Pengetahuan Bahan dan Korosi

KUMPULAN SOAL PRA-UTS

PENGENALAN BAHAN DAN KOROSI

SEMESTER GANJIL 2015/2016

Materi:

a.      Pengenalan bahan

b.      Struktur atom dan ikatan kimia

c.      Struktur kristal

d.      Mechanical properties

Pengenalan bahan

1.      a. Jelaskan perbedaan antara material science dan material engineering.

b. Apakah tujuan seorang chemical engineer mempelajari pengetahuan bahan? Jelaskan dan berikan contoh penggunaan pengetahuan bahan dalam teknik kimia.

2.      Sebutkan dan jelaskan perbedaan dari tiga jenis penggolongan material secara konvensional beserta contohnya. Apakah penyebab perbedaan sifat antara ketiganya?

Struktur atom dan ikatan kimia

3.      Apakah gagasan yang terdapat pada teori atom Bohr dan teori atom mekanika kuantum? Jelaskan bagaimana teori atom Bohr dapat disempurnakan oleh teori atom mekanika kuantum.

4.      Dari ketiga unsur di bawah ini, susunlah konfigurasi elektronnya dan tentukan bilangan kuantum untuk elektron terakhirnya. Berdasarkan konfigurasi elektron tersebut, tentukan letak unsur pada sistem periodik unsur pada kondisi netral.

a.      Te

b.      Ga

c.      Ni⁺²

5.      a. Apakah yang disebut dengan elektron valensi pada atom? Jelaskan mengapa keberadaan elektron valensi ini dapat menyebabkan ikatan kimia antar atom.

b. Jelaskan pengaruh ikatan antaratom yang terdapat pada suatu senyawa terhadap sifat fisis senyawa tersebut.

6.      a. Sebutkan perbedaan yang terdapat antara ikatan ionik, kovalen dan metal beserta contohnya.

b. Dari senyawa TiO₂, CsCl dan MgCl₂, siapakah yang memiliki sifat ionik terbesar?

(Diketahui elektronegatifitas unsur Ti, O, Cs, Cl dan Mg berturut-turut adalah 2,0; 3,5; 0,8; 3,0; dan 1,3)

7.      a. Sebutkan dan jelaskan perbedaan dari setiap secondary bonding.

b. Senyawa N_2, H₂O dan HCl memiliki titik didih yang berbeda-beda. Perkirakan urutan titik didih dari ketiga senyawa berikut ini pada kondisi normal (25 °C dan 1 atm) serta jelaskan alasannya.

Struktur kristal

8.      a. Jelaskan perbedaan utama antara struktur single crystal, polycrystalline dan amorphous.

b. Bagaimanakah tahapan pembentukan suatu polycrystalline? Jelaskan dengan gambar.

9.      a. Apakah yang disebut dengan unit sel, bilangan koordinasi dan atomic packing factor pada strukur kristal?

b. Jelaskan bagaimanakah korelasi antara jari-jari atom (R) dengan sisi unit sel (a) pada struktur kristal FCC dan BCC.

10.   Tentukan jari-jari atom iridium jika atom Ir memiliki struktur kristal FCC, densitas 22,4 g/cm³ dan massa atom 192,2 g/mol jika diketahui jumlah atom untuk setiap mol zat adalah 6,023 x 10²³ atom/mol.

11.   Tentukan bilangan koordinasi yang terbentuk pada senyawa CsCl, Al2O₃ dan SiO₂ jika diketahui bahwa radius ion pada kation dan anion yang terbentuk adalah sebagai berikut.

-        Cs⁺  = 167 pm                                           -    O^2-    = 140 pm

-        Cl^-   = 181 pm                                           -    Si⁴⁺    = 40 pm

-        Al³⁺ = 53,5 pm

12.   Apakah yang disebut dengan fenomena polymorphism dan allotropy? Jelaskan bagaimana fenomena tersebut dapat mempengaruhi sifat material yang terdapat pada grafit dan diamond.

13.   a. Jelaskan apakah yang disebut dengan sistem kristal beserta parameter yang mempengaruhinya.

b. Gambarkan arah kristal [101] dan [210] serta bidang kristal (101) dan (110).

Mechanical structure

14.   a. Sebut dan jelaskan keempat jenis beban mekanis pada material. Jenis beban yang manakah yang paling banyak digunakan pada pengujian sifat material?

b. Sebutkan organisasi yang memberikan standar pengujian pada bahan konstruksi peralatan pada industri kimia.

15.   a. Jelaskan apakah yang disebut dengan deformasi. Apakah perbedaan antara deformasi elastis, deformasi plastis dan deformasi parsial?

b. Jelaskan fenomena mikroskopis yang terjadi pada suatu material pada saat mengalami deformasi elastis dan deformasi plastis.

16.   a. Gambarkan dan jelaskan tahapan uji yang tedapat pada diagram engineering stress-strain. Apakah yang disebut dengan yield strength dan tensile strength?

b. Apakah perbedaan dari diagram engineering stress-strain dengan diagram true stress-strain?

17.   Batang balok tipis suatu logam memiliki dimensi luas penampang sebesar 4,8 mm x 15.9 mm dikenai beban berupa tarikan sehingga mengalami pemanjangan. Data panjang batang logam dan beban yang diberikan hingga sebelum terjadi patahan ditampilkan pada tabel di bawah ini. Gunakanlah data tersebut dan dengan bantuan software kalkulasi (jika perlu) untuk menjawab pertanyaan di bawah ini.

Beban, N	Panjang, mm
0	75,000
4740	75,025
9140	75,050
12920	75,075
16540	75,113
18300	75,150
20170	75,225
22900	75,375
25070	75,525
26800	75,750
28640	76,500
30240	78,000
31100	79,500
31280	81,000
30820	82,500
29180	84,000
28190	85,500
12140	87,000
18970	88,725

a. Buatlah diagram engineering stress versus strain.

b. Hitung modulus elastisitas logam uji.

c. Tentukan besar yield strength logam uji dengan menggunakan offset daerah deformasi elastis non-linear sebesar 0.002.

d. Tentukan tensile strength logam uji.

e. Hitung tingkat ductility logam uji berdasarkan persen pemanjangan (percent elongation).

18.   a. Apakah yang disebut dengan slip/dislokasi dan viscous flow (aliran kental) pada defomasi plastis material?

b.      Jelaskan beberapa faktor yang dapat mempengaruhi terjadinya slip.

c.      Sebutkan beberapa perlakuan yang bisa diberikan untuk memodifikasi sifat bahan yang terkait dengan slip.

19.   Sebutkan dan jelaskan 3 sifat material yang dapat diuji dengan menggunakan metode pemberian beban tarikan.