Neraca Massa dan Energi dalam Unit ProsesTanpa Reaksi Kimia

 Kegiatan Pembelajaran 1-4 Semester Genap

- Menerapkan perhitungan neraca massa dalam unit proses atau operasi teknik kimia tanpa reaksi kimia.

EVALUASI

EVALUASI KEGIATAN PEMBELAJARAN 1

1. Pada proses pembuatan biodiesel dari minyak jelantah dengan kadar FFA 0,5% digunakan metanol dengan rasio molar antara minyak dengan metanol 1 : 6 . Proses reaksi dengan transesterifikasi dengan katalis NaOH sebesar 1% dari berat minyak. Dari 100 kg bahan baku minyak dihasilkan 95 kg metil ester. Berdasarkan informasi tersebut yang termasuk produk (P), produk samping (PS), limbah (L) dan bahan sisa reaksi (BS) adalah ... .

A. P: Biodiesel ; PS: Gliserol ; L: Air cucian biodiesel dan NaOH ; BS: metanol dan minyak

B. P: Biodiesel ; PS: Gliserol dan air cucian biodiesel ; L: tidak ada ; BS: NaOH dan metanol

C. P: Biodiesel ; PS: tidak ada ; L: Gliserol ; BS: metanol dan NaOH

D. P: Metil ester ; PS: Gliserol ; L: Air cucian biodiesel ; BS: metanol dan NaOH

E. P: Metil ester ; PS: Gliserol dan NaOH ; L: Air cucian biodiesel ; BS: metanol dan NaOH

2. Berikut ini kegunaan mempelajari neraca massa dalam suatu proses industri kimia kecuali ... .

A. Mengetahui efektifitas dari proses kimia.

B. Mengetahui besarnya nilai konversi dan ekses.

C. Mengetahui efektifitas dari proses fisika (unit operasi).

D. Mengetahui efisiensi dari proses fisika (unit operasi).

E. Mengetahui efisiensi dari proses kimia.

3. Proses ekstraksi skala laboratorium menggunakan peralatan sokhlet dengan pelarut N-heksan. Kategori proses tersebut digolongkan ke dalam ... .

A. Proses kontinyu keadaan steady state.

B. Proses kontinyu keadaan unsteady state.

C. Proses batch keadaan unsteady state.

D. Proses batch keadaan steady state.

E. Proses semi kontinyu keadaan steady state.

4. Suatu reaksi kimia pada reaktor direaksikan 10 % propilen, 12 % amonia dan 78 % udara mengikuti reaksi berikut:

C3H6 + NH3 + O2 → C3H3N + 3 H2O

Dengan basis perhitungan 100 g.mol, reaksi pembatas dan % ekses tertinggi dari reaksi di atas berturut-turut adalah ... .

A. NH3 dan C3H6

B. NH3 dan O2

C. C3H6 dan C3H3N

D. C3H6 dan O2

E. C3H6 dan NH3

5. Mode pengoperasian proses, dimana selalu ada aliran masuk ke dan keluar dari proses sepanjang waktu pengoperasian proses merupakan pengoperasian proses. . . .

A. dalam keadaan steady state

B. dalam keadaan transient state

C. secara kontinu

D. secara batch

E. secara semi-batch

6. Kondisi proses dimana terjadi perubahan dalam sistem terhadap waktu. Baik berupa perubahan laju, komposisi, massa maupun suhu disebut proses ….

A. Kontinyu

B. Batch

C. Semi Batch

D. Steady state

E. Unsteady state

7.

Perhatikan diagram aliran bahan berikut :

Dari gambar di atas, maka persamaan neraca massa total adalah ….

A. m1 - m2

B. m1 x m2

C. m1 = m2

D. m1 / m2

E. m1 + m2

8. Perhatikan jenis-jenis proses berikut ini:

1. Sedimentasi

2. Hidrogenasi

3. Absorpsi

4. Distilasi

5. Fermentasi

Yang termasuk kedalam unit proses ditunjukkan oleh nomor….

A. 1 dan 2

B. 1 dan 3

C. 2 dan 4

D. 2 dan 3

E. 2 dan 5

9. Neraca yang menggambarkan total bahan – bahan masuk, bahan keluar dan bahan – bahan yang tertimbun secara keseluruhan dalam perhitungan neraca massa disebut….

A. Neraca massa total

B. Neraca massa komponen

C. Neraca unsur

D. Neraca energy

E. Neraca digital

10.

Pada sistem yang berjalan secara kontinyu dalam industri kimia, terdapat proses dengan sistem aliran kompleks, seperti pada gambar berikut:

Gambar aliran di samping, disebut aliran . . . .

A. Recycle

B. By-Pass

C. Recycle dengan Purging

D. Sederhana

E. Reduce

EVALUASI KEGIATAN PEMBELAJARAN 2

1. Campuran Larutan H2SO4 kadar berat 90% sebanyak 15 kg dicampur dengan larutan H2SO4 kadar berat 10% sebanyak 10 kg akan menghasilkan larutan H2SO4 dengan kadar … .

A. 13,5 %

B. 25 %

C. 58 %

D. 68 %

E. 70 %

2.

Berikut ini data yang terdapat pada alat pencampuran:

Dari data diatas maka total jumlah massa masuk dan keluar adalah … kg/j

A. 3219,266

B. 7829,004

C. 9645,648

D. 1402,622

E. 11048,270

3. Jika jumlah produk yang dihasilkan dari alat pengeringan sebanyak 200 kg dengan komposisi 80% protein dan sisanya air. Maka berat protein dan air pada produk adalah … .

A. 20 kg dan 80 kg

B. 40 kg dan 160 kg

C. 80 kg dan 20 kg

D. 160 kg dan 40 kg

E. 200 kg dan 0 kg

4. Dari gambar diagram di bawah ini, jika 100 kg air laut didinginkan, maka akan dapat dihasilkan es yang bebas garam sebanyak … .

A. 20 kg

B. 40 kg

C. 50 kg

D. 60 kg

E. 600 kg

5. Perhatikan gambar berikut ini :

Dari gambar di samping, maka nilai P adalah … .

A. 105 kg

B. 150 kg

C. 500 kg

D. 4900 kg

E. 5100 kg

6.

Perhatikan gambar berikut ini :

Dari gambar di samping, maka nilai A adalah … .

A. 25 gram

B. 100 gram

C. 225 gram

D. 250 gram

E. 25000 gram

7. Di laboratorium hanya tersedia larutan HCl 5% (%berat) dan larutan HCl 25%. Seorang praktikan akan membuat 1000 gram larutan HCl 12%. Maka HCl 25% yang harus dicampurkan dalam pembuatan larutan tersebut adalah . . . gram.

A. 350

B. 450

C. 550

D. 650

E. 750

8.

Perhatikan diagram alir proses berikut ini:

Dari gambar disamping, maka persamaan neraca massa total adalah….

A. F = P + A

B. F - P = A

C. F – A = P

D. A + F = P

E. A = F + P

9. Perhatikan pernyataan berikut ini:

1 kg pulp basah mengandung 71% air. Setelah dikeringkan, 60% air berkurang (dibuang).

Dari pernyataan diatas, jumlah (kg) kandungan air dalam pulp basah adalah ….

A. 100

B. 71

C. 0,71

D. 0,60

E. 0,29

10. Suatu tangki berisi larutan H2SO4 80 % (massa) sebanyak 300 kg. Larutan ini dicampurkan dengan larutan H2SO4 20 % (massa), sehingga konsentrasi hasil campuran mengandung 40 % (massa) H2SO4. Banyaknya hasil campuran tersebut adalah . . . .

A. 500 kg

B. 600 kg

C. 700 kg

D. 800 kg

E. 900 kg

EVALUASI KEGIATAN PEMBELAJARAN 3

1. Larutan gula 5% massa dipekatkan menjadi 15% massa. Bila laju produk larutan pekat 500 kg/jam, maka laju alir umpan sebesar ….

A. 500 kg/jam

B. 1.500 kg/jam

C. 15.000 kg/jam

D. 150.000 kg/jam

E. 1.500.000 kg/jam

2. Suatu kolom distilasi diberikan umpan 500 kg/jam campuran yang mengandung 50% komponen A dan sisanya B. Destilat yang diperoleh mengandung 90% A, sedangkan kandungan B pada bagian residu adalah 80%. Destilat yang terbentuk adalah ...kg/jam

A. 100

B. 150

C. 214,28

D. 285,72

E. 500

3. Campuran yang terdiri dari 50 % (m) benzena dan 50 % (m) toluena didistilasi secara kontinyu sehingga di produk atas mengandung 80 % (m) benzena, sedangkan di produk bawah 5 % (m). Jika laju alir destilat 600 kg/jam, maka laju alir umpan … .

A. 800 kg/jam

B. 900 kg/jam

C. 1.000 kg/jam

D. 1.100 kg/jam

E. 1.200 kg/jam

4. Sebuah single effect evaporator digunakan untuk memekatkan larutan gula dari kadar 10% menjadi 30%. Larutan gula masuk evaporator dengan kecepatan massa 200 kg/jam. Kecepatan massa uap air yang terbentuk ...kg/jam

A. 66,67

B. 133,34

C. 153,34

D. 200

E. 266,67

5. Data operasi destilasi untuk memurnikan alkohol dan air seperti pada gambar. Hasil destilat (D) yang diperoleh adalah ....

A. 49,32 kg/jam

B. 75,40 Kg/jam

C. 100 kg/jam

D. 150,68 kg/jam

E. 175,68 kg/jam

6. Campuran biner yang terdiri dari 50 % ( massa ) etanol dan 50 % ( massa ) air didistilasi secara kontinyu sehingga etanol pada hasil atas ( overhead ) 80 % ( massa ) dan hasil bawah ( bottom ) 10 % ( massa ). Jika laju aliran hasil atas 2 kg/jam, maka umpan yang dibutuhkan dan hasil bawah yang dihasilkan masing-masing adalah ....

A. 3,5 kg/jam dan 1,5 kg/jam

B. 4 kg/jam dan 2 kg/jam

C. 4,5 kg/jam dan 2,5 kg/jam

D. 6 kg/jam dan 4 kg/jam

E. 7,5 kg/jam dan 5,5 kg/jam

7. Suatu larutan gula 25% di pekatkan menjadi 90%. Jika laju produk pekat 900 km/jam, maka laju umpan larutan adalah … kg/jam

A. 3140

B. 3240

C. 3340

D. 3440

E. 3540

8. Sebuah single effek evaporator digunakan untuk memekatkan larutan gula dari kadar 10% menjadi 30 %> Larutan gula masuk evaporator dengan kecepatan massa 200 kg/jam. Kecepatan massa uap air yang terbentuk … kg/jam

A. 66,7

B. 76,3

C. 77,6

D. 131,3

E. 133,3

9. Sebuah single effect evaporator digunakan untuk memekatkan larutan gula dari kadar 5% menjadi 25%. Jika larutan gula yang keluar dari evaporator dengan laju alir massa 200 kg/jam, maka laju air uap air … kg/jam.

A. 200

B. 400

C. 500

D. 600

E. 800

10. Sebuah single effect evaporator digunakan untuk memekatkan larutan gula dari kadar 10% menjadi 30%. Jika larutan gula yang keluar dari evaporator dengan laju alir massa 200 kg/jam, maka laju air uap air … kg/jam.

A. 100

B. 200

C. 300

D. 400

E. 500

EVALUASI KEGIATAN PEMBELAJARAN 4

1. Kemiri sebanyak 5 kg diekstraksi dengan 10 L alkohol (ρ = 0,85 g/ml). Jika setelah proses ekstraksi didapatkan 11 L alkohol (ρ = 0,90 g/ml), maka kadar ekstrak di dalam kemiri … .

A. 20 %

B. 22 %

C. 24 %

D. 28 %

E. 30 %

2. 10 Kg jahe di ekstraksi dengan 10L alkohol (ρ = 0,85 g/mL), jika setelah di proses ekstraksi di dapatkan 10,5 L alkohol (ρ = 0,9 g/mL), maka kadar ekstrak di dalam jahe adalah … %

A. 9,5

B. 12,5

C. 14,5

D. 17,5

E. 20,5

3. Larutan nikotin dengan kadar 40% dengan feed masuk sebesar 600 kg akan diekstraksi dengan kerosin sebanyak 300 kg. Diperoleh rafinat dengan kadar nikotin 20% sebanyak 700 kg, sedangkan kadar ekstrak nikotin yang diperoleh yaitu sebesar …

A. 10 %

B. 20%

C. 30 %

D. 40 %

E. 50 %

4. Satu ton sarang lebah mengandung lilin sebanyak 10 % akan diekstrak dengan menggunakan 430 kg benzene murni, sehingga semua lilin larut dalam benzene. Residu yang dihasilkan langsung dikeringkan dan dikeluarkan dalam keadaan kering. Residu ternyata masih mengandung 3 % lilin. Persentase lilin yang terekstrak adalah … .

A. 76,53 %

B. 72,16 %

C. 86,06 %

D. 80,08 %

E. 84,17 %

5. Salah satu jenis antibiotik streptomycin yang dapat digunakan untuk mengatasi bakteri penyebab penyakit pada manusia. Streptomycin dapat diperoleh dari hasil fermentasi melalui ekstraksi dengan pelarut organik dari larutan induk. Massa umpan yaitu larutan induk fermentasi adalah 150 kg dengan konsentrasi streptomycin sebanyak 20% massa larutan induk fermentasi. Massa solven yang digunakan untuk ekstraksi sebanyak 200 kg. Setelah dianalisis, konsentrasi streptomycin diekstrak adalah 80% massa streptomycin total di larutan induk. Hitung konsentrasi streptomycin yang masih terbawah di rafinat dalam satuan massa streptomycin per massa rafinat.

A. 6/126

B. 30/150

C. 24/224

D. 120/126

E. 120/150

6. Gas karbondioksida yang terdapat di udara dengan kadar 80% diabsorpsi dengan air sehingga kadarnya menjadi 50%. Jika laju aliran udara 15 L/det dan laju alir bebas CO2 30 L/det, maka kadar CO2 di dalam air adalah … .

A. 25 %

B. 35 %

C. 45 %

D. 55 %

E. 65 %

7. Campuran gas terdiri dari 25% volume CO2 dan 75% volume NH3 diabsorpsi dengan larutan asam untuk menghilangkan NH3 nya. Hasil gas yang keluar mengandung 37,5% volume NH3. Banyaknya NH3 yang dapat dipisahkan, jika dianggap CO2 tetap dan tidak ada larutan asam yang hilang adalah … % (dasar perhitungan 100 mol)

A. 20

B. 40

C. 60

D. 75

E. 80

8. Gas karbondioksida yang terdapat di udara dengan kadar 30% diabsorpsi dengan air sehingga kadarnya menjadi 10% detik jika laju alir udara 5 l per detik dan laju alir bebas CO2 10 l per detik maka kadar CO2 di dalam air adalah ….

A. 25 %

B. 20 #

C. 15 %

D. 10 %

E. 5 %

9. 1.000 kg/jam sarang lebah mengandung lilin sebanyak 5 % akan diekstrak dengan menggunakan 500 kg benzene murni, sehingga semua lilin larut dalam benzene. Residu yang dihasilkan langsung dikeringkan dan dikeluarkan dalam keadaan kering. Residu ternyata masih mengandung 2 % lilin. Persentase lilin yang terekstrak adalah … .

A. 46,53 %

B. 61,22 %

C. 76,58 %

D. 80,08 %

E. 84,17 %

10. Sebanyak 1500 kg sarang lebah mengandung lilin sebanyak 8% akan diekstrak dengan menggunakan bensin murni, sehingga semua lilin larut dalam benzena. Residu yang dihasilkan langsung dikeringkan dan dikeluarkan dalam keadaan kering. Residu ternyata masih mengandung 3% . Laju alir residu adalah … .

A. 1280 kg/jam

B. 1322 kg/jam

C. 1380 kg/jam

D. 1400 kg/jam

E. 1422 kg/jam