HALAMAN PENGESAHANLaporan lengkap Praktikum Kimia Fisik I dengan Judul Diagram Biner disusun oleh:Nama Praktikan: Norman Adi HusainNIM: 1213140002Kelas / Kelompok: Kimia Sains / IITelah diperiksa oleh Asisten dan Koordinator Asisten yang bersangkutan dan dinyatakan diterima.

Makassar, Juni 2014 Koordinator AsistenAsisten

Ahmad Fudhail, S.Pd, M.SiAsma Indriasari, S.Pd

Mengetahui,Dosen Penanggung Jawab

Dra. Hj. Sumiati Side, M.SiNIP. 19610923 198503 2 002

I. JUDUL PERCOBAANDiagram Biner

II. TUJUANTujuan dari percobaan ini adalah Mahasiswa diharapkan mampu menetapkan (mencari) suhu kelarutan kritis (titik konsulat) sistem biner air-phenol.

III. LANDASAN TEORISistem dua komponen atau disebut juga biner, memiliki jumlah komponen dua dengan aturan fasa yang diperoleh sebagai berikut:F = 2 1 + 2 = 3Maka ada tiga variabel yang harus ditentukan dalam sistem ini, diantaranya adlaah temperatur, tekanan, dan konsentrasi. Grafik yang demikian akan membentuk grafik tiga dimensi yang sukar digambarkan. Untuk mempermudah penggambaran, diambil salah satu variabel tetap, biasanya diambil tekanan tetap, hingga diperoleh diagram yang menyatakan hubungan antara temperatur dan konsentrasi (Sukarjo, 2002: 256).Menurut Rohman dan Mulyani (2004: 171 191), ada 4 jenis sistem biner yang digunakan yaitu:A. Sistem Dua Komponen Cair-Uap IdealSistem dua komponen ini membentuk larutan ideal, dan diagram fasanya yang ditinjau hanya bagian cair-uapnya saja. Larutan ideal adalah larutan yang memenuhi hukum Raoult pada semua rentang konsentrasi. Menurut Raoult sendiri, tekanan uap jenuh berbanding lurus dengan fraksi molnya. Pernyataan ini dapat dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut.Pi = Xi PiDengan Pi menyatakan tekanan uap (jenuh), diatas larutan pada suhu T, Xi menyatakan fraksi mol, dalam larutan ideal, dan Pi menyatakan tekanan uap (jenuh) pelarut murni, pada suhu T.

B. Sistem Dua Komponen Cair-Uap Tak idealDiagram fasa cair-uap untuk sistem tak ideal diperoleh melalui pengukuran tekanan dan komposisi uapnya dalam kesetimbangan dengan cairan yang diketahui komposisinya. Jika larutan sedikit tak ideal, kurvanya mirip dengan larutan ideal dan tidak ada perubahan yang signifikan. Akan tetapi jika larutan menyimpang cukup besar dari tekanan awal, akan diperoleh maksimum atau minimum pada kurva P-Xl. Untuk larutan yang mengalami deviasi positif dari hukum Raoult akan diperoleh maksimum pada kurva P-Xl pada grafik seperti berikut

C. Sistem Dua Komponen Cair-CairDua cairan dikatakan misibel sebagian jika A larut dalam B dalam jumlah yang terbatas, dan demikian pula dengan B, larut dalam A dalam jumlah yang terbatas. Bentuk yang paling umum dari sistem dua komponen cair-cair biasanya pada tekanan tetap (1 atm).D. Sistem Dua Komponen Padat-CairAda banyak ragam jenis kesetimbangan dua komponen padat-cair. Beberapa diantaranya adalah:1. Kedua komponen misibel dalam fasa cair dan immisibel dalam fasa padat2. Kedua komponen membentuk senyawa dengan titik leleh kongruen3. Kedua komponen membentuk senyawa dengan titik leleh inkongruen4. Keuda komponen membentuk larutan padat 5. Kedua komponen misibel dalam fasa cair dan misibel sebagian dalam fasa padat.Percobaan ini menggunakan sistem dua komponen cair-cair. Menurut Tim Dosen Kimia Fisik (2014: 6), pasangan cairan yang bercampur sebagian dapat dibagi kedalam empat tipe.A. Tipe ICampuran dengan temperatur kelarutan kritis maksimum (maximum critical solution temperature)Contoh tipe ini : Sistem Air Anilin Sistem Air Phenol Sistem Anilin Heksana Sistem Metanol Sikloheksana Sistem Matanol Karbon disulfidaB. Tipe IICampuran dengan temperatur kelarutan kritis minimum (minimum critical temperature)Contoh tipe ini: Sistem Air Trimetil aminC. Tipe IIICampuran dengan temperatur kelarutan minimum dan maksimum Contoh tipe ini: Sistem Air Metiletileter Sistem Air Nikotin Sistem Air Metil piperidinD. Tipe IVCampuran yang tidak mempunyai temperatur kelarutan kritis.Jika sampel A ditambahkan sedikit cairan B, maka akan membentuk sampel yang terdiri atas dua fase yang berada dalam kesetimbangan satu sama lain. Fase A dijenuhi oleh B dan begitupun sebaliknya. Diagram temperatur-komposisi dapat dilihat pada gambar berikut.

Titik kritis atas (Tuc) adalah batas atas temperatur dimana terjadi pemisahan fasa. Diatas teperatur batas atas, kedua komponen benar-benar bercampur. Temperatur ini ada karena gerakan termal yang lebih besar menghasilkan kemampuan campur yang lebih besar pada kedua komponen (Atkins, 1999: 209 211).Aplikasi sistem dua komponen ini telah digunakan secara luas. Diantaranya penggunaan Na2O-Al2O3. Pemilihan komposisi Na2O-Al2O3 dan temperatur sintering adalah berdasarkan diagram fasa biner De Vries dan Roth. Senyawa ini digunakan sebagai bahan dasar keramik dimana keramik -Al2O3 tergolong konduktor listrik pada temperatur tertentu, dimana ion Na dapat bergerak bebas, sehingga material ini memiliki konduktivitas listrik cukup tinggi pada temperatur 300C yaitu 30 (.cm-1) (Ramlan dan Johan, 2009: Vol. 12).Aplikasi sistem dua komponen yang lain adalah sistem biner N-Butanol dan air serta Isobutanol dan air. Hasil penelitian terhadap dua pasang komposisi dengan menggunakan beberapa instrument memberikan hasil bahwa komposisi fase organik diperoleh sebesar 0,3407 dan fase aqueous sebesar 0,0259 dalam fraksi mol n-butanol dengan menggunakan model VLLE. Untuk data isobutanol dengan model atau sistem VLLE antara fase organik dan fase aquoeus pada 101,3 kPa adalah sebesar 0,5098 dan 0,0398 dalam fraksi mol dari isobutanol yang dihitung pada saat temperatur kesetimbangan 360,85 K (Kuswandi, Rosmaysari, dan Septiyana, 2013, Vol.1).

IV. ALAT DAN BAHANA. Alat1. Tabung reaksi besar10 buah2. Rak tabung reaksi 1 buah3. Sumbat gabus berlubang 8 buah4. Termometr 110C 8 buah5. Kompor gas 1 buah6. Kasa asbes 1 buah7. Gelas kimia 50 mL dan 100 mL 1 buah8. Gelas ukur 10 mL 1 buah9. Spatula 1 buah10. Necara analitik 1 buah11. Pipet tetes 3 buah12. Labu semprot 1 buah13. Penjepit tabung reaksi 1 buahB. Bahan1. Air (H2O)2. Phenol (C6H5OH)3. Natrium Klorida (NaCl) 1%4. Metanol (CH3OH) 1%

V. PROSEDUR KERJAA. Campuran Air-Fenol1. Menimbang dan mengukur phenol dann air dengan perbandingan 4 : 4; 4 : 5; 4 : 6; 4 : 7; 4 : 8; 4 : 10; 2 : 6,5; 2 : 8,5; dan 2 : 102. Menutup masing-masing tabung reaksi dengan sumbat gabus yang telah dilengkapi dengan termometer3. Memanaskan tiap tabung reaksi pada air panas dan melihat perubahan dari keruh menjadi jernih4. Mencatat suhu perubahannya5. Membiarkan tabung yang telah dipanaskan pada suhu ruangan hingga larutan kembali keruh dan mencatat suhunya.B. Pengaruh Penambahan NaCl dan CH3OH1. Menyiapkan campuran 4 gram phenol dan 6 gram air dalam tabung reaksi 2. Menambahkan 6 mL NaCl 1% dalam tabung reaksi tersebut dan menutupnya dengan sumbat gabus dan termometer3. Memanaskan tabung pada air panas hingga jernih dan membiarkan tabung pada suhu kamar hingga larutan kembali keruh4. Mencatat suhu dari keruh menjadi jernih dan suhu saat jernih menjadi keruh5. Melakukan prosedur yang sama dari 1-4 dengan mengganti NaCl 1% menjadi CH3OH 1%

VI. HASIL PENGAMATANA. Campuran Phenol Air1. 4 gram Phenol + 4 mL air Larutan Keruh, terbentuk 2 lapisan (lapisan atas: air, lapisan bawah: phenol) dipanaskan larutan bening (68C) didinginkan keruh kembali (60C)2. 4 gram Phenol + 5 mL air Larutan Keruh, dingin terbentuk 2 lapisan (lapisan atas: air, lapisan bawah: phenol) dipanaskan larutan bening (68,5C) didinginkan keruh kembali (63C)3. 4 gram Phenol + 6 mL air Larutan Keruh, dingin terbentuk 2 lapisan (lapisan atas: air, lapisan bawah: phenol) dipanaskan larutan bening (78C) didinginkan keruh kembali (66C)4. 4 gram Phenol + 8 mL air Larutan Keruh, dingin terbentuk 2 lapisan (lapisan atas: air, lapisan bawah: phenol) dipanaskan larutan bening (73C) didinginkan keruh kembali (68C)5. 4 gram Phenol + 10 mL air Larutan Keruh, dingin terbentuk 2 lapisan (lapisan atas: air, lapisan bawah: phenol) dipanaskan larutan bening (71C) didinginkan keruh kembali (64C)6. 2 gram Phenol + 6,5 mL air Larutan Keruh, dingin terbentuk 2 lapisan (lapisan atas: air, lapisan bawah: phenol) dipanaskan larutan bening (76C) didinginkan keruh kembali (68C)7. 2 gram Phenol + 8,5 mL air Larutan Keruh, dingin terbentuk 2 lapisan (lapisan atas: air, lapisan bawah: phenol) dipanaskan larutan bening (75C) didinginkan keruh kembali (66C)8. 2 gram Phenol + 10 mL air Larutan Keruh, dingin terbentuk 2 lapisan (lapisan atas: air, lapisan bawah: phenol) dipanaskan larutan bening (78C) didinginkan keruh kembali (69C)B. Penghambat1. 6 mL air + 4 gram Phenol + 6 mL NaCl Larutan Keruh, dingin terbentuk 2 lapisan (lapisan atas: air, lapisan bawah: phenol) dipanaskan larutan bening (79C) didinginkan keruh kembali (68C)2. 6 mL air + 4 gram Phenol + 6 mL CH3OH Larutan Keruh, dingin terbentuk 2 lapisan (lapisan atas: air, lapisan bawah: phenol) dipanaskan larutan bening (78C) didinginkan keruh kembali (69C)

VII. ANALISIS DATAA. Penentuan Fraksi Massa Campuran Phenol-Air1. Tabung 1 (4 : 4)Dik: Vair= 4,0 mL mphenol= 4,0 gram = 1,0 gram/mLDit: 1. Xair =...................? 2. Xphenol=...................?Jawab:

1. 2. 2. Tabung 2 (4 : 5)Dik: Vair= 5,0 mL mphenol= 4,0 gram = 1,0 gram/mLDit: 1. Xair =...................? 2. Xphenol=...................?Jawab: 1. 2. 3. Tabung 3 (4 : 6)Dik: Vair= 6,0 mL mphenol= 4,0 gram = 1,0 gram/mLDit: 1. Xair =...................? 2. Xphenol=...................?Jawab:

1. 2. 4. Tabung 4 (4 : 8)Dik: Vair= 8,0 mL mphenol= 4,0 gram = 1,0 gram/mLDit: 1. Xair =...................? 2. Xphenol=...................?Jawab: 1. 2. 5. Tabung 5 (4 : 10)Dik: Vair= 10 mL mphenol= 4,0 gram = 1,0 gram/mLDit: 1. Xair =...................? 2. Xphenol=...................?

Jawab: 1. 2. 6. Tabung 6 (2 : 6,5)Dik: Vair= 6,5 mL mphenol= 2,0 gram = 1,0 gram/mLDit: 1. Xair =...................? 2. Xphenol=...................?Jawab: 1. 2. 7. Tabung 7 (2 : 8,5)Dik: Vair= 8,5 mL mphenol= 2,0 gram = 1,0 gram/mLDit: 1. Xair =...................? 2. Xphenol=...................?Jawab: 1. 2. 8. Tabung 8 (2 : 10)Dik: Vair= 10 mL mphenol= 2,0 gram = 1,0 gram/mLDit: 1. Xair =...................? 2. Xphenol=...................?Jawab: 1. 2. B. Pengaruh Penambahan NaCl dan CH3OH1. Tabung 1 (NaCl)Dik: Vair= 6,0 mL mphenol= 2,0 gram V NaCl= 6,0 mL = 1,0 gram/mL = 1,006 gram/mLDit: 1. Xair =...................? 2. Xphenol=...................? 3. XNaCl=...................?Jawab: 1. 2. 3. 2. Tabung 2 (CH3OH)Dik: Vair= 6,0 mL mphenol= 2,0 gram V CH3OH= 6,0 mL = 1,0 gram/mL = 0,79 gram/mLDit: 1. Xair =...................? 2. Xphenol=...................? 3. XCH3OH=...................?Jawab:

1. 2. 3.

C. Grafik

VIII. PEMBAHASANPercobaan ini bertujuan untuk menentukan titik kritis (titik konsulat) pada suatu diagram biner. Diagram biner adalah diagram fasa suatu sistem yang terdiri dari dua komponen. Titik kritis adalah titik tempat dua fase yang terus-menerus saling mendekati menjadi identik dan membentuk hanya satu fase. Fae didefinisikan sebagai bagian sistem yang beragam atau homogeny diantara keadaan submakroskopisnya, tetapi benar-benar terpisah dari bagian sistem yang lain oleh batasan yang jelas dan baik. Diagram biner disebut juga binary isomorphous ally system. Diagram biner merupakan cara mudah untuk menampilkan wujud zat segabai fungsi suhu dan tekanan. Bahan yang digunakan adalah phenol dan air, dengan berbagai perbandingan. Saat diampurkan larutan menjadi dingin yang menandakan terjadi reaksi endoterm. Campuran air-phenol ini menghasilkan dua lapisan, dimana lapisan atas adalah air dan lapisan bawah phenol. Hal ini dikarenakan massa jenis air lebih rendah dibanding phenol yaitu 1 gr/mL sedangkan phenol 1,003 gr/mL. Selain itu air bersifat polar dan phenol sedikit polar, dimana phenol hanya sekitar 8,3 gram larut dalam 100 mL air. Campuran air-phenol dalam 8 tabung reaksi dengan perbandingan yang berbeda ini kemudian dipanaskan hingga larutan jernih yang menandakan terbentuknya satu fase. Untuk mengetahui temperatur perubahan digunakan termometer yang disiapkan dengan sumbat gabus agar uap larutan yang terbentuk saat pemanasan tidak keluar dari tabung reaksi. Setelah larutan jernih dan dicatat suhunya, larutan kembali didinginkan hingga larutan kembali keruh dan dicatat suhunya. Perubahan campuran menjadi keruh dan jernih dikarenakan larutan mengalami perubahan larutan yang dipengaruhi oleh suhu yang diberikan. Semakin tinggi suhu maka kelarutan phenol pun meningkat sehingga terbentuk satu fase yang disebut dengan titik kritis. Hasil yang diperoleh titik kritis berada pada tabung 3 dengan perbandingan phenol-air 4 : 6 dan suhu yang diperoleh saat pemanasan adalah 78C. Titik kritis ini dilihat dari suhu tertinggi yang dicapai oleh suatu campuran. Menurut teori suhu teoritis dari titik konsulat phenol-air adlaah 65,85C. Kesalahan ini terjadi karena kurang telitinya Praktikan dalam meneliti perubahan fase, sehingga kesalahan pun menjadi fatal. Dalam percobaan ini phenol dan air yang digunakan karena sistem ini mudah untuk diamati, kelarutan phenol air (8,3 gr/100 mL), memperlihatkan kelarutan timbal baik antara phenol dan air pada suhu dan tekanan tetap, serta dapat menunjukkan pengaruh penghambat bila dicampurkan dengan NaCl dan CH3OH, dimana NaCl larut dalam air dan tak larut dalam phenol, sedangkan CH3OH larut dalam air dan phenol sehingga mempengaruhi suhu kritis.Percobaan kedua dengan uji penambahan NaCl dan CH3OH pada campuran phenol-air dimana perandingan phenol-air adalah 4 : 6 yang akan diuji dengan 6 mL NaCl dan 6 mL CH3OH pada tabung yang berbeda. Menrut teori, NaCl akan menaikkan titik kritis, karena NaCl larut dalam air dan akan mengurangi kelarutan phenol dalam air, sedangkan metanol akan menurunkan titik kritis larutan. Hasil percobaan menunjukkan penambahan NaCl menghasilkan suhu larutan saat jernih adalah 79C telah sesuai dengan teori namun dengan metanol menghasilkan suhu 79C, dan percobaan ini tidak sesuai dengan teori yang dikarenakan adanya zat polutan dalam larutan maupun kuran telitinya Praktikan saat mengamati

IX. PENUTUPA. KesimpulanKesimpulan dari percobaan ini adalah:1. Titik kritis sistem phenol-air berada pada tabung ke-3 dengan perbandingan 4 : 6 dengan suhu 78C2. Penambahan NaCl akan meningkatkan titik kritis larutan 3. Penambahan CH3OH akan menurunkan titik kritis larutanB. SaranSaran untuk praktikum berikutnya adalah agar lebih teliti dalam mengamati perubahan fase serta skala termometer agar tingkat kesalahan yang terjadi tidak terlalu besar.DAFTAR PUSTAKAAtkins, P.W. 1999. Kimia Fisika Jilid 1 Edisi 4. Penerbit Erlangga. Jakarta.

Kuswandi, Rosmaysari, dan Septiyana. 2012. Kesetimbangan Uap-Cair-Cair Sistem Biner N-Butanol + Air dan Isobutanol + Air pada 101,34 kPa. Jurnal Sains dan Seni Pomits. Vol. 1, No. 1.

Ramlan dan Johan. 2009. Identifikasi Keramik Na--Al2O3 dengan Penambahan Variasi Komposisi (0%, 3%, dan 6%) Berat MgO. Jurnal Penelitian Sains. Vol. 12. No.1.

Rohman dan Mulyani. 2004. Kimia Fisika 1. Jurusan Kimia FMIPA UPI. Jakarta.

Sukardjo. 2002. Kimia Fisika. PT. Rineka Cipta. Jakarta.

Tim Dosen Kimia Fisik. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Fisik I. Jurusan Kimia FMIPA UNM. Makassar.

Pertanyaan1. Hitung fraksi phenol dari setiap campuran air- phenol pada bercobaan yang anda lakukan.2. Hitung temperatur rata-rata terjadinya perubahan fase pada setiap campuran air-phenol.3. Buat kurva hubungan antara suhu dan fraksi phenol dalam satu diagram fase.4. Gambarkan pada diagram fase yang anda buat untuk mengetahui pengaruh penambahan larutan NaCl atau CH3OH pada temperatur kelarutan kritis.

Jawaban1. a. Tabung 1 (4 : 4) b. Tabung 2 (4 : 5) c. Tabung 3 (4 : 6) d. Tabung 4 (4 : 8) e. Tabung 5 (4 : 10) f. Tabung 6 (2 : 6,5) g. Tabung 7 (2 : 8,5) h. Tabung 8 (2 : 10) 2. Tabung 1 Tabung 2 Tabung 3 Tabung 4 Tabung 5 Tabung 6 Tabung 7 Tabung 8

Suhu rata-rata saat larutan jernih Suhu rata-rata saat larutan kembali keruh 3.

4.