DIKTAT Semester1fix

1 | P a g e

DIKTAT Semester 1 ~ Departemen Teknik Kimia

UTS Kimia Dasar 2010

Dosen : Prof. Ir. Sutrasno Kartohardjono MSc. PhD.

Open Sheet, 90 Menit

1. Suatu Campuran yang terdiri dari KClO3, K2CO3, KHCO3 dan KCl dipanaskan

menghasilkan gas CO2, O2 dan H2O mengikuti persamaan berikut :

2 KClO3(s) 2 KCl (s) + O2(g)

2 KHCO3(s) K2O(s) + H2O(l) + 2 CO2(g)

K2CO3(s) K2O(s) + CO2(g)

KCl tidak bereasi pada kondisi tersebut. Jika 100.0 g campuran menghasilkan 1.80 g

H2O, 13.2 g CO2 dan 4.00 g O2, tentukanlah komposisi campuran awal ! (Anggaplah

bahwa dekomposisi berlangsung sempurna) (20%)

2. Gas rumah kaca merupakan kumpulan gas yang terdapat di atmosfer, yang memiliki

kemampuan menyerap radiasi infra merah yang berasal dari radiasi terrestrial, awan, atau

dari atmosfer. Alaminya, keberadaan gas rumah kaca sangat penting untuk

mempertahankan suhu bumi tetap hangat. Akan tetapi, jika konsentrasinya melebihi batas

normal, gas-gas ini dapat menyebabkan terjadinya pemanasan di permukaan bumi yang

berimbas pada kenaikan temperature permukaan bumi. Salah satu gas rumah kaca yang

dikategorikan berbahaya seperti dalam Protokol Kyoto adalah Gas CO2 sehingga

emisinya ke atmosfir harus dapat dikendalikan. Emisi gas CO2 ke atmosfir dapat berasal

dari kendaraan bermotor yang menggunakan bahan bakar fosil.

Misalkan jarak rumah anda ke kampus UI adalah 25 km dan dalam 1 tahun anda pulang

pergi ke kampus UI selama 32 minggu (Anda kuliah 5 hari per minggu)

a. Jika anda pulang pergi ke kampus UI mengendarai mobil pribadi dengan spesifikasi

konsumsi bahan bakar (bensin) 1 liter / 10 km, berapa kg CO2 kah yang diemisikan

dari kendaraan anda selama 1 tahun? Anggaplah bensi yang ada gunakan adalah

oktana (C8H18) dengan densitas 0,71 kg/liter.

b. Berapakah emisi CO2 spesifik dari bahan bakar yang digunakan? (kg CO2 / Liter

Bahan Bakar)

c. Berikanlah satu saran apa yang dapat dilakukan oleh mahasiswa UI untuk

mengendalikan emisi CO2 ke atmosfir.

Kimia Dasar

2 | P a g e


3. Klorin sering digunakan sebagai zat pembasmi kuman di kolam renang. Dalam penelitian

yang dilakukan oleh ilmuwan dari Centre of Research in Environmental Epidemiology

and Research Instititue Hospital del Mar, Spanyol, diketahui bahwa kolam renang indoor

yang diberi klorin bisa menyebabkan mutasi DNA secara permanen (Mutagenicity)

Para ilmuwan mengaitkan resiko kanker ini dengan efek klor terhadap sistem pernapasan

para perenang. Beberapa waktu lalu juga dipublikasikan penelitian mengenai efek klorin

terhadap penyakit asma pada anak.

Menurut para ahli, kalau klorin bersenyawa dengan zat organic, seperti air seni atau

keringat, maka akan menghasilkan senyawa sejenis nitrogen triklorin yang dapat

mengakibatkan iritasi hebat. Senyawa organic tersebut, lanjutnya, dapat bereaksi menjadi

gas di kolam tertutup dan membawa dampak terhadap sel-sel tubuh yang melindungi

paru-paru.

Meski efek samping klorin ini cukup berbahaya, namun Anda tidak perlu menghindari

olahraga berenang mengingat cukup banyak manfaat kesehatan dari kegiatan berenang.

Kami tidak menyarankan orang untuk berhenti berenang namun kami menghimbau

pengelola kolam renang untuk mengurangi penggunaan klorin kata Manolis Kogevinas,

peneliti.

a. Dapatkah anda menjelaskan mengapa klorin dimasukkan pada golongan halide pada

table periodik?

b. Gambarkan senyawa Nitrogen Triklorin (Menggunakan symbol titik untuk mewakili

electron)!

Mengapa tidak terbentuk senawa Nitrogen Monoklorin atau Nitrogen Diklorin ?

c. Apabila lingkaran A adalah Klorin, lingkaran mana yang kemungkinan besar

menggambarkan atom Brom? Jelaskan alasannya!

4. Anda mendapat tugas untuk membantu pemerintah daerah kota Tangerang dengan

memberikan masukan/penilaian terhadap limbah cair yang dihasilkan dari suatu

perusahaan multinasional Chemex. Perusahaan ini mempunyai 3 unit usaha yang meliputi

:

A B

C D

3 | P a g e


Pabrik kertas yang menghasilkan 2,5 g NaOH tiap liter limbahnya

Unit sintesis kimia yang menghasikan 1,5 g asam benzoat (C6H5COOH) per liter

limbah yang dikeluarkan

Metal refinery yang menghasilkan 2.0 g H2SO4 per liter limbah yang dikeluarkan

Anda diminta untuk membantu membuat laporan Chemex pada dewan kota dalam hal

pengaruh limbah terhadap kesehatan sungai di sekitar pabrik. Pihal bipedal daerah telah

membatas bahwa pH efluen dari setiap pabrik/unit harus memiliki pH sekitar 6,8-7,2

sebelum dibuang ke sungai.

a. Apakah Chemex dapat membuang semua limbah cairnya ke sungai?

b. Salah satu cara untuk mencapai nilai pH yang dibolehkan adalah dengan melakukan

pengenceran aliran limbah. Apakah pengenceran akan memecahkan masalah

pengaruh limbah pabrik terhadap lingkungan?

4 | P a g e


Jawaban

1. 2 KClO3 2 KCl + 3 O2

2 KHCO3 K2O + H2O + 2 CO2

K2CO3 K2O + CO2

2a. Jarak tempuh selama 1 tahun = 2 x 25 x 5 x 32 = 8000 km

Konsumsi bensi/tahun = 8000 km/tahun : 10 km/L = 800 L/tahun Oktana

Massa Jenis Oktana = 0,71 Kg/L

Massa Total Oktana = 800 L . 0,71 Kg/L = 568 Kg

CO2 yang diemisikan : 1 C8H18 + 25/2 O2 8 CO2 + 9 H2O

CO2 yang diemisikan dari kendaraan selama 1 tahun = 1753,82 Kg

b. Emisi CO2 Spesifik :

c. Sebagai seorang mahasiswa UI hal yang paling realistis dan dapat dilakukan untuk me-

ngendalikan sekaligus mengurangi emisi CO2 ke atmosfir adalah menggunakan

transportasi umum dan melakukan penghijauan.

Penggunaan transportasi umum harus digalakkan seperti penggunaan bikun UI, dapat

sangat membantu karena hal ini akan secara otomatis mengurangi kadar CO2 yang

diemisikan dari kendaraan, terutama kendaraan pribadi. Penggunaan kereta rel listrik

untuk transportasi pulang-pergi ke kampus juga sangat membantu.

3a. Klorin dimasukkan ke golongan halida karena:

Klorin bisa memiliki 3 wujud di suhu yang berbeda-beda

Klorin memiliki keelektronegatifan yang cukup tinggi

Klorin salah satu unsur yang paling banyak ditemukan sebagai penyusun garam,

sedangkan halida sendiri artinya pembentuk garam

Klorin biasa selalu ditemukan sudah berikatan (Sudah berpasangan dalam bentuk

senyawa)

b. Nitrogen Trikorin

Nitrogen : 5 Evalensi Klorin : 7 EValensi

Senyawa seperti Nitrogen Monoklorin / Nitrogen Diklorin tidak akan terbentuk karena

senyawa tersebut tidak dapat memenuhi aturan oktet untuk tiap unsur

c. Gol 7A/Halida :

5 | P a g e


Periode 2 3 4 5 6

Nama Unsur F Cl Br I At

Semakin besar periode suatu unsur (dalam 1 golongan) maka jari-jari atomnya makin

besar.

Maka lingkaran yang menggambarkan atom Brom adalah D.

Karena periode Br lebih tinggi/besar dibanding Cl, meski mereka berada di golongan yang

sama.

4a. Misal dari tiap limbah diambil sampel 1 L + 1 L + 1 L Total Volume = 3 L

Limbah kertas = 2,5 g NaOH = 6,25 x 10-2 mol/L = 6,25 x 10-2 M NaOH

Sintesis Kimia = 1,5 g

6 | P a g e


7 | P a g e


8 | P a g e


9 | P a g e


10 | P a g e


11 | P a g e


12 | P a g e


13 | P a g e


14 | P a g e


15 | P a g e


16 | P a g e


17 | P a g e


18 | P a g e


19 | P a g e


20 | P a g e


21 | P a g e


22 | P a g e


23 | P a g e


24 | P a g e


25 | P a g e


26 | P a g e


27 | P a g e


28 | P a g e


29 | P a g e


30 | P a g e


31 | P a g e


32 | P a g e


Ujian Tengah Semester Pengantar Teknologi Bioproses ( Jumat, 19 Oktober 2012)

1. Biorefineri adalah suatu efisiensi logis proses berkelanjutan pada fosil berbasis kimia

dan konversi industri berkelanjutan yang berkaitan dengan biomassa pada spektrum

pemasaran produk dan energi

2. Menurut Kamm, ekonomi dunia ke depan akan banyak ditentukan oleh kemampuan

menegakkan pilar-pilar Bioekonomi yang berdasarkan pada :

a. Biopower/bioenergy untuk tenaga listrik dan panas

b. Biopower untuk bahan bakar transportasi

c. Biobased products yaitu bahan-bahan kimia berbasis alam dan diolah secara

bioproses

3. (chemical and ergon, work) artinya chemistry from the acre yaitu terhubungnya

agrikultur dan industri kimia artinya pada tahun 1925, ilmuwan jerman menciptakan

inovasi yang berbeda di bidang pertanian, mereka mengembangkan bibit unggul pada

pertanian melalui proses kimia.

4. Biomassa

a. Zoebelin mengatakan

b. Lemak hewani merupakan

c. Glukosa tidak mudah diambil pada tanaman selulosa karena

5. A.

DRY WET

PENGOLAHAN

BAHAN BAKU

CELLULOSE, STRAW CORN GRAIN, STRAW

KEUTUHAN

STRUKTUR

STARCH LINE, SUGAR

RAW MATERIAL

ENDOSPERM, AMINO

ACID

PRODUK-

PRODUKNYA

FUELS, CHEMICAL,

POLYMER, AND

SYRUP, FAT AND OILS

Pengantar Teknik Bioproses

33 | P a g e


MATERIALS

B.

GREEN

BIOMASS/BIOREFINERY

TWO PLATFORM

JENIS TANAMAN GRASS, ALFALFA,

HERBS

CORN, SUGAR CANE

PROSES UTAMA BIOGAS

COGENERATION HEAT

AND POWER (CHP),

HYDROGEN

COGENERATION

HEAT AND POWER

(CHP), EXTRACTIVE

JALUR ATAS PRESS JUICE SUGAR PLATFORM

JALUR BAWAH PRESS CAKE SYNGAS PLATFORM

6. - B1(Lag phase), Pada fasa lambat bakteri menyesuaikan diri dengan lingkungan dan

mengumpulkan energi untuk tumbuh. Bakteri juga mulai melakukan aktivitas seperti

mengeluarkan enzim ektraseluler untuk mengurai substrat dan nutrisi di

sekelilingnya.Pada fasa lambat ini jumlah bakteri terlalu sedikit untuk dapat

diamati.Fasa ini umumnya terjadi bila ada perubahan lingkungan (terutama dari

lingkungan kaya ke lingkungan miskin).

- B2 (Log phase 1), Pertumbuhan sel cepat (exponential growth), Populasi berlipat

setiap bergenerasi, mikroba sensitif terhadap lingkungan yang buruk

- B3 (Stationary phase 1), fase pertumbuhan terhenti, kemungkinan terjadi

fenomena habisnya nutrisi yang seharusnya diberikan

- B4 (Log phase 2), fase pertumbuhan naik, kemungkinan nutrisi ditambah dan

disesuaikan setelah stasioner 1

- B5 (Stationary phase 2), nutrisi dihentikan, pertumbuhan stagnan

- B6 (Death phase), keadaan dimana kematian sel melebihi munculnya sel-sel baru.

Pada mikroorganisme bersel tunggal, kematian sel adalah titik dimana

34 | P a g e


pengulangan pembelahan diri tidak mungkin terjadi lagi.Selama fasa kematian,

banyak sel-sel yang mengalami involution, yaitu, sel-sel menganggap beragam

bentuk yang tidak biasanya, yang membuat mereka sulit untuk dikenali (p.140,

Black, 1996).

7. Makro dalam substrat: C, H , O, P, N

Mikro dalam substrat: K, I, S, Ca, Fe, Mg, Na, Cl

8.

JENIS TRANSPORTASI VIA

MEMBRAN

MEMERLUKAN

ENERGI

MEKANISME

PASSIVE SIMPLE

DIFFUSION

NO PROSES

PERPINDAHAN

LARUTAN

HIPOTONIS KE

LARUTAN

HIPERTONIS

FACILITATED

DIFUSSION

NO DIFUSI

TERFASILITASI

MELIBATKAN

DIFUSI DARI

MOLEKUL

POLAR DAN

ION

MELEWATI

MEMBRAN

DENGAN

BANTUAN

PROTEIN

TRANSPOR.

ACTIVE GROUP

TRANSLOCATION

YES BAHAN

TERLARUT

BERPINDAH

DALAM SEL

MAUPUN LUAR

35 | P a g e


SEL

ENDOCYTOSIS YES PROSES

MASUKNYA

ZAT ASING

KEDALAM

BAKTERI

MELALUI

PROTEIN

DENGAN ATP

9.

Ujian Akhir Semester Pengantar Teknologi Bioproses (14 Desember 2013)

1. Suatu jasad yang memiliki sifat baru, yang sebelumnya tidak dimiliki oleh jenis jasad

tersebut, sebagai hasil penambahan gen yang berasal dari jasad lain. Juga disebut

organisma transgenik. 4 contoh:

a. Jagung tahan serangga

i. Racun Bt yang dikandungnya membunuh corn borer

ii. Gen pengendali produksi racun berasal dari bakteri

36 | P a g e


b. Tanaman buah tahan virus

i. pepaya, jeruk, kentang

ii. Gen ketahanan berasal dari virus

c. Tanaman tahan Herbisida

i. Yang sudah ada: kedelai, jagung, kanola , gula bit, kobis, strawberry,

ii. Alfalfa, kentang, gandum

iii. Gen ketahanan berasal dari bakteri

d. Kimosin Biotek

i. Enzim untuk menggumpalkan susu

ii. Gen berasal dari khamir

iii. Jasad pemroduksi bakteri

iv. Menggantikan enzim yang berasal dari sapi

e. bST (bovine somatotropin)

i. Digunakan untuk meningkatkan produksi susu

ii. Gen berasal dari sapi

iii. Jasad pemroduksi bakteri

iv. Menggantikan enzim yang berasal dari sapi

2. Pemerintah menerima adanya GMO karena

Kuis 1 Pengantar Teknologi Bioproses (Jumat, 7 Desember 2012)

1. Tujuan pengendalian mikroba

a. Sterilisasi, memusnahkan semua bentuk kehidupan

b. Pemusnahan selektif, hanya beberapa yang dimusnahkan sesuai yang diinginkan

dan dibutuhkan

c. Menghambat pertumbuhan, mikroba dihambat pertumbuhannya tanpa

pemusnahan mikroba

37 | P a g e


2. Desinfektan adalah bahan antimikrobial yang digunakan pada obyek benda mati,

sedangkan antiseptik adalah bahan antimikrobial yang dapat digunakan pada jaringan

hidup

3. Suhu, konsentrasi antimicrobial, waktu, jenis mikroba, aktivitas mikroba.

4.

CIDAL STATIK

FUNGI- MINYAK JOJOBA,

KAYU MANIS, KELP

(RUMPUT LAUT), TEH

IMIDAZOLE,

SERTACONAZOLE,

TERCONAZOLE

ALGA- COPPER SULPHATE COPPER CHLORINE

5. Thermal Death Point (TDP) adalah temperatur terendah untuk membunuh semua

mikroorganisme di medium cair pada waktu 10 menit

Thermal Death Time (TDT) adalah lamanya waktu yang diberikan untuk membunuh

semua mikroorganisme di medium cair pada temperature tertentu

6.

PERLAKUAN SUHU KEEFEKTIFAN

INSINERASI >500OC (ATAU DIATAS

SUHU LEBUR

MATERIALNYA)

MENGUAPKAN

SENYAWA-SENYAWA

ORGANIK DARI

PERMUKAAN

SENYAWA

NONFLAMMABLE

TETAPI TIDAK

MERUSAK BANYAK

38 | P a g e


ZAT SELAMA PROSES

PEREBUSAN

(BOILING)

100 OC PEMANASAN SELAMA

30 MENIT DAPAT

MEMATIKAN

BENTUK-BENTUK

VEGETATIF BAKTERI

TETAPI

KEMUNGKINAN

TIDAK DAPAT

MEMATIKAN

ENDOSPORA

BAKTERI.

ENDOSPORA BAKTERI

YANG TIDAK

DINONAKTIFKAN

PADA SUHU 100C

JUGA BERACUN

AUTOKLAF ATAU

PRESSURE COOKER

121 OC SELAMA 15

MENIT PADA 15 P.S.I.

MEMATIKAN SEMUA

BENTUK KEHIDUPAN

BAKTERI TERMASUK

ENDOSPORANYA.

MATERIAL YANG

DISTERILISASI HARUS

DIPERTAHANKAN

PADA SUHU YANG

EFFEKTIF SELAMA

39 | P a g e


PROSES.

DRY HEAT (HOT AIR

OVEN)

160 OC SELAMA 2 JAM DIGUNAKAN UNTUK

MATERIAL-

MATERIAL YANG

HARUS TETAP

KERING. BAIK UNTUK

BARANG BARANG

SEPERTI

GLASSWARE, LOGAM

TETAPI TIDAK UNTUK

BARANG PLASTIK

ATAUPUN KARET.

7. Cara mengurangi aktivitas air

a. Pemanasan

b. freeze-drying

c. Penambahan garam ataupun gula

8. Teknik radiasi ada 2 yaitu radiasi ionisasi dan non ionisasi

- Radiasi ionisasi contohnya adalah sinar x dan sinar gamma penggunaannya adalah

sterilisasi bahan pengemas dan plastik, botol air mineral dan botol obat tetes mata

- Radiasi non ionisasi contohnya adalah sinar UV penggunaannya adalah

mensterilkan air pada pengolahan limbah pabrik dan sebagai desinfektan ruangan

pada pabrik pengepakan

40 | P a g e


Quiz 1 PTK 2010 (Pertemuan ke 3/4)

45 Menit, Tutup Buku

Dosen : Ir. Dewi Tristantini MT. PhD.

1. What is a Chemical Engineer ?

2. What is the difference between Chemical Engineer and Chemist ?

3. a. Give Q = m C T, where Q is in joules, m in kilograms, and T is difference in

temperature in Kelvin, what are the SI units and dimensions of C ?

b. Given , where A is the area, T is difference in temperature, l is length,

and k is a constant with SI units of watts per (meter.Kelvin), what are the SI units for P

(rate of thermal energy flow) ?

4. Do you know what kind of natural resources belongs to Indonesia? Suppose that you are

the Minister of Industry of Republic Indonesia, what will you do with those natural

resources ?

Pengantar Teknik Kimia

41 | P a g e


Quiz 2 PTK 2010 (Setelah UTS)

90 Menit, Tutup Buku


1. Bilangan Reynolds (Re) merupakan salah satu kelompok bilangan tak berdimensi yang

paling sering digunakan dalam bidang teknik kimia. Bilangan ini menjelaskan rasio

(perbandingan) antara terkanan inertial terhadap tekanan viscous di dalam fluida yang

mengalir (atau rasio antara perpindahan momentum konvekti terhadap perpindahan

momentum molecular). Bilangan Re menunjukkan derajat keturbulenan suatu Bilangan

Re rendah berarti fluida mengalir secara laminar (berlapis) sedangkan bilangkan Re tinggi

menunjukkan fluida mengalir secara turbulen. Hitunglah bilangan Re untuk kondisi

pengaliran fluida di dalam pipa berikut dan buktikan bahwa kombinasi dar variable-

variabel yang terkait akhirnya menghasilan bilangan tak berdimensi

Re = rho.V.D/miu

Rho = Densitas = 62.3 lb/ft3 V = Laju air fluida = 2 m/s

D = Diameter = 2 Inches miu = Viskositas = 2,5g/cm.s

2. a. Berdasarkan persamaan kekekalan keadaan : Accumulation = Input Outpout +

Generation (or Consumption). Jelaskan apakah proses berikut termasuk proses batch,

continous atau semibatch dan transient atau steady-state

Suatu balon yang diisi udara dengan laju alir 2 g/min

Satu botol susu yang dikeluarkan dari refrigerator (Tempat pembuatan es)

Air didihkan dalam suatu tempat

b. Suatu negara mempunyai jumlah penduduk 10 juta orang pada tahun 1900 M. Selama

periode tahun 1900 s/d 2000, 6 juta orang masuk ke negara itu, 2 juta orang

meninggalkan negara itu, 5 juta dilahirkan dan 3 juta orang meninggal di dalam negara

itu. Berapa jumlah penduduk negara itu pada tahun 2000 M?

3. Sebutkan sumber daya energy yang bukan berasal dari fossil yang tersedia melimpah di

Indonesia !

4. Jika udara terdiri atas 77% (berat) Nitrogen dan sisanya oksigen maka hitunglah :

a. Berat molekul udara rata-rata

b. Konsentrasi oksigen dalam mol/m3 dan kg/m3 jika tekanan udara total 1,5 atm dan

suhu 25oC

42 | P a g e


UTS PTK 2010

Tanggal : 28 Oktober 2010


Waktu : 90 Menit, Tutup Buku

1. Pada pengujian bahan bakar propana sebagai bahan bakar suatu motor, 20 kg propane

dibakar dengan 400 kg udara untuk menghasilkan 44 Kg CO2 dan 12 Kg CO. Berapa

presentase udara berlebihan yang digunakan ?

2. Korosi pada pipa boiler dapat ditekan dengan penambahan sodium sulfit melalui reaksi

berikut :

Na2SO3 + O2 Na2SO4 (Lengkapi dulu reaksinya)

Berapa pound (lb) sodium sulfit 35% berlebih (dari stoichiometris) yang dibutuhkan

untuk menghilangkan oksigen yang terdapat di dalam air sebanyak 8,33 x 106 lb yang

mengandung 10 ppm oksigen terlarut !

3. Kolom distilasi memisahkan 1000 kg/jam campuran 1:1 benzene dan toluene. Produk D

yang diperoleh dari puncak kolom (Melewati Kondenser) mengandung 95% Benzena.

Produk bawah kolom (W) mengandung 96% Toluena. Berapakah nilai produk D dan W ?

4. Sebutkan lima proses utama di dalam industri pengilangan minyak. Jelaskan prinsip

kerjanya secara singkat.

43 | P a g e


QUIZ-1 Introduction to Chemical Engineering

Tuesday, October 1st, 2013 100 minutes; Lecturer: Dewi Tristantini, Ph.D.

A. Fill in the blank with a proper number or word.

1. Convert the following:

a. 140 oR = _______ oC b. 2 atm = _______ Torr c. 80 kcal = _______ kJ d. 0.3 kmoles sodium carbonate = _______ kg sodium carbonate

(Mr Na = 23, C = 12, O = 16)

2. This flow scheme shows a ___________ flow with the Re __________ than 4000.

3. This flow scheme shows a ___________ flow with the Re __________ than 2100.

B. Multiple Choice

1. Friction factor for fluid flow in pipe does not depend upon the

a. pipe length b. pipe roughness c. fluid density & viscosity d. mass flow rate of fluid

2. A box measures 3.12 ft in length, 0.0455 yd in width and 7.87 inches in height. What

is its volume in cubic centimeters? a. 7.91 x 103 cm3 b. 483 cm3 c. 6.89 x 103 cm3 d. 7.26 x 103 cm3

3. When hydrogen burns in oxygen to produce water, the reaction is represented with

the balanced chemical equation

H2(g) + O2(g) H2O(l)

How many moles of oxygen will react with 3.0 mol of hydrogen? a. 1.5 mol

44 | P a g e


b. 3.0 mol c. 0.15 mol d. 6.0 mol

4. How many moles of solute are contained in 5 L of 3 M solution?

a. 1.67 mol b. 15 mol c. 8 mol d. 2 mol

5. Calculate the amount of 1 M NaOH aqueous solution needed to make 100 mL of 0.5

M NaOH aqueous solution. Mr of Na 23. a. 0.1 L b. 50 mL c. 500 mL d. 0.01L

6. Calculate the mole fractions of 19.4 g of H2SO4 in 0.251 L of H2O (density of water is

1.00 g/mL), given Mr of S=32. a. 0.014 b. 0.14 c. 0.028 d. 0.07

7. In the equation x(t) = at2/7, what are the dimensions of a?

a. L/T2 b. L2/T c. L2/T2 d. ML/T2

C. Essay (write down the answer in the 4th page)

Consult this with assistant lecturer for further explanation

1. The 1993 US Environmental Protection Agency (EPA) regulation contains standards

for 84 chemicals and minerals in drinking water. According to the EPA one of the most prevalent of the listed contaminants is naturally occuring antimony. The maximum contaminant level for antimony and nickel has been set at 0.006 mg/L and 0.1 mg/L respectively. A laboratory analysis of your household drinking water shows the antimony concentration to be 4 ppb (parts per billion) and that of nickel to be 60 ppb. Determine if the drinking water is safe with respect to the antimony and nickel levels. Assume density of water to be 1.00 g/cm. Given Mr of Ni=58.7 and Sb=121.8

2. An empirical equation for calculating the inside heat transfer coefficient, hi , for the Turbulent flow of liquids in a pipe is given by:

where, hi = heat transfer coefficient, Btu/(hr)(ft)2(F) G = mass velocity of the liquid, lbm/(hr)(ft)2 K = thermal conductivity of the liquid, Btu/(hr)(ft)(F) Cp = heat capacity of the liquid, Btu/(lbm)(F)

45 | P a g e


= Viscosity of the liquid, lbm/(ft)(hr) D = inside diameter of the pipe, (ft)

a. Verify if the equation is dimensionally consistent. b. What will be the value of the constant, given as 0.023, if all the variables in the

equation are inserted in SI units and hi is in SI units.

3. Why does Chemical Engineer is called Universal Engineer? Explain your answer

clearly in not more than 6 rows.

4. Mention at least 7 Greatest Achievements of Chemical Engineering.

D. Complete the table below with the proper answer.

A. Bulk separation, clean air/water

projects and some trace removal

B. Relative volatility a greater than

1.2

C. Acceptable fluxes

D. Energy costs high

E. High percentage solute removal

F. Easy solvent recovery

G. Systems normally contain

Azeotropes

H. Product thermally stable

I. Solvent thermally stable and

easily regenerable

J. Clean air/water projects

K. Membranes Separations

L. Extraction

M. Adsorbtion

Distilation __ , __

Extractive Distillation G , __

... A , __

... __ , D

... J , E


46 | P a g e

E. Give a short explanation about the things below.

Global Warming Catalytic Converter

Bulk Processing Molecular Processing

Synthetic Fiber Scale Down Processes


47 | P a g e

QUIZ-1 Introduction to Chemical Engineering

Tuesday, October 3rd, 2013 100 minutes; Lecturer: Dewi Tristantini, Ph.D.

F. Fill in the blank with a proper number or word.

2. Convert the following:

e. 230 oF = _______ K f. 50 bar = _______ Pa g. 42 Btu = _______ kJ h. 0.3 kmoles hydrogen sulfide = _______ kg hydrogen sulfide

(Mr H = 1, S = 32)

4. How do you define this fluid flow?

Answer:

5. Whats the difference between this flow with the flow above?

Answer:

G. Multiple Choice

8. Which one of this equation is possible to be done

a. 1 pints + 5 gallons b. 25 feet square + 19 cm c. 160 mol + 76 pound


48 | P a g e

d. 35 kilometers + 34 psi

9. Which one of these is included in basic products of Chemical Products Tree?

a. plastics b. ammonia c. biomass d. vinyl chloride

10. Given the unbalanced equation: Al + O2 = Al2O3 When this equation is completely

balanced using the smallest whole numbers, what is the sum of the coefficients? a. 9

b. 7 c. 5 d. 4

11. What is the total number of atoms contained in 2.00 moles in water molecule?

a. 6.02 x 1023 b. 1.2 x 1024 c. 58.9 d. 3.6 x 1024

12. Calculate the amount of 1 M NaOH aqueous solution needed to make 100 mL of 0.5

M NaOH aqueous solution. Mr of Na 23. a. 0.1 L b. 50 mL c. 500 mL d. 0.01L

13. Calculate the mole fractions of 19.4 g of H2SO4 in 0.251 L of H2O (density of water is

1.00 g/mL), given Mr of S=32. a. 0.014 b. 0.14 c. 0.028 d. 0.07

14. Which solution is the most concentrated

a. 1 mole of solute dissolved in 1 liter of solution b. 2 moles of solute dissolved in 3 liters of solution c. 6 moles of solute dissolved in 4 liters of solution d. 4 moles of solute dissolved in 8 liters of solution

C. Essay (write down the answer in the 4th page)

5. Wine making involves a series of very complex reactions most of which are

performed by microorganisms. The starting concentration of sugars determines the final alcohol content and sweetness of the wine. The specific gravity of the starting stock is therefore adjusted to achieve desired quality of wine. A starting stock solution has a specific gravity of 1.075 and contains 12.7 wt% sugar. If all the sugar is assumed to be C12H22O11, determine a. kg sugar/kg H2O b. lb solution/ft3 solution


49 | P a g e

c. g sugar/L solution

6. The Colburn equation for heat transfer is:

where C = heat capacity, Btu/(lb of fluid)(F); = viscosity, lb/(hr)(ft); k = thermal conductivity, Btu/(hr)(ft)(F); D = pipe diameter, ft; and G = mass velocity, lb/(hr)(ft2) of cross section. What are the units of the heat transfer coefficient h?

7. A liquified mixture of n-butane, n-pentane and n-hexane has the following

composition in percent: n - C4H10 50% n - C5H12 30% n - C6H14 20%

Calculate the weight fraction, mol fraction and mol percent of each component and also the average molecular weight of the mixture.

8. Explain what you know about current trends in application of Chemical Engineering.

9. Mention at least 3 types of separations and explain what you know about it.

H. Complete the table below with alphabet consists of things related to the left column.

A. Sulfuric Acid, Sodium Hydroxide

B. Needs relative volatility a greater than 1.2

C. Methanol, ethylene oxide

D. Wonder Drugs for Masses

E. High percentage solute removal

F. Purifications Process

G. Liquified Air

H. Styrene, Urea

I. Product thermally stable

J. Power Generation Process

Distilation __ , __

Intermediate Products of Petrochemical C , __

Examples of Unit Operations , __

Greatest Achievements of Chemical

Engineering

__ , D

50 | P a g e

I. Give a short explanation about the things below.

Traditional View of Chemical Engineering

Modern View of Chemical Engineering

51 | P a g e


Introduction to Chemical Engineering (Pengantar Teknik Kimia)

Mid-Test , October 16, 2012 Ir. Dewi Tristantini MT., PhD.

Multiple Choice

1. Limbah padat yang mengandung bahan berbahaya dan beracun diolah dengan cara : a) Ditimbun dalam tanah agar diuraikan oleh alam b) Langsung diemisikan ke udara secara kontinu c) Dibuang melalui sistem landfill dan dibakar d) Dikumpulkan dan diangkut keluar pabrik e) Disimpan dalam drum lalu dikirim ke Pusat Pengolahan Limbah Industri B-3.

2. Pengurangan/pengolahan limbah sebagai upaya untuk menjaga keseimbangan lingkungan

dapat dilakukan dengan memenuhi prinsip : a) Recovery-remind-recycle b) Recovery-reuse-recycle c) Rewind-reduce-recycle d) Rewind-reuse-recycle.

3. Minyak bumi harus digunakan secara hemat karena proses pembentukannya memerlukan

waktu yang sangat lama. Menurut teori minyak bumi berasal dari : a) Pelapukan hewan dan tumbuhan selama jutaan tahun b) Reaksi besi karbida dan air pada jaman batu c) Reaksi alkali dan gas CO2 terus menerus d) Air laut yang terpendam selama ratusan tahun.

Fill in the blank

Equipment Principle Application

In chemical engineering, they are vessels designed to contain chemical reactions.

A mechanical device that increases the pressure of a gas by reducing its volume.

52 | P a g e


Distillation Coloum

A device built for efficient heat transfer from one medium to another. The media may be separated by a solid wall, so that they never mix, or they may be in direct contact.

Thickener

A device that is designed to physically block certain objects or substances while letting others through. They are often used to remove solid substances suspended in fluids. It works based on size difference.

Absorber

Crystalizer

53 | P a g e


Essay :

1. Perform a dimensional analysis on the following equations to determine if they are reasonable: a. , where v is velocity, d is distance, and t is time

b. where F is force, m is mass, v is velocity, and r is radius (a distance).

c. where is density, V is volume, and g is gravitational acceleration.

2. A DTK student applied Job Trainee into a brewery. In his job he got a task to calculate

whether a beer product has enough alcohol contents to be sold where his company restricts the minimum alcohol content to be at 5% of mass.The beers were made from a raw material containing hops, malt and alcohol. The brewery uses a separator which will separate the raw material containing 23% alcohol to become the beer product and waste product at 4:1 mass ratio. The separator came with a technology which can nullify the amount of hops leaving the separator in the waste product. While the beer product contains 50% malt and the waste product contains 10% malt. Define the composition of the Beer Product and Waste Product! Can the beer produced by the job trainee be sold?

3. Suppose a stream containing ethanol and water (two fully miscible compounds) flows into a distillation column at 100 kg/s. Two streams leave the column: the vapor stream contains 80% ethanol by mass and the liquid bottoms has an ethanol concentration of 4M. The total liquid stream flowrate is 20 kg/s. Calculate the composition of the entrance stream.

4. Describe the appropriate definition of Chemical Engineering?

5. Why there are ethics for Chemical Engineers? What responsibility that we have as we become a chemical engineer so we must concern to the ethics?

54 | P a g e


Documents

DIKTAT Semester1fix