any sistem zat cair tiga komponen

LAPORANSISTEM ZAT CAIR TIGA KOMPONEN

I. TUJUANMembuat kurva kelarutan suatu cairan yang terdapat dalam dua cairan tertentu

II. DASAR TEORISistem adalah suatu zat yang dapat diisolasikan dari zat-zat lain dalam suatu bejana inert, yang menjadi pusat perhatian dalam mengamati pengaruh perubahan temperature, tekanan serta konsentrasi zat tersebut. Sedangkan komponen adalah yang ada dalam sistem, seperti zat terlarut dan pelarut dalam senyawa biner. Banyaknya komponen dalam sistem C adalah jumlah minimum spesies bebas yang diperlukan untuk menentukan komposisi semua fase yang ada dalam sistem. Definisi ini mudah diberlakukan jika spesies yang ada dalam system tidak bereaksi sehingga kita dapat menghitung banyaknya.Fasa merupakan keadaan materi yang seragam di seluruh bagiannya, tidak hanya dalam komposisi kimianya tetapi juga dalam keadaan fisiknya. Contohnya: dalam sistem terdapat fasa padat, fasa cair dan fasa gas. Banyaknya fasa dalam sistem diberi notasi P. Gas atau campuran gas adalah fasa tunggal ; Kristal adalah fasa tunggal dan dua cairan yang dapat bercampur secara total membentuk fasa tunggal. Campuran dua logam adalah sistem duafasa (P=2), jika logam-logam itu tidak dapat bercampur, tetapi merupakan sistem satu fasa(P=1), jika logam-logamnya dapat dicampur. Pada perhitungan dalam keseluruhan termodinamika kimia, J.W Gibbs menarik kesimpulan tentang aturan fasa yang dikenal dengan Hukum Fasa Gibbs, jumlah terkecil perubahan bebas yang diperlukan untuk menyatakan keadaan suatu sistem dengan tepat pada kesetimbangan.Berdasarkan hukum fasa Gibbs, jumlah terkecil variabel bebas yang diperlukan untuk menyatakan keadaan suatu sistem dengan tepat pada kesetimbangan diungkapkan sebagai : F = C P + 2.........................................(1) dimana, F = jumlah derajat kebebasan C = jumlah komponen P = jumlah fasa Dalam ungkapan diatas, kesetimbangan dipengaruhi oleh suhu, tekanan dan komposisi sistem. Jumlah derajat kebebasan untuk sistem tiga komponen pada suhu dan tekanan tetap dapat dinyatakan sebagai : F = 3 P...................................................(2)

Jika dalam sistem hanya terdapat satu fasa, maka F = 2, berarti untuk menyatakan keadaan sistem dengan tepat perlu ditentukan konsentrasi dari dua komponennya. Sedangkan bila dalam sistem terdapat dua fasa dalam kesetimbangan,maka F = 1, berarti hanya satu komponen yang harus ditentukan konsentrasinya dan konsentrasi komponen yang lain sudah tertentu berdasarkan diagram fasa untuk sistem tersebut. Oleh karena sistem tiga kompoen pada suhu dan tekanan tetap mempunyai jumlah derajat kebebasan paling banyak dua, maka diagram fasa sistem ini dapat digambarkan dalam satu bidang datar berupa suatu segitiga samasisi yang disebut diagram terner. Jumlah fasa dalam sistem zat cair tiga kompoen tergantung pada daya saling larut antar zat cair tersebut dan suhu percobaan. Andaikan ada tiga zat cair A, B dan C. A dan B saling larut sebagian. Penambahan zat C kedalam campuran A dan B akan memperbesar atau memperkecil daya saling larut A dan B. Pada percobaan ini hanya akan ditinjau sistem yang memperbesar daya saling larut A dan B. Dalam hal ini A dan C serta B dan C saling larut sempurna. Kelarutan cairan C dalam berbagai komposisi campuran A dan B pada suhu tetap dapat digambarkan pada suatu diagram terner. Prinsip menggambarkan komposisi dalam diagram terner dapat dilihat pada gambar (1) dan (2) di bawah ini. Gambar 1. Diagram Terner

Gambar 2. Diagram Terner(Tim Dosen Kimia Fisika: 2012)Titik A, B dan C menyatakan kompoenen murni. Titik-titik pada sisi AB, BC dan AC menyatakan fraksi dari dua komponen, sedangkan titik didalam segitiga menyatakan fraksi dari tiga komponen. Titik P menyatakan suatu campuran dengan fraksi dari A, B dan C masing-masing sebanyak x, y dan z. Satu fasa membutuhkan dua derajat kebebasan untuk menggambarkan sistem secara sempurna, dan untuk dua fasa dalam kesetimbangan, satu derajat kebebasan. Jadi, dapat digambarkan diagram fasa dalam satu bidang. Cara terbaik untuk menggambarkan sistem tiga komponen adalah dengan mendapatkan suatu kertas grafik segitiga (Dogra, 2009: 473).Konsentrasi dapat dinyatakan dalam istilah % berat atau fraksi mol. Bila komposisi masing-masing dinyatakan dalam persen berat masing-masing komponen, maka perlu diketahui massa jenis tiap komponen untuk menghitung beratnya masing-masing.m = X V............................................(3)keterangan : m = massa = massa jenis V = volumeBila berat masing-masing komponen sudah dihitung, hitung persen berat masing-masing komponen (fraksi dari masing-masing komponen). Alas segitiga menggambarkan komposisi campuran air-kloroform. Oleh karena itu, sistem tiga komponen pada temperatur dan tekanan tetap mempunyai jumlah derajat kebebasan paling banyak dua, maka diagram fasa sistem ini dapat digambarkan dalam fasa bidang datar berupa suatu segitiga sama sisi yang disebut diagram Terner (Oktaviana, 2012).Dengan ini dapat digambarkan diagram fasa yang menyatakan susunan dua komponen. Diagram ini digambarkan sebagai segitiga sama sisi. Air dan asam asetat dapat bercampur seluruhnya, demikian juga dengan kloroform dan asam asetat. Air dan kloroform hanya dapat campur sebagian. (Atkins, 2006: 218).Asam asetat , asam etanoat atau asam cuka adalah senyawa kimia asam organik yang dikenal sebagai pemberi rasa aroma dalam makanan. Asam cuka memilih rumus empiris C2H4O2. Rumus ini seringkali ditulis dalam bentuk CH3-COOH,CH3COOH atau CH3CO2H. Asam asetat merupakan salah satu asam karboksilat paling sederhana, setelah asam formal.Asam asetat lebih suka pada air dibandingkan kepada kloroform oleh karenanya bertambahnya kelarutan kloroform dalam air lebih cepat dibandingkan kelarutan air dalam kloroform. Penambahan asam asetat berlebih lebih lanjut akan membawa sistem bergerak kedaerah satu fase (fase tunggal). Namun demikian, saat komposisi mencapai titik a3, ternyata masih ada dua lapisan walaupun sedikit Adanya suatu zat terlarut mempengaruhi kelarutan zat terlarut lainnya. Efek garam-keluar (setting-out) adalah berkurangnya kelarutan suatu gas (atau zat bukan-ion lainnya) di dalam air jika suatu garam ditambahkan. Efek garam ke dalam (setting-in) juga dapat terjadi, dimana sistem terner lebih pekat (dalam arti mempunyai air lebih sedikit) dari pada sistem biner. Garam juga dapat mempengaruhi kelarutan elektrolit lain, seperti amonium klorida, aluminium sulfat dan air. III. ALAT DAN BAHANa. Alat-alat yang digunakan:1. Labu tertutup 100 ml 5 buah 2. Erlenmeyer 250 ml 3 buah 3. Burat 50 ml 3 buah 4. Neraca 5. Thermometer

b. Bahan-bahan yang digunakan:1. Aseton 2. Benzena 3. Kloroform 4. Etanol 5. Asam asetat glasial 6. Aquades

IV. CARA KERJA

Dalam labu erlenmeyer, dibuat 9 macam campuran cairan A dan C yang saling melarut

.

Tabel Campuran Larutan

Labu123456789

mL A24681012141618

mL C18161412108642

Keterangan : A = Larutan asam asetatB = Larutan kloroformC = Air

Titrasi tiap campuran dalam labu 1 sampai 9 dengan zat B sampai tepat timbul kekeruhanPengukuran dilakukan dengan buret

Catat suhu kamar sebelum dan sesudah percobaanCatat jumlah zat B yang diperlukan

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

Labu123456789Suhu awalSuhu akhirRapat massa

mL A2468101214161830oC30oC1,05 gr/mL

mL C1816141210864230oC30oC1 gr/mL

mL B0,60,60,70,60,91,43,56,115,830oC30oC1,48 gr/mL

Prinsip dasar dari percobaan ini adalah pemisahan suatu campuran dengan ekstraksi yang terdiri dari dua komponen cair yang saling larut dengan sempurna. Pemisahan dapat dilakukan dengan menggunakan pelarut yang tidak larut dengan sempurna terhadap campuran, tetapi dapat melarutkan salah satu komponen (solute) dalam campuran tersebut. Cairan yang digunakan dalam percobaan ini adalah air (aquadest), kloroform (CHCl3), dan asam asetat. Metode titrasi ini digunakan CHCl3 dan asam asetat yang saling melarut yang kemudian dititrasi dengan zat yang tidak larut dengan campuran tersebut yaitu air.Pada percobaan pertama, cairan A dan C dicampur dengan variasi perbandingan volume, yaitu: 2:18 ; 4:16 ; 6:14 ; 8:12 ; 10:10 ; 12:8 ; 14:6 ; dan 16:4 ml. Pada percobaan ini dilakukan variasi perbandingan volume yang bertujuan untuk mengamati besarnya pengaruh kloroform terhadap banyaknya volume CH3COOH glasial yang dibutuhkan terbentuk dua fasa. Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan kepolaran yakni kloroform bersifat nonpolar sedangkan air bersifat polar. Dari percobaan, cairan A dan C mampu melarut dengan baik. Hasil tersebut diperoleh karena antara CHCl3 dengan asam asetat dapat saling berikatan. Dimana, CHCl3 dapat berikatan di sekitar gugus metil dari CH3COOH yang bersifat non-polar pada gugus CH3-nya. Ketika titrasi dengan aquades dilakukan, terjadi pemisahan diantara campuran CHCl3 dengan asam asetat, hal ini dikarenakan asam asetat membentuk ikatan hidrogen yang lebih kuat dengan molekul air pada bagian OH dari gugus COOH asam asetatnya. Oleh karena itu, asam asetat yang awalnya berikatan dengan CHCl3 akan terpisahkan dan berikatan dengan air. Hal ini disebabkan karena sifat CHCl3 yang tidak melarut dengan air sehingga CHCl3 yang mulanya berikatan dengan CH3COOH akan terlepas dan terpisah membentuk 2 larutan terner terkonjugasi yang ditandai dengan terbentuknya larutan yang keruh. Karena kemampuannya yang dapat melarut dengan air dan juga CHCl3, maka Asam Asetat Glasial (CH3COOH) dikenal sebagai pelarut yang bersifat semi-polarLangkah awal adalah menentukan massa jenis dari ketiga larutan. Massa jenis dari tiap larutan yakni CH3COOH, CHCl3 dan H2O wajib diketahui supaya memudahkan kita mencari mol masing-masing dan menghitung fraksi molnya. Fraksi mol ini yang akan menjadi patokan dalam pembuatan diagram fasa sistem terner. Dalam penentuan massa jenis tiap larutan, kami mendapatkannya dari informasi yang tertera dalam label botol induk masing-masing larutan. Maka didapatkan massa jenis CHCl3 = 1,48 g/mL, asam asetat = 1,05 g/mL sedangkan air sebesar 1 g/mL, Campuran asam asetat dan air dititrasi dengan kloroform dan membentuk satu fasa. Hal ini disebabkan CH3COOH glasial bersifat semipolar sehingga dapat larut sebagian dalam air dan sebagiannya lagi dalam kloroform. Disinilah penerapan dari sistem tiga komponen sistem terner yang bercampur sebagian.Berdasarkan hasil percobaan diperoleh banyaknya volume kloroform yang dibutuhkan untuk menitrasi campuran air-asam asetat berturut-turut adalah 0,6 mL; 0,6 mL; 0,7 mL; 0,6 mL ; 0,9 mL; 1,4 mL ; 3,5 mL; 6,1 mL dan 15,8 mL.

C

8,462

64,72

26,8AB

Berdasarkan grafik diketahui bahwa asam asetat lebih suka bercampur dengan air dibandingkan kloroform. Hal ini terlihat pada grafik yang lebih condong ke arah atas atau ke air. Hal ini terjadi karena bertambahnya kelarutan asam asetat dalam air lebih cepat dibandingkan kelarutan asam asetat dalam kloroform. Selain itu asam asetat lebih suka ke air karena massa jenis asam asetat lebih dekat dengan air yaitu 1,05 g/mL dan 1 g/mL. Hasil ini telah sesuai dengan teori bahwa asam asetat lebih suka pada air dibandingkan kloroform.

VI. KESIMPULAN DAN SARANA. Kesimpulan :1. Diagram fasa sistem terner dapat digambarkan dengan menggunakan segitiga sama sisi dan campuran kloroform-air dan asam asetat glasial.2. Sistem tiga komponen pada temperatur dan tekanan tetap mempunyai jumlah derajat kebebasan paling banyak dua, dan diagram fasa sistem ini dapat digambarkan dalam fasa bidang datar berupa suatu segitiga sama sisi yang disebut diagram Terner

B. Saran :

Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam melakukan pengukuran volume larutan menggunakan buret

VII. DAFTAR PUSTAKA

Atkins, P. W. 2006. Kimia Fisika. Jakarta: Erlangga Dogra, S.K. 2009. Kimia Fisik dan Soal-Soal. Jakarta: UI-PRESSOktaviana, Dian. 2012. Campuran Tiga Komponen (Diagram Biner). http://www.scrib.com. Diakses Senin, 28 Mei 2012Tim Dosen Kimia Fisika. 2012. Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika. Jakarta: TGP Fakultas Teknik Universitas Indonesia.

Mengetahui, Semarang, 25 November 2012Dosen Pengampu Praktikan,

Ir. Sri Wahyuni, M.Si Any Kurniawati NIM. 4301410009

LAMPIRANDATA PERHITUNGAN

LABU 1na = = 0,0175 molnb = = 0,00743 molnc = = 0, 5 moln tot = (0,0175 + 0,00743 + 0,5) mol = 0,52493 molXa = x 100% = . 100% = 3,3 %Xb = x 100% = . 100% = 1,4 %Xc = (100 3,3 - 1,4) % = 95,2 %

LABU 2na = = 0,035 molnb = = 0,00743 molnc = = 0, 44 moln tot = (0,0175 + 0,00743 + 0,44) mol = 0,48243 molXa = x 100% = . 100% = 7,25 %Xb = x 100% = . 100% = 1,54 %Xc = (100 7,25 - 1,54) % = 91,21 %

LABU 3na = = 0,0525 molnb = = 0,0086 molnc = = 0,38 moln tot = (0,0525 + 0,0086 + 0,38) mol = 0,4411 molXa = x 100% = . 100% = 11,9 %Xb = x 100% = . 100% = 1,9 %Xc = (100 11,9 1,9) % = 86,2 %

LABU 4na = = 0,07 molnb = = 0,00743 molnc = = 0,33 moln tot = (0,07 + 0,00743 + 0,33) mol = 0,40743 molXa = x 100% = . 100% = 17,18 %Xb = x 100% = . 100% = 1,82 %Xc = (100 17,18 1,82) % = 81 %






Xa rata-rata = = 26,8Xb rata-rata = = 8,462Xc rata-rata = = 64,72

any sistem zat cair tiga komponen

Documents