Fraksi mol merupakan satuan konsentrasi yang menyatakan perbandingan antara jumlah mol salah satu komponen larutan (jumlah mol zat pelarut atau jumlah mol zat terlarut) dengan jumlah mol total larutan. Fraksi mol disimbolkan dengan χ . Misal dalam larutan hanya mengandung 2 komponen, yaitu zat B sebagai zat terlarut dan A sebagai pelarut, maka fraksi mol A disimbolkan χ A dan χ B untuk fraksi mol zat terlarut.

denganχ A = fraksi mol pelarutχ B = fraksi mol zat terlarutnA = jumlah mol pelarutnA = jumlah mol pelarutJumlah fraksi mol pelarut dengan zat terlarut sama dengan 1.χ A + χ B = 1

Fraksi massa atau fraksi berat sama prinsipnya dengan fraksi mol, namun yang diukur adalah perbandingan antara massa suatu substituen dengan massa keseluruhan campuran.

Berat molekul rata-rata (average molecular weight) campuran M (kg/kmol, lb/lbmol, dll) adalah perbandingan antara massa campuran terhadap jumlah mol pada seluruh komponen.

Hukum Dalton tentang Tekanan ParsialSejauh ini kita hanya memusatkan perhatian pada perilaku zat gas murni saja, namun

kajian eksperimental sangat sering melibatkan campuran gas. Sebagai contoh, untuk mempelajari polusi udara, kita mungkin tertarik pada hubungan tekanan-volume-suhu dari sampel udara yang mengandung beberapa macam gas. Dalam kasus ini, dan semua kasus yang melibatkan campuran gas, tekanan total gas berhubungan dengan tekanan parsial (partial pressure), yaitu tekanan masing-masing komponen gas di dalam campuran. Pada tahun 1801, Dalton merumuskan sebuah hukum, yang dikenal dengan nama hukum Dalton

tentang tekanan parsial (Dalton’s law of partial pressure), yang menyatakan bahwa tekanan total suatu campuran gas merupakan jumlah dari tekanan masing-masing gas itu sendiri.

9.6 LIQUEFACTION PROCESS (PROSES LIKUIFAKSI/PENCAIRAN)Likuifaksi (liquefaction) adalah suatu proses atau kejadian berubahnya sifat tanah dari keadaan padat menjadi keadaan cair, yang disebabkan oleh beban siklik pada waktu terjadi gempa sehingga tekanan air pori meningkat mendekati atau melampaui tegangan vertikal.Likuifaksi dihasilkan jika gas didinginkan sampai temperatur pada daerah 2 phase region. Hal ini dapat dicapai dengan beberapa cara ;

1. Dengan heat exchange pada tekanan tetap2. Dengan proses ekpansi (dimana bisa diperoleh kerja W) 3. Dengan proses Throttling

Ketiga cara ini digambarkan dalam diagram T- S , seperti pada grafik dibawah ini.

Pada proses tekanan tetap ( 1 ), mendekati region 2 phase, dan likuifaksi sangat dekat dengan temperatur tertentu yang harus diturunkan.Proses throttling ( 3) tidak menghasilkan likuid, kecuali jika initial state pada tekanan cukup tinggi , dan temperatur cukup rendah selama proses entalpi konstan , untuk memotong region 2 phase. Hal ini tidak akan terjadi bila initial state nya dititik A. Jika initial state di titik , dimana temperatur nya sama , tetapi tekanannya lebih tinggi dari titik A, kemudian dengan proses ekspansi entalpi konstan (isentalpi ekspansi) proses( ) dihasilkan pembentukan likiud.

Perubahan keadaan dari A ke , sangat mudah dilakukan dengan mengkompres gas hingga ke tekanan final di B, diikuti dengan pendinginan pada tekanan konstan hingga titik

. Likuifaksi dengan ekspansi isentropis sepanjang proses ( 2 ) dapat dilakukan pada tekanan rendah (pada temperatur tertentu) dibanding dengan men throttlingnya. Misalnya , lanjutan proses ( 2 ) dari keadaan awal A , akhirnya dihasilkan likuid.

Proses throttling (3) adalah cara yang umum dipakai pada pabrik komersil skala kecil untuk pencairan gas. Temperatur gas selama ekspansi akan terus turun. Hal ini tentu saja sesuai dengan yang terjadi pada kebanyakan gas pada kondisi tekanan dan temperatur yang umum.

Cara yang paling ekonomis untuk mendinginkan gas untuk dicairkan adalah dengan counter current heat exchange dengan sejumlah porsi gas yang tidak tercairkan dalam proses throttling proses. Ada 2 proses likuifaksi yang dikenal yaitu proses Linde dan proses Claude . Diagram alir proses seperti tergambar berikut :1. Proses Linde

Pada proses Linde, setelah gas dikompress lalu di pre cooled hingga temperatur ambientnya, dan diteruskan dengan refrigerasi. Gas yang temperaturnya rendah dialirkan ke Throttle Valve, sehingga sebagian besar fraksi gas akan mencair.

2. Proses Claude

Pada proses Claude, agar lebih efisien, throttle valve diganti dengan expander.Neraca energi pada proses Claude;

bila ekspander beroperasi secara adiabatis,

Selanjutnya, dari neraca massa nya : , persamaan energi diatas dibagi dengan m4 menjadi sbb ;

jika didefinisikan : dan , maka persamaan diatas diselesaikan untuk z , hasilnya sbb ;

………………...…(9.7)dimana z adalah fraksi aliran masuk sistim heat exchanger yang dapat dilikuifaksi dan x adalah fraksi yang dibelokkan diantara heat exchanger dengan yang melintas lewat expander. Harga x adalah variabel desain mesti dispesifikasi sebelum persamaan (9.7) diselesaikan untuk z.Pada proses Linde ( z = 0 ) , persamaan diatas menjadi :

……………………...(9.8)

Karena itu Proses Linde merupakan juga proses Claude yang terbatas, apabila tidak ada aliran gas tekanan tinggi yang dikirim ke ekspander.Persamaan (9.7) dan (9.8) diperkirakan tidak ada panas yang mengalir dari surrounding kedalam sistim. Hal ini tidak mungkin sepenuhnya benar, karena mungkin saja terjadi kebocoran gas pada temperatur yang sangat rendah, walaupun peralatannya diisolasi sempurna.

Pembuatan, pemanfaatan, penyimpanan O2, H2, N2

OksigenProses Pembuatan OksigenOksigen dapat dibuat dalam skala besar di industri dan dapat juga dalam skala kecil di laboratorium. Dalam skala besar di industri, pembuatan oksigen diperoleh dari destilasi bertingkat udara cair. Prosesnya, mula-mula udara disaring untuk menghilangkan debu lalu dimasukkan ke dalam kompresor. Pada kompresi ini suhu udara akan naik, kemudian didinginkan dalam pendingin. Udara dingin mengembang melalui celah, dan hasilnya adalah udara yang suhunya lebih dingin, cukup untuk menyebabkannya mencair. Udara cair disaring untuk memisahkan karbondioksida dan air yang telah membeku. Kemudian udara cair itu memasuki bagian puncak kolom di mana nitrogen, komponen yang paling mudah menguap, keluar sebagai gas. Pada pertengahan kolom, gas argon keluar dan selanjutnya oksigen cair. Komponen lain yang paling sulit menguap akan terkumpul di dasar. Berturut-turut titik didih normal nitrogen, argon, dan oksigen adalah -195,8, -185,7, dan -183,0°C.

Manfaat Oksigen1. Untuk pernafasan para penyelam, angkasawan, atau penderita penyakit tertentu.2. Dalam industri baja, untuk mengurangi kadar karbon dalam besi gubal.3. Bersama-sama dengan gas asetilena, digunakan untuk mengelas baja.4. Oksigen cair bersama dengan hydrogen cair digunakan sebagai bahan bakar roket

untuk mendorong pesawat ruang angkasa.5. Dalam berbagai industri kimia, untuk mengoksidasikan berbagai zat.6. Digunakan dalam pengolahan besi menjadi baja di tanur terbuka (tanur oksigen).7. Berperan dalam aerasi limbah industri.

Penyimpanan oksigenOksigen sering disimpan sebagai cairan, meskipun digunakan terutama sebagai gas. Penyimpanan cairan kurang besar dan lebih murah dari kapasitas setara dengan tekanan tinggi penyimpanan gas.Sebuah sistem penyimpanan yang khas terdiri dari sebuah tangki kriogenik penyimpanan, satu atau lebih alat penguap, sistem kontrol tekanan, dan semua pipa yang diperlukan untuk fungsi mengisi, penguapan, dan pasokan. Tangki kriogenik dibangun, pada prinsipnya, seperti botol termos. Ada kapal batin dikelilingi oleh kapal luar. Antara kapal adalah ruang melingkar yang berisi media isolasi, dari mana semua udara telah dihapus. Ruang ini membuat panas menjauh dari oksigen cair diadakan di kapal batin. Vaporizers mengkonversi oksigen cair ke dalam keadaan gas. Sebuah berjenis kontrol tekanan kemudian mengontrol tekanan gas yang diumpankan ke proses atau aplikasi. Kapal yang digunakan dalam layanan oksigen cair harus dirancang sesuai dengan kode ASME untuk tekanan dan suhu yang terlibat. Desain pipa harus mengikuti kode yang sama, seperti yang dikeluarkan oleh American National Standards Institute (ANSI).

Sebuah silinder liquid khas kriogenik digambarkan di bawah ini. Ini adalah,, kapal tekanan vakum berjaket terisolasi.Mereka dilengkapi dengan katup pelepas tekanan dan disk pecah untuk melindungi silinder dari tekanan build-up.Kontainer cair beroperasi pada tekanan sampai 350 psig dan memiliki kapasitas antara 80 dan 450 liter cairan. Oksigen dapat ditarik sebagai gas dengan melewati cairan melalui vaporizer internal maupun sebagai cairan di bawah tekanan uap sendiri.

Menyimpan dan menggunakan oksigen cair dengan ventilasi yang memadai. Jangan disimpan di ruang tertutup.Kontainer kriogenik dilengkapi dengan perangkat tekanan-bantuan untuk mengontrol tekanan internal. Dalam kondisi normal wadah ini secara berkala akan melampiaskan produk. Jangan pasang, menghapus, atau mengutak-atik perangkat pelepas tekanan.

NitrogenProses Pembuatan Nitrogen1. FiltrasiPada saat udara dihisap oleh kompresor, terlebih dahulu udara disaring dengan menggunakan filter, agar kotoran atau gas-gas pengotor dari udara bebas dapat disaring dan tidak terikut dalam proses-proses selanjutnya. Contoh gas pengotor : uap air dan karbondioksida, debu juga bisa menjadi zat pengotor pada udara bebas. Zat pengotor ini harus dihilangkan karena dapat menyebabkan penyumbatan pada perlatan,  tingkat bahaya yang dapat ditimbulkan, korosi, dan juga dalam batas-batas tertentu dilarang terkandung dalam spesifikasi produk akhir.2. KompresiAlat yang digunakan yaitu compressor, dimana fungsinya yaitu menaikkan tekanan udara bebas yang diserap sampai 145 – 175 Psig atau sekitar 6 bar.3. Cooling WaterAir umumnya digunakan sebagai pendingin pada industri sebab air tersedia jumlahya dan mudah ditangani. Air juga mampu menyerap sejumlah besar enegi per satuan volume dan tidak mengalami ekspansi maupun pengerutan dalam rentang temperatur yang biasanya dialaminya. Sistem penguapan terbuka merupakan tipe sistem pendingin yang umumnya digunakan dalam plant pemisahan udara.Sebagian industri menggunakan system direct cooler pada proses pendinginannya, dimana

terjadi kontak langsung antara udara dengan air pada sepanjang tray direct cooler. Direct cooler mempunyai kelebihan dari pada proses pendinginan yang menggunakan tube atau shell cooler, dimana temperatur yang bisa dicapai yaitu 2ºC, sedang pada tube atau shell cooler hanya sekitar 8ºC, efek pengguyuran (scrubbing) dari air juga dapat membantu menurunkan kandungan partikel dan menyerap pengotor yang terbawa udara. Namun jika direct cooler tidak terjaga, seperti ∆P tinggi (pada aliran dan udara masuk) dan tinggi cairan (pada aliran air). Oleh karena tingginya perbedaan temperatur yang melalui tray bawah unit, maka pada tray ini sangat mungkin terjadi pembentukan kerak. Untuk alasan itu, water treatment harus bekerja efektif dan tray harus dibersihkan dan diperiksa jika memungkinkan.4. Purrification (Pemurnian)Pada proses ini terdapat proses penyerapan (adsorpsi) terhadap material/zat-zat pengotor dari feed air , diantaranya : uap air, karbon monoksida, karbon dioksida, dan beberapa kandungan hidrokarbon. Pada beberapa industri, menggunakan 2 layer pada vessel pemurnian ini, layer bawah menggunakan alumina untuk menyerap/ mengadsorpsi kandungan uap air dalam udara dan bagian top/atas menggunakan molecular sieve yang bertindak sebagai adsorben untuk menghilangkan karbondioksida.5. Heat Exchanger (Pemindah Panas)Melewati exchanger, udara didinginkan hingga mendekati titik pencairan. Karena udara menjadi dingin, mula-mula uap air akan menjadi deposit, dimulai jadi cairan kemudian berubah menjadi salju halus dengan arah yang berlawanan. Fungsi heat exchanger untuk memudahkan pergerakan panas yang akan dipindahkan aliran panasnya, dari zat yang memiliki panas lebih tinggi menuju daerah yang dingin hingga temperature keduanya sama6. EkspansiUdara yang dingin tersebut diekspansikan atau diturunkan tekanannya sampai tekanan menjadi 70 – 80 psig hingga udara tersebut cair.7. DistilasiPada proses ini final terjadi proses pemisahan antara gas-gas yang terkandung pada udara bebas sebagai umpan melalui perbedaan titik didih (relative volatilitas). Dimana nitrogen memiliki titik didih yang lebih tinggi dibandingkan dengan gas-gas lain yang terkandung dalam udara yaitu   -195. Bila dipisahkan masing-masing gas pada proses vaporisasi (destilasi), maka nitrogen akan cepat menguap dan menghasilkan produk gas yang siap digunakan. Gas nitrogen yang dihasilkan dari proses vaporisasi bisa dirubah bentuk menjadi liquid dengan cara dilewatkan pada kolom-kolomManfaat Nitrogen

1. Untuk pembuatan amonia.2. Untuk membuat atmosfer inert dalam berbagai proses yang terganggu oleh oksigen,

misalnya dalam industri elektronika.3. Sebagai atmosfer inert dalam makanan kemasan untuk memperpanjang masa

penggunaannya.4. Nitrogen cair digunakan sebgai pendingin untuk menciptakan suhu yang sangat

rendah.

Penyimpanan Nitrogen

Menyimpan dan menggunakan produk ini dengan ventilasi yang memadai. Jangan disimpan di ruang tertutup. Kontainer kriogenik dilengkapi dengan perangkat pelepas tekanan untuk mengontrol tekanan internal. Dalam kondisi normal, wadah ini secara berkala akan melampiaskan produk. Jangan pasang, menghapus, atau mengutak-atik perangkat pelepas tekanan. Jangan pernah membiarkan setiap bagian terlindungi dari tubuh untuk datang dalam kontak dengan pipa berisolasi atau peralatan yang berisi produk kriogenik. Logam yang sangat dingin akan menyebabkan daging untuk tetap cepat dan merobek ketika salah satu upaya untuk menarik diri dari itu. Gunakan tangan truk cocok untuk gerakan kontainer. Wadah harus ditangani dan disimpan dalam posisi tegak. Jangan menjatuhkan, tip, atau gulungan kontainer di sisi mereka. Tidak menghapus atau pertukaran koneksi. Hubungi vendor jika Anda mengalami kesulitan operasi katup wadah atau dengan koneksi kontainer. Hentikan penggunaan. Gunakan koneksi yang tepat. JANGAN GUNAKAN adapter!

Gunakan pipa dan peralatan yang dirancang untuk menahan tekanan yang akan dihadapi. Pada sistem penarikan gas, menggunakan katup cek atau alat pelindung lainnya dalam line atau pipa dari wadah untuk mencegah arus balik. Untuk mencegah cairan cryogenic atau gas dingin dari yang terjebak dalam pipa antara katup, pipa harus dilengkapi dengan perangkat pelepas tekanan. Baris Transfer hanya dirancang untuk digunakan dengan cairan kriogenik harus digunakan. Beberapa elastomer dan logam seperti baja karbon dapat menjadi rapuh pada suhu rendah dan akan mudah patah. Bahan-bahan ini harus dihindari dalam pelayanan kriogenik. Disarankan bahwa semua ventilasi disalurkan ke luar gedung atau ruang dalam ruangan berventilasi baik.

HidrogenProses dan Reaksi Kimia Pembuatan HidrogenDalam skala industri, hidrogen dihasilkan dari uap air dengan metana atau hidrokarbon ringan dengan katalis nikel pada suhu 75°C menghasilkan campuran karbon monoksida dan hidrogen. Campuran gas ini disebut “synthesis gas” atau “syngas”. CH4+ H2O → CO + H2 C(coke) + H2O (1000°C) → CO + H2

1. Steam ReformingDalam proses ini, gas alam seperti metana, propana atau etana direaksikan dengan steam (uap air) pada suhu tinggi (700~1000°C) dengan bantuan katalis, untuk menghasilkan hidrogen, karbon dioksida (CO2) dan karbon monoksida (CO). Sebuah reaksi samping juga terjadi antara karbon monoksida dengan steam, yang menghasilkan hidrogen dan karbon dioksida. Persamaan reaksi yang terjadi pada proses ini adalah: CH4 + H2O → CO + 3H2 CO + H2O → CO2 + H2

Gas hidrogen yang dihasilkan kemudian dimurnikan, dengan memisahkan karbon dioksida dengan cara penyerapan. Saat ini, steam reforming banyak digunakan untuk memproduksi gas hidrogen secara komersil di berbagai sektor industri, diantaranya industri pupuk dan hidrogen peroksida (H2O2). Akan tetapi metode produksi seperti ini sangat tergantung dari ketersediaan gas alam yang terbatas, serta menghasilkan gas CO2, sebagai gas efek rumah kaca.

2. Gasifikasi BiomasaMetode yang kedua adalah gasifikasi biomasa atau bahan alam seperti jerami, limbah padat rumah tangga atau kotoran. Di dalam prosesnya, bahan-bahan tadi dipanaskan pada suhu tinggi dalam sebuah reaktor. Proses pemanasan ini mengakibatkan ikatan molekul dalam senyawa yang ada menjadi terpecah dan menghasilkan campuran gas yang terdiri dari hidrogen, karbon monoksida dan metana.Selanjutnya dengan cara yang sama seperti pada steam reforming, metana yang dihasilkan diubah menjadi gas hidrogen. Gasifikasi biomasa atau bahan organik memiliki beberapa keunggulan, antara lain menghasilkan lebih sedikit karbon dioksida, sumber bahan baku yang berlimpah dan terbarukan, bisa diproduksi di hampir seluruh tempat di dunia serta biaya produksi yang lebih murah.3. Gasifikasi Batu BaraGasifikasi batu bara merupakan metode pembuatan gas hidrogen tertua. Biaya produksinya hampir dua kali lipat dibandingkan dengan metode steam reforming gas alam. Selain itu, cara ini pula menghasilkan emisi gas buang yang lebih signifikan. Karena selain CO2 juga dihasilkan senyawa sulfur dan karbon monoksida. Melalui cara ini, batu bara pertama-tama dipanaskan pada suhu tinggi dalam sebuah reaktor untuk mengubahnya menjadi fasa gas. Selanjutnya, batu bara direaksikan dengan steam dan oksigen, yang kemudian menghasilkan gas hidrogen, karbon monoksida dan karbon dioksida.4. Elektrolisa Air (H2O)Elektrolisa air memanfaatkan arus listrik untuk menguraikan air menjadi unsur-unsur pembentuknya, yaitu H2 dan O2. Gas hidrogen muncul di kutub negatif atau katoda dan oksigen berkumpul di kutub positif atau anoda. Hidrogen yang dihasilkan dari proses electrolisa air berpotensi menghasilkan zero emission, apabila listrik yang digunakan dihasilkan dari generator listrik bebas polusi seperti energi angin atau panas matahari.Namun demikian dari sisi konsumsi energi, cara ini memerlukan energi listrik yang cukup besar. Nah, selain keempat metode di atas, masih ada metode lain untuk memproduksi gas hidrogen, yaitu antara lain photoelectrolysis, dekomposisi air pada suhu tinggi (themal decomposition of water),photobiological production, plasmatron, fermentasi bahan organik dan lain-lain.

Manfaat Hidrogen1. Proses produksi methanol, etanol, dan alkohol yang lebih tinggi2. Pembentukan logam dari oksidanya3. Hydrogen sebagai bahan bakar4. Untuk hidrogenasi lemak dan minyak5. Sebagai bahan baker roket6. Mereduksi bijih-bijih besi7. Sebagai gas pengisi balon

Penyimpanan hidrogenGas hidrogen merupakan gas yang sangat reaktif. Bahkan pada konsentrasi 474%, gas hidrogen membentuk campuran eksplosif dengan udara. Campuran tersebut akan spontan meledak karena dipicu oleh api, panas atau sinar matahari. Karena alasan inilah maka penggunaan hidrogen sebagai bahan bakar harus sangat hatihati. Walaupun densitas energi

per gram gas hidrogen lebih besar daripada gasolin, namun densitas energi pervolumenya lebih rendah. Berbagai teknologi penyimpanan gas hidrogen telah dikembangkan dengan mempertimbangkan biaya, berat dan volume, efisiensi, keawetan, waktu pengisian dan pengosongan (charge and discharge), temperatur kerja serta efisiensinya.

1. Tangki bertekanan tinggi Merupakan teknologi yang paling umum dan simpel walaupun secara volumetrik dan grafimetrik tidak efisien. Semakin tinggi tekanan, semakin besar energi per unit volume. Hidrogen tidak terkompresi mempunyai densitas energi 10,7 kJ/L, pada saat dikompresi pada tekanan 750 bar, densitas energinya meningkat menjadi 4,7 MJ/L. Namun masih jauh lebih kecil daripada gasoline, yaitu 34,656 MJ/L.

2. Tangki hidrogen cair (Cryogenic) Pada teknologi ini, gas hidrogen dicairkan pada suhu yang sangat rendah. Pada tekanan 1 atm, dibutuhkan temperatur hingga 22 K. Energi untuk mendinginkan hidrogen cukup energi yang besar, hingga mencapai 1/3 dari energi yang disimpan. Densitas energi hingga mencapai 8,4 MJ/L. Walaupun sangat berat, namun volumenya lebih kecil daripada tangki tekanan tinggi sehingga cocok untuk aplikasi statis.

3. Logam dan alloy Logam atau paduan logam (alloy) menyerupai sponge yang dapat menyerap hidrogen. Hidrogen akan terabsorpsi pada ruang interstitial pada kisi kristal logam sehingga hidrogen tidak mudah terbakar dan lebih aman. Contohnya: TiFe (1,5 wt%) dan Mg2NiH4 (3,3 wt%).

4. Kimiawi Pada metode ini, hidrogen disimpan dalam bentuk senyawa kimia lain yang lebih aman. Pada saat akan digunakan, baru senyawa ini diubah menjadi hidrogen melalui reaksi kimia.

a. Metanol Infrastruktur untuk distribusi metanol sangat mudah karena sama dengan gasolin. Pada saat digunakan, metanol akan diubah menjadi gas H2 dengan melepaskan gas CO dan CO2 .

b. Ammonia Efisiensi volumetrik sedikit lebih tinggi daripada metanol namun bersifat toksik. Harus dikatalisi pada suhu 800900 oC agar dapat melepaskan hidrogen. Biasanya didistribusikan dalam bentuk cair pada tekanan 8 atm.

c. Hidrida logam Merupakan senyawa reaktif yang akan segera melepaskan hidrogen apabila bereaksi dengan air. Contohnya adalah NaH, LiH, NaAlH4 , NaBH4 , LiBH4 , dan CaH2

5. Fisisorpsi: Pada metode ini, hidrogen diadsorpsi pada permukaan bahan berpori seperti nanofiber grafit, nanotube karbon, zeolit dan Metal Organic Framework (MOF)

SOAL5. Selain gas murni, industri tersebut juga menjual gas dalam bentuk campuran. Jika

industri tersebut mendapat pesanan campuran gas yang terdiri dari 30% vol N2, 50% vol CO, 15% vol H2 dan 5% vol O2, bantulah industri tersebut untuk menentukan fraksi berat, fraksi mol, berat molekul rata-rata, tekanan parsial, dan densitas campuran. Buatlah asumsi yang logis jika dibutuhkan.

6. Dalam kunjungan ini, mahasiswa juga belajar mengenai gas cair, salah satu produk dari PT X Indonesia ini. Berdasarkan keterangan yang sudah diperoleh dari industri tersebut, jelaskan bagaimana suatu gas bisa dicairkan.

7. Dari hasil kunjungan pabrik yang sudah dilakukan, berikanlah keterangan singkat tentang gas O2, H2, dan N2 yang Anda ketahui, tentang proses pembuatan, penyimpanan dan pemanfaatannya.

JAWAB5. Basis 100 m3 campuran

Volume N2 = 30 m3, ρ = 1.2506 kg/m3 (STP), Mr = 28.02Volume CO = 50 m3, ρ = 1.250 kg/m3 (STP), Mr = 28.01Volume H2 = 15 m3, ρ = 0.0899 kg/m3 (STP), Mr = 2.016Volume O2 = 5 m3, ρ = 1.4290 kg/m3 (STP), Mr = 32Jumlah volume campuran = 100 m3

Maka,Massa N2 = 30 m3 (1.2506 kg/m3) = 37.518 kgMassa CO = 50 m3 (1.250 kg/m3) = 62.5 kgMassa H2 = 15 m3 (0.0899 kg/m3) = 1.3485 kgMassa O2 = 5 m3 (1.4290 kg/m3) = 7.145 kgJumlah massa campuran = 108.5115 kg

Fraksi massa N 2=37.518

37.528+62.5+1.3485+7.145=0.345751

Fraksi massaCO= 62.537.528+62.5+1.3485+7.145

=0.575976

Fraksi massa H2=1.3485

37.528+62.5+1.3485+7.145=0.012427

Fraksi massaO2=7.145

37.528+62.5+1.3485+7.145=0.065846

Mol N2 = 37.518 kg / 28.02 = 1.338972 molMol CO = 62.5 kg / 28.01 = 2.231346 molMol H2 = 1.3485 kg / 2.016 = 0.668899 molMol O2 = 7.145 kg / 32 = 0.223281 molJumlah mol campuran = 4.462498 mol

Fraksi mol N2=1.338972

1.338972+2.231346+0.668899+0.223281=0.30005

Fraksi mol CO= 2.2313461.338972+2.231346+0.668899+0.223281

=0.500022

Fraksi mol H 2=0.668899

1.338972+2.231346+0.668899+0.223281=0.149893

Fraksi mol O2=0.223281

1.338972+2.231346+0.668899+0.223281=0.050035

Berat molekul rata−rata= jumlah massa campuranjumlah mol campuran

¿ 108.51154.462498

=24.31631

Tekanan parsial N 2=nRT

V=1.338972 mol ×8.314 m3 K−1 mol−1×273 K

30 m3

¿101.3031 Pa

Tekanan parsialCO=nRTV

=2.231346 mol × 8.314 m3 K−1 mol−1× 273 K50 m3

¿101.2907 Pa

Tekanan parsial H 2=nRT

V=0.668899 mol × 8.314 m3 K−1mol−1× 273 K

15m3

¿101. 2143 Pa

Tekanan parsialO2=nRT

V=0.223281 mol × 8.314 m3 K−1 mol−1× 273 K

5 m3

¿101. 3572Pa

Densitas campuran= massa campuranvolume campuran

=108.115 kg100 m3 =1.08115kg m−3

6. Suatu gas dapat dicairkan dengan cara likuifikasi7. (Terdapat dalam teori)

Referensi:Chang, Raymond. 2005. Kimia Dasar: Konsep-konsep Inti Jilid I. Jakarta:

Erlangga.Cryogen Safety » Environmental Health & Safety » University of Florida.

2015. Cryogen Safety » Environmental Health & Safety » University of Florida. [ONLINE] Available at:http://www.ehs.ufl.edu/programs/lab/cryogens/. [Accessed 19 September 2015].

Gases - Densities . 2015. Gases - Densities  . [ONLINE] Available at:http://www.engineeringtoolbox.com/gas-density-d_158.html. [Accessed 19 September 2015].

Home | Linde Engineering. 2015. Home | Linde Engineering. [ONLINE] Available at: http://www.linde-engineering.com/en/index.html. [Accessed 19 September 2015].

Perry, Robert H. dan Don W. Green. 2008. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook. 8thEdition. United States of America : The McGraw-Hill Companies, Inc. bagian 2 halaman 307-308 dan 320-322.

Smith, J. M., H. C. Van Ness, dan M. M. Abbott. 2005. Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. 7th Edition. Singapore : McGraw-Hill, Inc. halaman 338 – 363.

Universal Industrial Gases, Inc...Cryogenic Air Separation and Liquefier Systems. 2015. Universal Industrial Gases, Inc...Cryogenic Air Separation and Liquefier Systems. [ONLINE] Available at:http://www.uigi.com/cryodist.html. [Accessed 19 September 2015].