LAPORAN PRAKTIKUM

KIMIA FISIKA II

KESETIMBANGAN FASA

Selasa, 15 April 2014

Disusun Oleh :

Yeni Setiartini

1112016200050

Kelompok : 4

Widya Fitriani

Widya Mulyana Putri

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2014

ABSTRAK

Telah dilakukan percobaan kesetimbangan fasa dengan menggunakan 3 zat yakni H2O,

asam asetat gracial, dan klorofom sebanyak 3ml, 4ml, dan 7 ml dengan menggunakan

metode titrasi dimana sebagai larutan penitrasi adalah asam glacialsampai fasa zat

campuran air dan klorofom menjadi satu fasa. Dari percobaan yang dilakukan maka

dihasilkan diagram fasa terner terhadap fraksi mol dengan persen fraksimol sebagai

berikut air, kloroform 3 ml, dan asam asetat glacial 62.6%, 6,6%,30%,, pada 4 ml

kloroform 56.6%, 8.4%, 34,9%, serta pada klorofom 7 ml yakni 51%, 13%, dan 35,8%.

PENDAHULUAN

Suatu fase didefinisikan sebagai bagian sistem yang seragam atau homogen diantara

keadaan submakroskopisnya, tetapi tidak benar-benar terpisah dari bagian sistem yang

lain oleh batasan yang jelas dan baik. Campuran padatan atau dua cairan yang tidak

dapat bercampur dapat membentuk fase terpisah, sedangkan campuran gas-gas adalah

satu fase karena sistemnya yang homogen.

Komponen, jumlah komponen-komponen dalam suatu sistem didefinisikan sebagai

jumlah minimum dari variabel bebas pilihan yang dibutuhkan untuk menggambarkan

komposisi tiap fase dari suatu sistem (SK Dogra dan S Dogra. 2009: 454)

Derajat kebebasan didefinisikan sebagai jumlah minimum variable intensif yang harus

dipilih agar keberadaan variable intensif dapat ditetapkan. Jumlah minimum variable

intensif dapat berupa temperature, tekanan, konsentrasi. Simbol untuk derajat kebebasan

yaitu F dan invariant bila F=0, univarian bila F=1, bivarian bila F=2 dan seterusnya

(SK Dogra dan S Dogra. 2009 : 455)

Untuk sistem tiga komponen, derajat kebebasan, f=3-p+2=5-p. Untuk p=1, ada 4 derajat

kebebasan. Tak mungkin menyatakan sistem seperti ini dalam bentuk grafik yang

lengkap dalam tiga dimensi, apalagi dalam dua dimensi. Oleh karena itu biasanya

sistem dinyatakan pada suhu dan tekanan yang tetap, dan derajat kebebasannya menjadi

f=3-p; jadi derajat kebebasannya paling banyak adalah dua, dan dapat dinyatakan dalam

suatu bidang. Pada suhu dan tekanan tetap variable yang dapat digunakan untuk

menyatakan keadaan sistem tinggal komposisi yakni XA, XB, XC yang dihubungkan

melalui XA, XB, XC= 1. Komposisi salah satu komponen sudah tertentu jika dua

komponen lainnya diketahui. Untuk menyatakannya dalm suatu grafik, Gibbs dan

Rozenboom menggunakan suatu segitiga sama sisi. Titik A, B, C pada setiap sudut

segitiga masing-masing menyatakan 100% A, 100% B, 100% C. setiap titik dalam

segitiga tersebut jika dihubungkan secara tegak lurus ke sisi-sisinya akan diperoleh

penjumlahan ketiga garis ini selalu konstan, sama dengan tinggi segitiga tersebut, h

(Ijang Rohman & Sri Mulyani: 203)

Jika dalam sistem hanya terdapat satu fasa, maka V = 2. Berarti, untuk menyatakan

keadaan sistem dengan tepat perlu ditentukan konsentrasi dari dua komponennya.

Sedangkan bila dalam sistem terdapat dua fasa dalam kesetimbangan V = 1; berarti hanya

satu komponen yang harus ditentukan konsentrasinya dan konsentrasi komponen yang

lain sudah tentu berdasarkan diagram fasa untuk sistem tersebut. Oleh karena itu, sistem

tiga komponen pada suhu dan tekanan tetap mempunyai jumlah derajat kebebasan

maksimum = 2 (jumlah fasa minimum = 1), maka diagram fasa ini dapat digambarkan

dalam satu bidang datar berupa suatu segitiga sama sisi yang disebut diagram terner. Tiap

sudut segitiga tersebut menggambarkan suatu komponen murni. Prinsip penggambaran

komposisi dalam diagram terner dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Fraksi mol tiga komponen dari sistem terner (C = 3) sesuai dengan XA + XB +

Xc = 1.

XB

XA X

C

C

A B

Titik pada sisi AB : campuran biner A dan B

BC : campuran biner B dan C

AC : campuran biner A dan C

Diagram fase yang digambarkan sebagai segitiga sama sisi menjamin

dipenuhinya sifat ini secara otomatis sebab jumlah jarak ke sebuah titik didalam segitiga

sama sisi yang diukur sejajar dengan sisi-sisinya sama dengan panjang sisi segitiga itu

yang dapat diambil sebagai satuan panjang.

Sistem 3 komponen sebenarnya banyak memungkinkan yakni pada percobaan

ini digunakan sistem 3 komponen yang terdiri atas zat cair yang sebagian tercampur.

Sistem 3 zat cair yang sebagian dibagi menjadi :

Tipe 1 : Pembentukan sepasang zat cair bercampur sebagian

Tipe 2 : Pembentukan 2 pasang zat cair bercampur sebagian

Tipe 3 : Pembentukan 3 pasang zat cair bercampur sebagian

Dalam percobaan yang dilakukan menggunakan tipe 1.

Tipe 1 : Pembentukan sepasang zat cair yang bercampur sebagian.

B

C

a1 a2

a3 a4

b1 b2

b3 b4

D

Diagram : 3 Cairan dengan 1 Binodal

Kalau B bercampur sebagian, maka

campuran antara B dan C pada

temperatur dan tekanan tertentu

membentuk dua lapisan

I larutan C dalam B

II larutan B dalam C

Penambahan A pada campuran B dan C akan memperbesar daya larut keduanya.

C adalah susunan keseluruhan antara B dan C. Pada penambahan A, susunan keseluruhan

bergerak sepanjang CA. Susunan masing-masing lapisan dinyatakan dengan garis

kesetimbangan 2211 , dan seterusnya.

Pada titik b4 kedua lapisan hilang dan terbentuk lapisan tunggal. Hilangnya

kedua lapisan tidak bersama-sama.

Kedua lapisan dapat menjadi identik hanya pada satu susunan yaitu d, titik D

disebut titik isotermal kritis atau plait point.

Semua campuran yang terdapat di daerah a D b selalu terbagi kedalam dua

lapisan. Grafik, a D b disebut kurva binodal. Hanya plait point tidak berimpit dengan

maksimal grafik binodal. (Ummu hani. 2008)

MATERIAL DAN METODE

Material:

Alat: buret 50 ml, statif dan klem, labu Erlenmeyer 3 buah, gelas ukur 2 buah,

piknometer 1 buah, gelas kimia , Neraca o-hauss

Bahan: kloroform, asam asetat glasial, akuades,

Metode :

a. Pengukuran massa jenis

1. membersihkan piknometer dan dikeriingkan

2. mengukur berat kosong piknometer

3. memasukkan air dalam piknometer sampai penuh dan kemudian

menimbangnya

4. mengulangi kegiatan diatas dengan mengganti air dengan kloroform dan asam

asetat glasial.

b. Sistem tiga komponen

1. menyediakan bure yang masih bersih dan mongering 1 buah, mengisi masing-

masing dengan asam asetat glasial yang murni

2. menyediakan labu Erlenmeyer 3 buah, masing-masing diisi dengan 3 ml, 4ml,

dan 7ml kloroform mengerjaakan satu persatu mengingat kloroform menguap

dan toksik

3. menambahkan masing-masing 5 ml akuades, mengocok sebentar, campuran

akan membentuk dua lapisan

4. menitrasi dengan asam asetat glasial sampai ke-2 lapisan membentuk satu fasa,

mencatat volume asam asetat glasial yang ditambahkan menitrasi sebanyak

3x (triplo)

5. mengulangi untuk labu Erlenmeyer kedua dan seterusnya

6. membuat diagram fasa terner

HASIL DAN PEMBAHASAN

Volume kloroform (ml) Volume akuades (ml) Volume asam asetat (ml)

3 5 8.3

3 5 7.9

4 5 9.6

4 5 10.4

7 5 11.4

7 5 11.8

Massa piknometer kosong 22.00 gram

Massa piknometer + air 42.3 gram

Massa piknometer + kloroform 54.1 gram

Massa piknometer + asam glasial 43.4 gram

Perhitungan:

Massa jenis air:

=42.3

24.9 = 1.69 g/ml

Massa jenis asam glasial:

=43.34

24.9 = 1.74 g/ml

Massa jenis kloroform:

=54.1

24.9 = 2.17 g/ml

Untuk 3 ml Kloroform

Mol

ni = i

i

Mr

V i .

nair = 5 1.69/

18/= 0.47

nCHI3 = 3 2.17 /

119.5 /= 0.05

nCH3COOH = 8.1 1.74 /

60 /= 0.23

Fraksi mol

Xi % 100x nnn

n

CBA

i

X air = 0.47

0.47+0.05+0.23 100% = 62.6%

X CHI3 = 0.05

0.46+0.05+0.23 100% = 6.6%

X CH3COOH = 0.23

0.46+0.05+0.23 100% = 30.6%

Untuk 4 ml Kloroform

Mol

ni = i

i

Mr

V i .

nair = 5 1.69/

18/= 0.47

nCHI3 = 4 2.17 /

119.5 /= 0.07

nCH3COOH = 10 1.74 /

60 /= 0.29

Fraksi mol

Xi % 100x nnn

n

CBA

i

X air = 0.47

0.47+0.07+0.29 100% = 56.6%

X CHI3 = 0.07

0.47+0.07+0.29 100% = 8.4%

X CH3COOH = 0.29

0.47+0.07+0.29 100% = 34.9%

Untuk 7 ml kloroform

Mol

ni = i

i

Mr

V i .

nair = 5 1.69/

18/= 0.47

nCHI3 = 7 2.17 /

119.5 /= 0.12

nCH3COOH = 11.6 1.74 /

60 /= 0.33

Fraksi mol

Xi % 100x nnn

n

CBA

i

X air = 0.47

0.47+0.12+0.33 100% = 51.0%

X CHI3 = 0.12

0.47+0.12+0.33 100% = 13%

X CH3COOH = 0.33

0.47+0.12+0.33 100% = 35.8%

Diagram fase sistem terner

C(CH3Cl)

90

A

(CH3COOH)

B

(H2O)

80

70

60

50

40

30

20

10

90 800 70 60 50 40 30 20 10

90

80

70

60

50

40

30

20

10

XC XA

XB

Ket :

: air

: CHCl3

: CHCOOH

Pada praktikum kali ini bertujuan untuk menggambar diagram fase sistem terner. Sistem

yang dimaksud adalah sistem yang membentuk sepasang zat cair yang bercampur

sebagian yaitu campuran kloroform air dan asam asetat. Serta memperhatikan

menentukan letak letak plaint poit atau titik jalin pada diagram fasenya.

Tahap yang pertama dilakukan pengukuran pengukuran massa jenis dengan piknometer

didapat massa jenis air, asam asetat glasial dan kloroform berturut turut 1.69 g/ml,1.74

g/ml, 2.17 g/ml. kemudian dilakukan penitrasian dengan asam glasial sebagai penitrasi

dan campuran kloform yakni pada 3 ml, 4ml, dan 7ml dengan air sebanyak 5 ml. data

pencampuran terlihat pada air dan kloroform yang membentuk dua fasa ditandai dengan

tidak bercampurnya kedua zat dimana terdapat lapisan seperti batas diantara keduanya

hal ini disebabkan karena air yang sifatnya polar pada bagian atas karena memiliki

massa jenis yang lebih rendah sedangkan kloroform yang bersifat nonpolar berada pada

bagian bawah karena massa jenisnya lebih besar dari air . kemudian campuran dititrasi

dengan asam glasial sampai larutan campuran tersebut menjadi satu fasa namun

awalnya terbentuk larutan keruh yang kemudian menjadi bening kembali dan tidak

terlihat adanya lapisan pemisah antara kedua zat. Kekeruhan pada akhir titrasi terjadi

karena air dapat campur seluruhnya dengan asam asetat, sedangkan kloroform dan air

hanya campur sebagian. Campur sebagian antara air dan kloroform ini akan membentuk

suatu lapisan yang menyebabkan timbulnya kekeruhan (Ummu hani. 2008), dengan

tercampurnya zat dapat dilihat dari batas larutan yang menghilang. Titrasi kedua zat

tersebut dapat dihentikan ketika campuran zat menjadi satu fasa, penyeb kloroform larut

menjadi satu fasa dengan air karena asam asetat glassial bersifat semipolar sehingga

dapat mencampurkan dua jenis larutan yang berbeda sifat menjadi satu fasa.

Pada diagram dapat dilihat bahwa petemuan garis antara zat tercampur dan penitrasian

terdapat pada peremuan garis dimana terbentuk segitiga di mana masingmasing titik

menggambarkan komposisikomposisi masingmasing zat pada tiap campuran.

Perbedaan persentase pada setiap zat disebabkan oleh volum komponen berbeda,

sehingga terjadi perubahan daya saling larut antara komponen-komponen larutan

tersebut. Setiap penambahan aquadest pada campuran tersebut menyebabkan perubahan

daya larut antara larutan, hal ini kemudian digambarkan dalam diagram terner.

KESIMPULAN

Asam asetat,kloroform, dan air merupakan sistem 3 komponen yang dapat campur

sebagian dan dapat digambarkan dalam diagram terner

Titik akhir titrasi asam asetat (CH3COOH) dan kloroform (CHCl3) dengan

aquadest (H2O) di tandai dengan timbulnya kekeruhan

REFERENSI

Dogra, SK dan Dogra, S. 2009. Kimia Fisik dan Soal-Soal. Jakarta: UI Press

Rohman, Ijang dan Mulyani, sri. 2004. JICA: Kimia Fisika I. Bandung; UPI PRESS

Ummu hani. 2008 Laboratorium Kimia PMIPA FKIP Unlam Banjarmasin, DIAGRAM

TERNER diakses dari http://www.coursehero.com/file/8523868/percobaan-iii-

diagram-terner/ pada tanggal 20 April 2014