9998578 0 759.9998578
T (°C) x1 Y1 = (P1sat . 𝛄₁ . x1)/P

6. Acquire yi values by dividing 77.0436014 0 0
71.96226263 0.05 0.196190631
P1sat . 𝛄₁ . x1 by the desired 68.05656249 0.1 0.328209836
65.05765495 0.15 0.420276467
pressure of 760mmHg to 62.77661906 0.2 0.48625855
acquire the following table 61.07374327
59.841709
0.25
0.3
0.534590495
0.570677293
which will then be used to plot 58.9956665 0.35 0.598160495
58.46710628 0.4 0.619625915
the final T-x/y diagram of 58.19998217 0.45 0.637020739
58.14824346 0.5 0.651912524
methanol 58.27428247 0.55 0.665659891
58.54798816 0.6 0.679534165
58.94619997 0.65 0.694816077
59.4524148 0.7 0.712884484
60.05663314 0.75 0.735311335
60.75524193 0.8 0.763977493
61.55081934 0.85 0.801226726
62.45169373 0.9 0.850079939
63.47096599 0.95 0.914537449
64.62444978 1 0.999999813
Comments on the shape of the
phase envelope shown above
and based your explanation on
the molecular structure and
molecular interaction between
the molecules
Va
Sa p or
tur
Mi ate
Sa xe dv
tur dp ap
ate h a or
All dl s e
liq iqu
uid id
Azeotrope, at 58.5oC,
composition: 6:4
g. Comments on the shape of ● System is non-ideal, existence of azeotrope
the phase envelope shown ● Temperature boils at a fixed ratio (of components) at a
above and based your
point that might be lower or higher than the boiling
explanation on the molecular
structure and molecular points of each components in its pure state
interaction between the ● Positive azeotrope, with boiling point lower than each of
molecules the pure states
○ @ T= 58.5 degrees C
○ constant ratio (6:4)

● Interactions between two methane molecules can be
appropriately viewed as 25 atom-atom interactions:
○ 1 C-C pair interaction, 16 H-H pair interactions, and 8 C-H pair
Methanol molecular interactions interactions
http://www.et.byu.edu/~rowley/VLEfinal/b ● Interactions between two ethyl acetate molecules can be
ackground4.htm
appropriately viewed as 13 atom-atom interactions:
○ 2 C-C, 8 C-H, 2 C-O and 1 O-O
g. Comments on the shape of
● Interactions amongst like and unlike molecules are not
the phase envelope shown
above and based your equal
explanation on the molecular ● All molecules interact though dispersion (also called
structure and molecular London and van Der Waals) forces
interaction between the ● both methanol and ethyl acetate is polar this means:
molecules
○ both molecules are good in dissolving each other
○ the induced charges causes the molecules are at proximate

distance 🡪 repulsive forces
● This repulsive forces between unlike molecules causes
lower e (lower attractions) or higher vapor pressures (of
lower boiling points)
Methanol molecular interactions ● This is why azeotrope of methanol and ethyl acetate VLE
http://www.et.byu.edu/~rowley/VLEfinal/b system is at lower boiling temperature compared to
ackground4.htm
methanol and ethyl acetate in its pure states
Part 6A
Part 6B
Hasil run program untuk P tebakan = 9MPa dan T= 573K
Kemudian input nilai A, B, b pada excel sehingga
didapatkan data pada table berikut.
P (MPa)
7 5.80 0.828167
7.5 6.12 0.816095
8 6.43 0.804015
8.5 6.73 0.791918
8.55 6.76 0.790707
8.65 6.82 0.78253
8.775 6.82 0.779387
9 6.83 0.759439
9.15 6.84 0.747754
9.3 6.85 0.736447
9.5 6.84 0.721927
Part 6C
Explain what is meant by fugacity
and fugacity coefficient using the
following plot of f and as a
function of pressure H2O at
300oC.
❑ Fugasitas (f) menentukan seberapa dekat kondisi suatu gas nyata dengan
kondisi gas ideal. Pada grafik diatas semakin besar tekanan dari suatu gas
maka akan semakin besar juga nilai fugasitasnya (f). Untuk kondisi gas ideal
pada grafik diatas adalah kondisi dimana nilai fugasitasnya sebanding
dengan nilai tekanannya (ditunjukkan oleh garis putus-putus), sedang untuk
gas nyata ditunjukan oleh garis lurus yang jelas
❑ Sedangkan untuk koefisien fugasitas (φ) merupakan besaran tak berdimensi
yang menunjukan perbandingan antara besarnya nilai fugasitas dengan
tekanan gas tersebut
❑ Koefisien fugasitas (φ) menurun dari tekanan nol akibat adanya kenaikan
tekanan. Dengan adanya kenaikan tekanan dan penurunan koefisien
fugasitas (φ) ini menandakan bahwa semakin tinggi tekanan suatu gas
maka kondisinya akan semakin menjauhi kondisi gas ideal.
Part 6D
At what pressure these
requirements apply to water at a
temperature of 300oC ? Is this
pressure equal to the vapor
pressure given in the steam table ?.
Nilai – nilai yang dibutuhkan dalam persamaan berikut
diperoleh dengan melakukan pendekatan pada grafik yaitu
𝒇𝒔a𝒕 senilai 6700 kPa dan 𝚽𝒔𝒂𝒕 sebesar 0,78. Dari kedua nilai
tersebut, nilai Pi sat sebesar 8589,74 kPa.
Nilai yang diperoleh tersebut tidak memiliki perbedaan yang

signifikan dengan nilai Pi sat yang diperoleh dari steam table.
Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa pisat diperoleh
dari steam table.
Berdasarkan steam table, didapatkan nilai Psat pada suhu
300oC yaitu 8577,7kPa = 8577700. Nilai yang didapatkan
dari hasil perhitungan dengan metode secant pada excel
memiliki error 0.84%.
Part 7: VLE models available
List the advantages and disadvantages of using the activity
coefficient approach. First of all, read the paper on VLE “Don’t
Gamble with Physical Properties for Simulations” by Eric C.
Carlson, Chemical Engineering Progress, October 1996, p.
35-46. Is your explanation in Part 5d and 6c consistent with
what is in the paper?
Advantages of using the activity coefficient approach:
Flexibility
It has well-founded basis of data.
Simplicity
Since the data compiled in a specified range and temperature, the
parameters are independent of both.
Wide of applicability
As advance as researches have done, many functional groups are
available to be calculated.
Fast and accurate
Best applied for polar systems
Disadvantages of using the activity coefficient approach:
All components in the mixture must be condensable
Applicable only in a specific range of pressure & temperature
Can’t be applied for mixtures containing polymer
Has limitation by some number of functional groups
(rarely applicable for >10 functional groups)
Well validity only in a low pressure condition
(about P<10 bar
Resources
● Smith, J.M. (2001). Introduction to chemical engineering
thermodynamics. 6th ed. New York: McGrawHill
● Molecular Interactions, Brigham Young University, Ira A.
Fulton College of Engineering, [online] Accessed
through:
http://www.et.byu.edu/~rowley/VLEfinal/background4.ht
m
● Advanced Thermodynamics UNDIP Lecture Notes
[online] Accessed through:
http://tekim.undip.ac.id/staf/istadi/files/2013/11/Advance
Thermodynamics_Materi_6.pdf
● Chem LIbre Texts, 2015, ctivity Coefficients in Mixture
nonelectrolytes, Available: online
http://chemlibretexts.org
● MIT, 2002, Handout on VLE, Available [online] :
www.web.mit.edu

Termo Vle PDF

Diunggah oleh

Hak Cipta:

Format Tersedia

Termo Vle PDF

Diunggah oleh

Informasi Dokumen

Deskripsi Asli:

Judul Asli

Hak Cipta

Format Tersedia

Bagikan dokumen Ini

Bagikan atau Tanam Dokumen

Opsi Berbagi

Apakah menurut Anda dokumen ini bermanfaat?

Apakah konten ini tidak pantas?

Hak Cipta:

Format Tersedia

Termo Vle PDF

Diunggah oleh

Hak Cipta:

Format Tersedia

Thermodynamics:

a. Jelaskanlah apa yang terjadi jika campuran

e. Apa yang dimaksud dengan dew point calculation?

Komponen Parameter Antoine

N2 6,6495 255,68 266,55

O2 6,6910 319,01 266,697

Menggunakan persaman Antoine:

Membuat tebakan suhu di antara 90,0293 K sampai 74,2933 K

Menggunakan persaman Antoine:

(4) Plot fraksi (xi dan yi) vs T

Untuk kesetimbangan cair-uap campuran N2 dan O2 kita dapat menggunakan hukum

Jika salah satu komponen berada pada kondisi

a)..... b)...... c)...... d)......

Fraksi mol tiap senyawa dalam campuran

Senyawa A B C Tmin (oK) Tmax (oK)

Methane 3,7687 395,744 266,681 90,70 120,60

Ethane 3,95405 663,72 256,681 130,40 198,20

Propane 3,92828 803,997 247,04 164,70 247,80

Butane 3,93266 935,773 238,789 295,50 292,10

Data tersebut tidak dapat digunakan pada temperatur 27°C (300oK).

Pdew < P < Pbubble

Syarat yang digunakan

fraksi mol yang

Menghitung nilai komposisi cair (xi)

Explain why Roult’s law is not suitable

Gambar Struktur molekul (a) Kloroform (b) 1,4 Dioksana

Pada tingkat molekul penyimpangan negatif muncul bila

0,1 0,9 0,005958819 0,994041 -0,81 1,61 0,01 0,81 11,66792

0,2 0,8 0,063917181 0,936083 -0,64 1,24 0,04 0,64 8,702136

0,3 0,7 0,255949975 0,74405 -0,49 0,89 0,09 0,49 7,334359

0,4 0,6 0,564236051 0,435764 -0,36 0,56 0,16 0,36 7,886288

0,5 0,5 0,813780915 0,186219 -0,25 0,25 0,25 0,25 10,67963

0,6 0,4 0,936503154 0,063497 -0,16 -0,04 0,36 0,16 16,03607

0,7 0,3 0,982305716 0,017694 -0,09 -0,31 0,49 0,09 24,27733

0,8 0,2 0,996437239 0,003563 -0,04 -0,56 0,64 0,04 35,7251

● Diagram 3 dimensi diatas merupakan

● Fasa uap direpresentasikan pada garis KAC1 dan

● Tekanan turun terus menerus pada garis FG

● Perpotongan diagram 3 dimensi VLE

● Titik kritis disimbolkan dengan C,

M dan suhu maksimal adalah M .

● BUBL P: diketahui nilai xi pada T, mencari nilai P dan yi

c. Repeat what Amir

T [K] x1 [mol/mol] y1 [mol/mol]

● To acquire Psat of each component.

Source: Raoult’s Law Ideal, Positive and Negative

● ● 6. The value of P1sat . 𝛄₁

74.8 0.019 0.079 0.981 0.921 1119.527632 705.4381529

T (°C) x1 Y1 = (P1sat . 𝛄₁ . x1)/P

○ constant ratio (6:4)

○ the induced charges causes the molecules are at proximate

Nilai yang diperoleh tersebut tidak memiliki perbedaan yang

Anda mungkin juga menyukai