Boundary Layer

KINETIKA METALURGIKINETIKA METALURGI

BOUNDARY LAYERBOUNDARY LAYER

Didied HaryonoDidied HaryonoJurusan Teknik MetalurgiJurusan Teknik Metalurgi

Universitas Sultan Ageng TirtayasaUniversitas Sultan Ageng Tirtayasa

Boundary Layer (Lapis Batas)Boundary Layer (Lapis Batas)

Jika padatan kontak dengan fluida, Jika padatan kontak dengan fluida, maka terdapat lapisan tipis yang maka terdapat lapisan tipis yang melingkupi padatan tersebut.melingkupi padatan tersebut.

Disebut Nernst Boundary Layer Disebut Nernst Boundary Layer Ketebalan sekitar 0,03 mmKetebalan sekitar 0,03 mm

Skema Reaksi Padat-CairSkema Reaksi Padat-Cair

Mekanisme Reaksi :Mekanisme Reaksi :

1.1. Difusi molekul-molekul reaktan dari Difusi molekul-molekul reaktan dari larutan ruah menuju antar mukalarutan ruah menuju antar muka

2.2. Adsorbsi pada antar mukaAdsorbsi pada antar muka

3.3. Reaksi pada antar mukaReaksi pada antar muka

4.4. Desorpsi produkDesorpsi produk

5.5. Difusi produk dari antar mukaDifusi produk dari antar muka

Hukum Fick :Hukum Fick :

Dimana :dn jumlah zat yang berdifusidt perubahan waktuA luas permukaanD konstanta laju difusidC/dx gradien konsentrasi

Koefisien Difusi Beberapa ZatKoefisien Difusi Beberapa Zat

Tipe Pengontrol Reaksi HeterogenTipe Pengontrol Reaksi Heterogen Diffusion controlledDiffusion controlled

Jika reaksi kimia pada antar muka lebih cepat Jika reaksi kimia pada antar muka lebih cepat dibandingkan difusi reaktan pada antar muka, dibandingkan difusi reaktan pada antar muka,

CCii = 0 = 0

Laju = (D/Laju = (D/δδ)A (C-C)A (C-Cii))

= k= k11ACAC Chemical controlledChemical controlled

Laju reaksi kimia lebih lambat dibandingkan Laju reaksi kimia lebih lambat dibandingkan dengan proses difusidengan proses difusi

Laju = kLaju = k22 AC ACiinn

Intermediate ControlledIntermediate Controlled

Terjadi jika laju reaksi yang Terjadi jika laju reaksi yang dikendalikan reaksi kimia sama dikendalikan reaksi kimia sama dengan laju reaksi proses difusidengan laju reaksi proses difusi

(D/(D/δδ)A (C-C)A (C-Cii) = ) = kk22 AC ACiinn

asumsi orde reaksi n = 1asumsi orde reaksi n = 1

Pengaruh Laju AliranPengaruh Laju Aliran Jika laju reaksi bersifat difussion Jika laju reaksi bersifat difussion

controlled, pengadukan akan controlled, pengadukan akan mempengaruhi laju dengan mempengaruhi laju dengan hubungan :hubungan :

Laju pelarutan = (rpm)Laju pelarutan = (rpm)aa

dimana a dimana a << 1 1 Pengaruh TemperaturPengaruh Temperatur

Pengaruh pengadukan terhadap kelarutan Zn dalam larutan asam

Pengaruh aliran gas terhadap laju reaksi reduksi hematite dengan COPada temperatur 10000C

Pengontrol laju reaksi dapat berubah Pengontrol laju reaksi dapat berubah dengan bertambahnya temperatur prosesdengan bertambahnya temperatur proses

Pengaruh konsentrasi reaktanPengaruh konsentrasi reaktan

Sifat elektrokimia reaksi heterogenSifat elektrokimia reaksi heterogen

Anoda : Fe Fe2+ + 2 e- Katoda : 2 H+ + 2 e- H2

Sifat produk padatSifat produk padat

Persamaan-persamaan dengan Persamaan-persamaan dengan menghitung adanya produk padat menghitung adanya produk padat

Jander :

Crank, Ginstling dan Brounshtein :

1 – 1/3 R – (1-R)2/3 = 2 MDC/άρr02

Persamaan Valensi :

[1 + (z-1)R]2/3 + (z-1)(1-R)2/3 = kt