diagram binner

Laporan Praktikum KF 2 Kesetimbangan Fase Dua Komponen

Tuesday, February 12, 2013 4:35:35 AM

dua fasa, Kimia, Laporan KF2

JUDUL PERCOBAAN : Kesetimbangan Fase Dua KomponenHARI/TANGGAL PERCOBAAN : Jumat/9 Maret 2012 jam 13.00SELESAI PERCOBAAN : Jumat/9 Maret 2012 jam 16.00TUJUAN PERCOBAAN : Menggambarkan kesetimbangan fase dua komponen fasa cair-cair (fenol-air)Menentukan titik ekivalen pada kesetimbangan fase dua komponen fasa cair-cair (fenol-air)Menentukan fasa, komponen, dan derajat kebebasan suatu system kesetimbangan fase dua komponen fasa cair-cair (fenol-air)TINJAUAN PUSTAKA :FasaKata fasa berasal dari bahasa Yunani yang berarti pemunculan. Fase (P) adalah keadaan materi yang seragam di seluruh bagiannya, bukan hanya dalam komposisi kimianya melainkan juga dalam keadaan fisiknya. Suatu system yang mengandung cairan uap-cair masing- masing mempunyai daerah yang serba sama. Dalam fasa cair kerapatannya serbasama di semua bagian dalam cairan tersebut. Contohnya adalah air yang berisi pecahan-pecahan es merupakan suatu system yang terdiri dari dua fasa, yaitu fasa yang berwujud padat (es) dan fasa yang berwujud cair (air).b. KomponenKomponen (C) adalah spesies yang ada dalam sistem, seperti zat terlarut dan pelarut dalam larutan biner. Jumlah komponen dalam suatu sistem merupakan jumlah minimum dari spesi yang secara kimia independen yang diperlukan untuk menyatakan komposisi setiap fasa dalam sistem tersebut. Cara praktis untuk menentukan jumlah komponen adalah dengan menentukan jumlah total spesi kimia dalam system dikurangi dengan jumlah-jumlah reaksi kesetimbangan yang berbeda yang dapat terjadi antara zat-zat yang ada dalam sistem tersebut. Contohnya :CaCO3 CaO + CO2Komponen reaksi diatas dapat dihitung dengan menggunakan rumusC = S – R = 3 – 1 = 2C. Derajat Kebebasan Jika dua komponen ada dalam satu sistem, maka C = 2. Sementara itu derajat kebebasan (F) = 4 – P, akan tetapi untuk penyederhanaannya dibuat supaya tekanan tetap (misalnya pada 1 atm) yang berarti menghabiskan satu derajat kebebasan, dan dapat menuliskan F = 3 – P untuk varian sisanya. Salah satu derajat kebebasan ini adalah temperatur sementara yang lain adalah komposisi (yang dinyatakan dengan fraksi mol suatu komponen). Oleh karena itu dapat digambarkan kesetimbangan fase sistem pada diagram temperatur vs komposisi. Garis vertikal dalam diagram menunjukkan sistem pada diagram temperatur vs komposisi dengan komposisi yang sama pada temperatur yang berbeda atau disebut dengan isoplet (dari bahasa Yunani yang berarti jumlah sama).

d. Kesetimbangan fasa

adalah suatu keadaan dimana suatu zat memiliki komposisi yang pasti pada kedua fasanya pada suhu dan tekanan tertentu, biasanya pada fasa cair dan uapnya. Perubahan dari keadaan

kesetimbangan semula ke keadaan kesetimbangan yang baru akibat adanya aksi atau pengaruh dari luar itu dikenal dengan pergeseran kesetimbangan.Faktor-faktor yang dapat menggeser letak kesetimbangan adalah:Perubahan konsentrasi salah satu zatPerubahan volume atau tekananPerubahan suhuAturan ini menyatakan bahwa untuk kesetimbangan apapun dalam sistem tertutup, jumlah variabel bebas (derajat kebebasan) yang sama dengan jumlah komponen C ditambah 2 dikurangi jumlah fasa P, yakni, F = C + 2 – P.Selama ini pembahasan perubahan mutual antara tiga wujud materi difokuskan pada keadaan cair. Dengan kata lain, perhatian telah difokuskan pada perubahan cairan dan padatan, dan antara cairan dan gas. Dalam membahas keadaan kritis zat, akan lebih tepat menangani tiga wujud zat secara simultan, bukan membahas dua dari tiga wujud zat.e. Kesetimbangan Cair-cair

Dua cairan dikatakan misibel sebagian jika A larut dalam jumlah yang terbatas, dan demikian pula dengan B, larut dalam A dalam jumlah yang terbatas. Bentuk yang paling umum dari diagram fasa T-X cair-cair pada tekanan tetap, biasanya 1 atm (seperti gambar diatas). Diagram diatas dapat diperoleh secara eksperimen dengan menambahkan suatu zat cair ke dalam cairan murni lain pada tekanan tertentu dengan variasi suhu.Cairan B murni yang secara bertahap ditambahkan sedikit demi sedikit cairan A pada suhu tetap (T1). Sistem dimulai dari titik C (murni zat B) dan bergerak kea rah kanan secara horizontal sesuai dengan penambahan zat A. Dari titik C ke titik D diperoleh satu fasa (artinya A yang ditambahkan larut dalam B). Di titik D diperoleh kelarutan maksimum cairan A dalam cairan B pada suhu T1.Penambahan A selanjutnya akan menghasilkan sistem dua fasa (dua lapisan), yaitu lapisan pertama (L1) larutan jenuh A dalam B dengan komposisi XA,1 dan lapisan kedua (L2) larutan jenuh B dalam A dengan komposisi XA,2. Kedua lapisan ini disebut sebagai lapisan konjugat ( terdapat bersama-sama di daerah antara D dan F).Komposisi keseluruhan ada diantara titik D dan F. Di titik E komposisi keseluruhan adalah XA,3. Jumlah relatif kedua fasa dalam kesetimbangan ditentukan dengan aturan lever. Di titik E lapisan pertama lebih banyak dari lapisan kedua. Penambahan A selanjutnya akan mengubah komposisi keseluruhan semakain ke kanan, sementara komposisi kedua lapisan akan tetap XA,1 dan XA,2.Perbedaan yang terjadi akibat penambahan A secara terus menerus terletak pada jumlah relative lapisan pertama dan kedua. Semakin ke kanan jumlah relative lapisan pertama akan berkurang sedangkan lapisan kedua akan bertambah. Di titik F cairan A yang ditambahkan cukup untuk melarutkan semua B dalam A membentuk larutan jenuh B dalam A. Dengan demikian sistem di F menjadi satu fasa. Dari F ke G, penambahan A hanya merupakan pengenceran larutan B dalam A. Untuk mencapai titik G di perlukan penambahan jumlah A yang tak terhingga banyaknya atau dengan melakukan percobaan mulai dari zat A murni yang kemudian di tambah zat B sedikit demi sedikit sampai di capai titik F dan seterusnya.Jika percobaan dilakukan pada suhu tinggi akan di peroleh batas kelarutan yang berbeda. Semakin tinggi suhu, kelarutan masing-masing komponen satu sama lain meningkat, sehingga daerah fasa semakin menyempit. Kurva kelarutan pada akhirnya bertemu disuatu titik pada suhu konsolut atas, atau disebut juga suhu kelarutan kritis (Tc). Di atas titik Tc cairan saling melarut sempurna dalam berbagai komposisi .f. Diagram fase adalah sejenis grafik yang digunakan untuk menunjukkan kondisi kesetimbangan antara fase-fase yang berbeda dari suatu zat yang sama.

Selama ini pembentukan perubahan mutual antara tiga wujud materi difokuskan pada keadaan cair. Dengan kata lain, perhatian telah difokuskan pada perubahan cairan dan padatan, dan antara cairan dan gas. Dalam membahas keadaan kritis zat, akan lebih tepat menangani tiga wujud zat secara simultan, bukan membahas dua dari tiga zat. Diagram fasa merupakan cara mudah menampilkan wujud zat sebagai fungsi suhu dan tekanan. Sebagai contoh khas, diagram fasa air. Dalam diagram fasa diasumsikan bahwa zat tersebut diisolasi dengan baik dan tidak ada zat lain yang masuk atau keluar system. Cairan campur sebagian, yaitu cairan yang tidak bercampur dalam semua proporsi pada semua temperature. Contohnya adalah heksana dan nitrobenzene. Misalkan bila menambahkan sedikit cairan B pada sampel cairan lain A pada temperature tertentu T’, cairan B larut sempurna dan system biner tetap satu fasa. Dengan makin banyak penambahan B, bila satu tahap di mana B tak larut lagi. Sekarang sampel terdiri atas dua fasa yang berada dalam kesetimbangan satu sama lain. Fasa yang paling banyak mengandung A dan dijenuhi oleh B. fase lainnya adalah B yang sedikit dan dijenuhi oleh A. dalam diagram temperature komposisi yang terlukis. Jika lebih banyak B ditambahkan, A sedikit larut di dalam komposisi B. komposisi kedua fase dalam kesetimbangan tetap a’ dan a” , tetapi jenuh kedua bertambah dengan berkurangnya fase pertama. Suatu kesetimbangan akan didapat jika B sedemikian rupa banyaknya, sehingga melarutkan semua A, dan system kembali menjadi berfasa tunggal. Penambahan B lebih banyak lagi sekarang hanya akan mengencerkan larutan dan seterusnya larutan itu tetap berfasa tunggal.Temperature mempengaruhi komposisi kedua fase pada kesetimbanganfasa. Untuk kasus heksana dan nitrobenzene, menaikkan temperature dan menaikkan kemapuan bercampurnya. Oleh karena itu system dua fase tidak begitu luas karena setiap fase dalam kesetimbangan lebih kaya salah satu dari kedua komponen : fase yang banyak mengandung A lebih kaya akan B dan fasa yang banyak mengandung B lebih kaya akan A. diagram fase keseluruhan dapat dibuat dengan mengulang pengamatan-pengamatan dari berbagai temperature dan kemudian menggambarkan garis yang menghubungkan daerah dua fase.

Tipe-tipe diagaram fase antara lain:1. Diagram fase 2DDiagram fase yang paling sederhana adalah diagram tekanan-temperatur dari zat tunggal, seperti air. Sumbu-sumbu diagram berkoresponden dengan tekanan dan temperatur. Diagram fase pada ruang tekanan-temperatur menunjukkan garis kesetimbangan atau sempadan fase antara tiga fase padat, cair, dan gas.Gambar ii : diagram fase 2 Dimensi2. Diagram fase 3DAdalah mungkin untuk membuat grafik tiga dimensi (3D) yang menunjukkan tiga kuantitas termodinamika. Sebagai contoh, untuk sebuah komponen tunggal, koordinat 3D Cartesius dapat menunjukkan temperatur (T), tekanan (P), dan volume jenis (V). Grafik 3D tersebut kadang-kadang disebut diagram P – V - T. Kondisi kesetimbangan akan ditungjukkan sebagai permukaan tiga dimensi dengan luas permukaan untuk fase padat, cair, dan gas. Garis pada permukaan tersebut disebut garis tripel, di mana zat padat, cair, dan gas dapat berada dalam kesetimbangan. Pasangan cairan yang bercampur sebagian dapat dibagi ke dalam empat tipe :Tipe I: campuran dengan temperatur kelarutan kritis maximun (maximun critical solution temperatur)Contoh tipe ini:Sistem air-anilinSistem air-phenolSistem analin-hexana

Sistem methanol-sikloheksanaSistem methanol-karbon disulfideTipe II: campuran dengan temperatur kelarutan kritis minimun (minimun critical solution temperatur)Contoh tipe ini:Sistem air-trimetil aminTipe III: campuran dengan temperatur kelarutan kritis maksimun dan minimumContoh tipe ini:Sistem air-metil etil eterSistem air-mikotinSistem air-metil piperidinTipe IV: campuran yang tidak mempunyai temperatur kelarutan kritis.Temperature kritis atas Tuc adalah batas atas temperature di mana terjadi pemisahan fase. Di atas temperature batas atas, kedua komponen-komponen benar-benar bercampur. Temperature ini ada karena gerakan termal yang lebih besar menghasilkan kemampuan campuran yang lebih besar pada kedua komponen. Beberapa system memperlihatkan temperature kritis bawah Tic, dimana di bawah temperature ini kedua komponen bercampur dalam segala perbandingan dan di atas temperature itu kedua komponen membentuk dua fase. Salah satu contohnya adalah air dan trietilamina. Dalam hal ini, pada temperature rendah kedua komponen lebih dapat bercampur karena komponen-komponen itu membentuk kompleks yang lemah, pada temperature lebih tinggi kompleks itu terurai dan kedua komponen kurang dapat bercampur. Beberapa system mempunyai temperature kritis atas dan temperature kritis bawah. Sebabnya sesudah kompleks yang lemah terurai, sehingga kedua komponen dapat campu sebagian, pada temperature tinggi, gerakan termal membuat campuran homogen kembali, seperti halnya dalam cairan sebagian biasa. Contoh yang paling terkenal adalah nikotin dan air yang bercempur sebagian pada temperature antara 61°C dan 210°C

ALAT DAN BAHAN A. ALATTabung reaksi besar 2Pengaduk 2Beaker glass 500 mL 1Buret 25 mL 1Kaki tiga dan kasa 1Pembakar Spiritus 1Gelas ukur 10 mL 2

B. BAHANAquadesFenol teknisKertas millimeter

CARA KERJA

HASIL PENGAMATAN :a. Tabung Reaksi Besar A

b. Tabung Reaksi Besar B

c. Tabel gabungan

ANALISIS DATA Dilakukan percobaan kesetimbangan fasa dua komponen fasa cair-cair. Larutan yang digunakan adalah fenol teknis berwarna merah bata dan aquades. Larutan tersebut dimasukkan kedalam tabung reaksi besar A dan tabung reaksi besar B. 10 mL aquades ditambahkan dengan 2 mL fenol dimasukkan kedalam tabung reaksi besar A, terbentuk 2 fasa

yakni fenol yang ada di dasar tabung dan aquades yang ada di atas tabung. Persamaan reaksinya H2 + C6H5OH(l) ---> C6H5OH(aq)Lalu dimasukkan kedalam beaker glass dan di ukur suhunya ketika terjadi perubahan. Perubahan yang terjadi adalah fenol yang semula ada di dasar tabung secara bertahap menuju ke atas tabung larutan menjadi jernih. Pada saat itulah diukur suhunya sebagai suhu awal (t1A). Selanjutnya di angkat dari beaker glass dan di dinginkan, terjadi perubahan menjadi menjadi keruh dan diukur suhunya sebagai suhu akhir (t2A). Selanjutnya dilakukan penambahan fenol 2 mL secara terus sampai tidak terjadi perubahan diperoleh data sebagai berikut :No Volume (mL) Temperature (°C)fenol aquades t1A t2A1 2 10 62 482 4 10 66 503 6 10 68 544 8 10 66 505 10 10 62 516 12 10 60 59

Dari data diatas bisa dicari berapa prosentase fenol dengan rumus sebagai berikut :2mL fenol + 10 mL aquades% volume fenol = (volume fenol)/(volume fenol +volume aquades) × 100%% volume fenol = 2/(2+10) × 100% = 16,67 %4mL fenol + 10 mL aquades% volume fenol = (volume fenol)/(volume fenol +volume aquades) × 100%% volume fenol = 4/(4+10) × 100% = 28,50%6 mL fenol + 10 mL aquades% volume fenol = (volume fenol)/(volume fenol +volume aquades) × 100%% volume fenol = 6/(6+10) × 100% = 37,50%8 mL fenol + 10 mL aquades% volume fenol = (volume fenol)/(volume fenol +volume aquades) × 100%% volume fenol = 8/(8+10) × 100% = 44,4 %10 mL fenol + 10 mL aquades% volume fenol = (volume fenol)/(volume fenol +volume aquades) × 100%% volume fenol = 10/(10+10) × 100% = 50%12 mL fenol + 10 mL aquades% volume fenol = (volume fenol)/(volume fenol +volume aquades) × 100%% volume fenol = 12/(12+10) × 100% = 37,50%Sedangkan pada tabung reaksi besar B, dimasukkan 10 mL fenol ditambahkan dengan 2 mL aquades dimasukkan kedalam tabung reaksi besar A, terbentuk 2 fasa yakni fenol yang ada di dasar tabung dan aquades yang ada di atas tabung. Persamaan reaksinya:C6H5OH(l) + H2 ---> C6H5OH(aq)Lalu dimasukkan kedalam beaker glass dan di ukur suhunya ketika terjadi perubahan. Perubahan yang terjadi adalah fenol yang semula ada di dasar tabung secara bertahap menuju ke atas tabung larutan menjadi jernih. Selama proses pemanasan berlangsung muncul adanya gelembung-gelembung gas. Pada saat itulah diukur suhunya sebagai suhu awal (t1B). Selanjutnya di angkat dari beaker glass dan di dinginkan, terjadi perubahan menjadi keruh dan diukur suhunya sebagai suhu akhir (t2B) . Selanjutnya dilakukan penambahan fenol 2 mL secara terus sampai tidak terjadi perubahan diperoleh data sebagai berikut :No Volume (mL) Temperature (°C)

fenol aquades t1B t2B1 10 2 65 522 10 4 66 563 10 6 67 534 10 8 68 54

Dari data diatas bisa dicari berapa prosentase fenol dengan rumus sebagai berikut :10 mL fenol + 2 mL aquades% volume fenol = (volume fenol)/(volume fenol +volume aquades) × 100%% volume fenol = 10/(10+2) × 100% = 83,33% %4mL fenol + 10 mL aquades% volume fenol = (volume fenol)/(volume fenol +volume aquades) × 100%% volume fenol = 10/(10+4) × 100% = 71,40 %6 mL fenol + 10 mL aquades% volume fenol = (volume fenol)/(volume fenol +volume aquades) × 100%% volume fenol = 10/(10+6) × 100% = 62,5 %8 mL fenol + 10 mL aquades% volume fenol = (volume fenol)/(volume fenol +volume aquades) × 100%% volume fenol = 10/(10+8) × 100% = 55,6 %Dari prosentase fenol dapat dibuat grafik hubungan antara persen volume dengan suhu dengan menggabungkan kedua data :

No Volume (mL) % volume fenol Temperature (°C)fenol aquades t1 t21 10 2 83,33 65 522 10 4 71,4 66 563 10 6 62,5 67 534 10 8 55,6 68 545 12 10 54,5 60 596 10 10 50,00 62 517 8 10 44,40 66 508 6 10 37,50 68 549 4 10 28,57 66 5010 2 10 16,67 62 48Grafiknya sebagai berikut :

Berdasarkan grafik diatas, diperoleh nilai kesetimbangan fenol-air sebesar 60°C. Percobaan dilakukan pada suhu rendah, kelarutan masing-masing komponen satu sama lain rendah , sehingga daerah fasa semakin melebar.

PEMBAHASAN Dari percobaan kesetimbangan fasa dua komponen yang telah dilakukan dengan menggunakan fenol-air mempunyai kesamaan, yaitu ketika dipanaskan berubah dari fasa jernih ke fasa keruh dan kembali lagi dari fasa keruh dan jernih ketika didinginkan.Pada tabung reaksi besar A, ketika10 mL larutan aquades dan 2 mL fenol dicampurkan membentuk 2 fasa, ketika diaduk kedua larutan tersebut bercampur menjadi satu. Hal itu menandakan bahwa fenol larut dalam air.Setelah itu dipanaskan dalam beaker glass, ketika proses pemanasan berlangsung fenol mengendap di dasar tabung kemudian sebagian dari fenol terdistribusi ke dalam aquades, warna dari aquades menjadi merah bata. Perubahan ini dari keruh ke jernih terjadi 1 fasa setelah itu diukur suhunya menjadi t1A,jika ada 2 komponen dalam system maka derajat kebebasannya adalah F = 3 – P F = 3 – 1 , jadi derajat kebebasannya adalah 2. Ketika didinginkan kondisi dalam tabung A berubah menjadi keruh dan diukur suhunya menjadi t2A , perubahan ini kembali lagi seperti semula yakni ke fasa 2, jika ada 2 komponen dalam system maka derajat kebebasannya adalah F = 3 – P F = 3 – 2 , jadi derajat kebebasannya adalah 1.Selanjutnya mengulang lagi percobaan dengan menambahkan 2 mL fenol samapi tidak terjadi perubahan. Karena keterbatasan waktu hanya memperoleh data sebanyak 6 kali pengulangan seperti yang ada pada table 1. Merujuk pada table 1, semakin banyak fenol yang ditambahkan maka semakin banyak jumlah fenol yang terdistribusi ke dalam aquades.Pada tabung reaksi besar B, ketika10 mL larutan fenol dan 2 mL aquades dicampurkan membentuk 2 fasa, ketika diaduk kedua larutan tersebut bercampur menjadi satu. Hal itu

menandakan bahwa fenol larut dalam air.Setelah itu dipanaskan dalam beaker glass, ketika proses pemanasan berlangsung fenol yang semula pekat (keruh) menjadi jernih. Perubahan ini dari keruh ke jernih terjadi 1 fasa setelah itu diukur suhunya menjadi t1B,jika ada 2 komponen dalam system maka derajat kebebasannya adalah F = 3 – P F = 3 – 1 , jadi derajat kebebasannya adalah 2. Ketika didinginkan kondisi dalam tabung A berubah menjadi keruh dan diukur suhunya menjadi t2B , perubahan ini kembali lagi seperti semula yakni ke fasa 2, jika ada 2 komponen dalam system maka derajat kebebasannya adalah F = 3 – P F = 3 – 2 , jadi derajat kebebasannya adalah 1.Selanjutnya mengulang lagi percobaan dengan menambahkan 2 mL fenol samapi tidak terjadi perubahan. Karena keterbatasan waktu hanya memperoleh data sebanyak 4 kali pengulangan seperti yang ada pada table 2., semakin banyak fenol yang ditambahkan maka semakin tinggi titik didihnya.Perubahan larutan dari keruh ke jernih dan jernih ke keruh menunjukkan terjadinya pergeseran kesetimbangan akibat pengaruh perubahan suhu.Berdasarkan grafik 1( Grafik kesetimbangan cair-cair ) diperoleh titik ekivalen pada suhu 60°C. Sedangkan secara teoritis adalah 65°C. terjadinya perbedaan ini karena kekurang telitian kami dalam mentukan ketepatjernihan larutan sehingga suhu yang diperoleh selisih 5°C.

KESIMPULAN Dari percobaan “kesetimbangan fasa dua komponen” dapat disimpulkan :Saat dipanaskan larutan yang semula jernih menjadi keruh, hal ini menandakan berubahnya fasa dari 2 fasa menjadi 1 fasa.Saat didinginkan larutan yang semula jernih menjadi keruh, hal ini menandakan berubahnya fasa dari 2 fasa menjadi 1 fasa.

JAWABAN PERTANYAAN SoalGambarkan kesetimbangan fase dua komponen fasa cair-cair dari data yang telah anda dapatkan dengan menggunakan computer (grafik antara %volume pada sumbu X dan temperature pada sumbu Y ). Gabungkan data yang di dapat dari tabung reaksi A dan tabung reaksi B pada satu grafikDari grafik yang anda dapatkan, kapan terjadi titik ekivalen ?Jawaban tabel gabungan dari tabung reaksi besar A dan tabung reaksi besar B :No Volume (mL) % volume fenol Temperature (°C)fenol aquades t1 t21 10 2 83,33 65 522 10 4 71,4 66 563 10 6 62,5 67 534 10 8 55,6 68 545 12 10 54,5 60 596 10 10 50,00 62 517 8 10 44,40 66 508 6 10 37,50 68 549 4 10 28,57 66 5010 2 10 16,67 62 48

Dari tabel diatas dapat dibuat grafik sebagai berikut :

A. JUDUL PERCOBAAN

“Diagram Biner “

B. TUJUAN PERCOBAAN

Menetapkan (mencari ) suhu kelarutan kritis (titik konsulat) system biner air-phenol

C. LANDASAN TEORI

Suatu fase didefenisikan sebagai bagian system yang seragam atau homogeny diantara keadaan

submakroskopiknya, tetapi benar – benar terpisah dari bagian system yang lain oleh batasan yang

jelas dan baik. Campuran padatan atau dua cairan yang tidak saling bercampur dapat membentuk

fase terpisah. Sedangkan campuran gas-gas adalah satu fase karena sistemnya yang homogen.

Symbol umum untuk jumlah fase adalah P, (Dogra SK & Dogra S, 2008 ).

Jumlah komponen dalam suatu sistem di defenisikan sebagai jumlah minimum dari “variable bebas

pilihan “ yang dibutuhkan untuk menggambarkan komposisi tiap fase dari suatu system, , (Dogra SK &

Dogra S, 2008 ).

Temperature kritis atas Tuc adalah batas atas temperature dimana nterjadi pemisahan fase.Diatas

temperatur batas atas, kedua komponen benar-benar bercampur.Temperatur ini ada gerakan termal

yang lebih besar menghasilkan kemampuan campur yang lebih besar pada kedua komponen, (Atkins

PW, 1999).

Beberapa system memperlihatkan temperatur kritis Tlc . dimana dibawah temperature itu kedua

komponen bercampur dalam segala perbandingan dan diatas temperature itu kedua komponen

membentuk dua fase. Salah satu contohnya adalah air-trietilamina. Dalam hal ini pada temperature

rendah kedua komponen lebih dapat campur karena komponen-komponen itu membentuk kompleks

yang lemah, pada temperature lebih lebih tinggi kompleks itu terurai dan kedua komponen kurang

dapat bercampur, ( Atkins PW ,1999).

Menurut Tim dosen kimia fisik.( 2010 ),Pasangan cairan yang bercampur sebagian dapat dibagi dalam

empat tipe :

1. Tipe I , campuran dengan temperatur kelarutan kritis maksimum,misalnya system air

- fenol.

2. Tipe II , campuran dengan temperatur kelarutan kritis minimum, misalnya system air - trimetil

amin.

3. Tipe III , campuran dengan temperatur kelarutan kritis maksimum dan minimum, misalnya

system air – nikotin.

4. Tipe IV , campuran yang tidak mempunyai temperatur kelarrutan kritis.

Dua cairan dikatakn misibel sebagian jika A larut dalam B dalam yang terbatas dan demikian pula

dengan B, larut dalam A dengan jumlah yang terbatas . bentuk yang paling umum dari diagram fase T

– X cair – cair pada tekanan tetap , biasanya 1atm.

Diagram ini dapat di peroleh secara eksperimen dengan menambahkan suatu zat cair ke dalam cairan

murni lain pada tekanan tertentu dengan variasi suhu , ( Rahman Ijang & Mulyani Sry. 2004 ).

Jika percobaan dilakukan pada suhu yang lebih tinggi akan di peroleh batas kelarutan yang berbeda.

Semakin tinggi suhu , kelarutan masing – masing komponen satu sama lain meningkat sehingga

daerah dua fase menyempit. Kurva kelarutan pada akhirnya bertemu di satu titik pada konsulat atas.

Ataubdisebut juga suhu kelarutan kritis, Tc. Diatas Tc cairan saling melarut sempurna sempurna dalam

berbagai komposisi. Contoh system mengikuti kurva seperti ini adalah system air – fenol degan Tc =

65,850C , (Rahman Ijang & Mulyani Sry. 2004 ).

Aturan fase untuk satu system pada tekanan tetap adalah f = C – p + 1 . untuk system dua

komponen , f = 3 – p. didaerah dua fase = 1 . hanya diperlukan satu variabel saja untuk menentukan

keadaan system. Jika variabel yang di pilih adalah suhu , maka titik potong garis dasi dengan kurva

menghasilkan komposisi kedua larutan konyugat . sama halnya jika variabel yang dipilih adalah

komposisi salah satu larutan konyugat , maka dapat ditentukan suhu dan komposisi larutan konyugat ,

maka dapat ditentukan suhu dan komopsisi larutan konyugat lainnya . Untuk daerah satu fase , f = 2 ,

ada dua variabel yang di perlukan untuk menyatakan keadaan system . jadi suhu dan komponen

larutan keduanya harus dinyatakn dengan jelas, (Rahman Ijang & Mulyani Sry. 2004 ).

Pemisahan dari campuran menjadi komponen – komponennya adalah salah satu proses terpenting

diindustri kimia. Prosedur yang umum untuk melakukan pemisahan ini destilasi , sebuah operasi yang

berdasar pada fenomena fisik di mana uap dan cairan berada pada kondisi komposisi setimbang yang

biasanya berbeda. Nyatanya , bagian menguap dari fase cairnya telah dihasilkan pada pemisah parsial

pada awal pencampuran. Tingkat dari pemisahan akan di tentukan dengan fase uap dan cairan.

Hubungan antar komposisi dari kedua fase pada kesetimbangan biasanya disajikan dengan diagram

keseimbangan fase. Metode penyajiannya harus tetap dengan jumlah variabel yang

bersangkutan.Gibbs menampilkannya dalam keadaan setimbang beserta jumlah variabel yang

bersangkutan.Berikut hubungan yang relevan.

F = C + 2 – p

Dimana f adalah jumlah derajat kebebasan , C adalah jumlah fase saat ini. Penyajian grafis dari data

akan bergantung dari nilai f dan kita dapat memperkirakannya dan plotting akan meningkatkan lebih

kompleks sebagaimana membesarnya nilai f. Tafsiran tampilan dari garis biasanya membatasinya

pada nilai f = 2 , itulah sebabnyadisebut system biner , ( Anonim a . 2009 ).

Pada perhitngan – perhitungan yang melibatkan keseimbangan uap cair , sering kali kita diminta untuk

membuat diagram T – xy , dengan diagram tersebut kita dapat menentukan temperatur Bobble dan

dew pada berbagai komposisi senyawa yang lebih ringan ( mor volatile) dari campuran tersebut. Pada

diagram T – xy, tekanan system sudah ditentukan terlebih dahulu. Sehingga dengan demikian

komposisi dan temperature yang akan dihitung ( Anonim b.2010 ).

D. ALAT DAN BAHAN

1. Alat

a. Tabung reaksi besar 8 buah.

b. Thermometer 1100C 8 buah .

c. Statif dan klem.

d. Gelas piala 1000 mL 1 buah .

e. Kompor .

f. Rak tabung reaksi 2 buah .

g. Penjepit tabung reaksi .

2. Bahan

a. phenol.

b. Larutan NaCl 1 %.

c. Metanol .

d. Air.

e. Tissue.

E. PROSEDUR KERJA

1. menyimpan campuran air dengan phenol di dalam 8 buah tabung reaksi besar dengan

komposisi masing-masing sebagai berikut.

No tabung 1 2 3 4 5 6 7 8

Phenol/

gram

4 4 4 4 4 2 2 2

Air/gram 4 5 6 8 10 6,5 8,5 10

2. Memanaskan tiap campuran mulai tabung I – II dalam penangas air

3. Megaduk campuran perlahan – lahan, dan mencatat suhu pada saat campuran berubah dari keruh

menjadi jernih.

4. Mengeluarkan tabung reaksi dari penangas (kompor) , dan mencatat suhunya saat larutan

menjadi keruh lagi.

5. Untuk mengetahui pengaruh penambahan larutan NaCl atau penambahan CH3OH pada

temperatur kelarutan kritis ( titik konsulat ), di lakukan :

a. Dalam tabung bersih mencampurkan 4 gram phenol dan 6 gram air ( seperti komposisi pada

tabung III ) kemudian menambahkan 6 mL larutan NaCl 1 %. Memanaskan dan mencatat temperatur

pada saat campuran menjadi jernih dan sebaliknya pada saat menjadi keruh kembali. Membandingkan

dengan tabung ke 3.

b. Melakukan hal yang sama seperti (a) tetapi yang di tambahkan adalah 6 mL CH3OH 1 %.

G.HASIL PENGAMATAN

No

tabung

1 2 3 4 5 6 7 8

T saat

menjadi

62 70 63 72 79 80 52 75

jernih

T saat

menjadi

keruh

46,5 34,5 44,5 41,5 51,5 60 37 46

T rata –

rata

54,25 52,25 53,75 56,75 65,25 70 44,15 60,5

T saat menjadi jernih

NaCl 1% = 67 0C

CH3OH 1% = 51 0C

T saat menjadi keruh

NaCl 1% = 54,5 0C

CH3OH 1% = 37 0C

G. ANALISIS DATA

Diketahui : Mr H2O = 18

Mr Fenol = 94

Mr NaCl = 58,5

Mr methanol = 32

Ditanyakan : Fraksi mol = ?

1. Tabung I ( 4 : 4 )

Massa fenol = 4 gram

Massa H2O = 4 gram

Mol fenol = 4 gr𝑎m94grammol = 0,043 molMol H2O = 4 gram18grammol =0.222molX fenol = 0.043 mol0.043+0.222mol=0,162 X H2O = 0.222 mol0.222+0.043mol= 0.8382. Tabung II ( 4 : 5 )


Massa H2O = 5 gram

Mol H2O = 5 gram 18grammol=0,278 molX fenol = 0,043 mol0.043+0,278mol= 0,134

X H2O = 1 – 0,134

= 0,866

3. Tabung III ( 4 : 6 )


Masssa H2O = 6 gram

Mol H2O = 6 gram 18grammol=0,333 molX fenol = 0,043 mol0,043+0,333mol=0,114 X H2o = 1 – 0,144

=0,866

4. Tabung IV ( 4 : 8 )


Massa H2O= 8 gram

Mol H2O =8 gram18 gram/mol=0,444 molX fenol =0,043 mol 0,043+0,444 =0,088X H2O = 1 – 0,088

= 0,912

5. Tabung V ( 4 : 10 )


Massa H2O = 10 gram

Mol H2O =10 gram18grammol=0,555X fenol =0,043 mol0,043+0,555mol=0,072X H2O = 1 – 0,072

= 0,928

6. Tabung VI ( 2 : 6,5 )


Massa H2O = 6,5 gram

Mol H2O = 6,5gram18 gram =0,361 mol X fenol = 0,021 mol0,021+0,361mol=0,055X H2O = 1 – 0,055

= 0,945

7. Tabung VII ( 2 : 8,5 )


Massa H2O = 8,5 gram

Mol H2O = 8,5 gram18grrammol=0,472 X fenol = 0,021 mol0,021+0,472mol=0,043X H2O = 1 – 0,043

= 0,957

8. Tabung VIII ( 2 : 10 )


Massa H2O = 10 gram

Mol H2O =10 gram18grammol=0,555 molX fenol = 0,021 mol0,021+0,555mol =0,036X H2O = 1 – 0,036

= 0,964

9. Penambahan NaCl ( 4 : 6 + 6 NaCl )


Massa H2O = 6 gram

Mol H2O = 6 gram18grammol=0,333 mol X fenol =0,043 mol 0,333+0,043 mol=0,114X H2O = 1 – 0,114

= 0,866

10. Tabung 10 ( 4 : 6 + 6 metanol )


Massa H2O = 6 gram

Mol H2O = 6 gram18grammol=0,333 molX fenol = 0,043 mol0,043+o,333mol 0,114X H2O = 1 – 0,114

= 0,866

Diagram T-V sistem air fenol

1. Penambahan NaCl

2. Penambahan CH3OH

H. PEMBAHASAN

Pada percobaan diagram biner ini dilakukan suatu pencampuran dengan komposisi tertentu di mana

campuran – campuran ini mengalami pemanasan dan pendinginan pada suhu kelarutannya masing –

masing. Pada pencampuran air – fenol di peroleh larutan yang tidak saling bercampur yang

membentuk dua lapisan , lapisan atas air dan lapisan bawah adalah fenol, hal ini di sebabkan karena

air memiliki massa jenis yang lebih rendah dari pada fenol.Setelah terjadi percampuran antara air dan

fenol dalam tabung yang berbeda dengan perbandingan kompsisi yang berbeda pula, di lakukan

pemanasan kemudian pendinginan, di mana saat mencapai suhu tertentu larutan ini akan bercampur

dan akan saling memisah dan membentuk dua fasa lagi, di mana larutan tersebut menjadi keruh lagi.

Selanjutnya menentukan fraksi mol untuk komposisi semua tabung. Dari analisis kuantitatif dapat di

buat kurva hubungan antara suhu dan fraksi mol dalam suatu diagram fase yaitu dengan cara

memplotkan farksi mol fenol- air terhadap suhu yang menghasilkan titik kritis dari larutan.Dari kurva

diagram biner antara campuran air- fenol di dapatkan suhu kelarutan kritis pada suhu 70c yang

terletak pada titik VI di mana fraksi mol untuk air adalah 0,945 dan fraksi mol untuk fenol adalah 0,055.

Adapun pengaruh dari penambahan nacl dapat kita pada kurva.Penambahan nacl menaikan titi kritis

dari larutan. Hal ini sudah sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa penambahan nacl akan

menaikan titk kritis larutan, karena nacl hanya larut dalam air dan tidak larut dalam fenol, sedangkan

pengaruh dari penambahan metanol dapat kita lihat pada kurva di mana penambahan methanol

menurunkan titik kritis larutan karena methanol. Larut dalam fenol.Hal ini sudah sesuai dengan teori.

I. KESIMPULAN DAN SARAN

1. Kesimpulan

Dari hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa :

a. Titik kritis dari system fenol air adalah 70o C yang terletak pada X fenol sebesar 0,055 dan X air

sebesar 0.945

b. Penambahan NaCl menyebabkan titik kritis larutan naik

c. Penambahan methanol menyebabkan titik kritis larutan turun

2. Saran

Diharapkan kepada praktikan selanjutnya agar mengamati dan mencatat dengan baik perubahan

suhu yang terjadi.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim a, 2009.Diagram Kesetimbangan Fase Pada Destilasi Biner.http://lamiyamz. blogspot.com.

Diakses pada tanggal 4 april 2010.

Anonim b, 2009.Membuat Diagram TXY Sistem Ideal.http://blog.unsri.ac. diakses pada tanggal 4 april

2010.

Dogra,S& Dogra SK .2008. Kimia FIsik dan Soal – Soal. UI –Press : Jakarta

P.W Atkins . 1999. Kimia Fisika. Erlangga : Jakarta

Rahman Ijang & Mulyani Sry. 2000. Kimia Fisika I. Jurusan kimia FMIPA UNM : Makassar

Tim dosen kimia fisik.2010.Penuntun Praktikum Kimia Fisik I . FMIPA UNM : Makassar

laporan fisik 1 "biner"

JUDUL PERCOBAANDiagram Biner

TUJUAN PERCOBAANMenetapkan atau mencari suhu kelarutan kritis (titik konsulat) sistem biner air-phenol.

LANDASAN TEORISelama ini pembentukan perubahan mutual antara tiga wujud materi difokuskan pada keadaan cair. Dengan kata lain, perhatian telah difokuskan pada perubahan cairan dan padatan, dan antara cairan dan gas. Dalam membahas keadaan kritis zat, akan lebih tepat menangani tiga wujud zat secara simultan, bukan membahas dua dari tiga zat. Diagram fasa merupakan cara mudah menampilkan wujud zat sebagai fungsi suhu dan tekanan. Sebagai contoh khas, diagram fasa air. Dalam diagram fasa diasumsikan bahwa zat tersebut diisolasi dengan baik dan tidak ada zat lain yang masuk atau keluar system (Takeuchi,2008).Cairan campur sebagian, yaitu cairan yang tidak bercampur dalam semua proporsi pada semua temperature. Contohnya adalah heksana dan nitrobenzene. Misalkan bila menambahkan sedikit cairan B pada sampel cairan lain A pada temperature tertentu T’, cairan B larut sempurna dan system biner tetap satu fasa. Dengan makin banyak penambahan B, bila satu tahap di mana B tak larut lagi. Sekarang sampel terdiri atas dua fasa yang berada dalam kesetimbangan satu sama lain. Fasa yang paling banyak mengandung A dan dijenuhi oleh B. fase lainnya adalah B yang sedikit dan dijenuhi oleh A. dalam diagram temperature komposisi yang terlukis. Jika lebih banyak B ditambahkan, A sedikit larut di dalam komposisi B. komposisi kedua fase dalam kesetimbangan tetap a’ dan a” , tetapi jenuh kedua bertambah dengan berkurangnya fase pertama. Suatu kesetimbangan akan didapat jika B sedemikian rupa banyaknya, sehingga melarutkan semua A, dan system kembali menjadi berfasa tunggal. Penambahan B lebih banyak lagi sekarang hanya akan mengencerkan larutan dan seterusnya larutan itu tetap berfasa tunggal (Atkins,1996).

Temperature mempengarui komposisi kedua fase pada kesetimbanganfasa. Untuk kasus heksana dan nitrobenzene, menaikkan temperature dan menaikkan kemapuan bercampurnya. Oleh karena itu system dua fase tidak begitu luas karena setiap fase dalam kesetimbangan lebih kaya salah satu dari kedua komponen : fase yang banyak mengandung A lebih kaya akan B dan fasa yang banyak mengandung B lebih kaya akan A. diagram fase keseluruhan dapat dibuat dengan mengulang pengamatan-pengamatan dari berbagai temperature dan kemudian menggambarkan garis yang menghubungkan daerah dua fase (Atkins,1996).Untuk system dua komponen bagi fasa tunggal F=2-1+3=3. Jadi ada tiga variable yang harus ditentukan, yaitu temperature, tekanan dan konsentrasi. Grafik demikian berupa grafik tiga dimensi yang sukar digambar. Untuk mempermudah, diambil salah satu variable tetap, biasanya diambil p tetap, hingga diperoleh diagram yang menyatakan hubungan T-C. system dua komponen juga mempermuda dengan mengambil kesetimbangan-kesetimbangan secara terpisah, yaitu kesetimbangan Cair-gasPadat-gasCair-cairPadat-cair(Sukardjo,1997 : 256). Menurut Tim Dosen (2010) pasangan cairan yang bercampur sebagian dapat dibagi ke dalam empat tipe :Tipe I: campuran dengan temperatur kelarutan kritis maximun (maximun critical solution temperatur)Contoh tipe ini:Sistem air-anilinSistem air-phenolSistem analin-hexanSistem methanol-sikloheksanaSistem methanol-karbon disulfideTipe II: campuran dengan temperatur kelarutan kritis minimun (minimun critical solution temperatur)Contoh tipe ini:Sistem air-trimetil aminTipe III: campuran dengan temperatur kelarutan kritis maksimun dan minimumContoh tipe ini:Sistem air-metil etil eterSistem air-mikotinSistem air-metil piperidinTipe IV: campuran yang tidak mempunyai temperatur kelarutan kritis.Temperature kritis atas Tuc adalah batas atas temperature di mana terjadi pemisahan fase. Di atas temperature batas atas, kedua komponen-komponen benar-benar bercampur. Temperature ini ada karena gerakan termal yang lebih besar menghasilkan kemampuan campuran yang lebih besar pada kedua komponen. Beberapa system memperlihatkan temperature kritis bawah Tic, dimana di bawah temperature ini kedua komponen bercampur dalam segala perbandingan dan di atas temperature itu kedua komponen membentuk dua fase. Salah satu contohnya adalah air dan trietilamina. Dalam hal ini, pada temperature rendah kedua komponen lebih dapat bercampur karena komponen-komponen itu membentuk kompleks yang lemah, pada temperature lebih tinggi kompleks itu terurai dan kedua komponen kurang dapat bercampur. Beberapa system mempunyai temperature kritis atas dan temperature kritis bawah. Sebabnya sesudah kompleks yang lemah terurai, sehingga kedua komponen dapat campu sebagian, pada temperature tinggi, gerakan termal membuat

campuran homogen kembali, seperti halnya dalam cairan sebagian biasa. Contoh yang paling terkenal adalah nikotin dan air yang bercempur sebagian pada temperature antara 61oC dan 210oC (Mulyani,2004).

ALAT DAN BAHANAlatTabung reaksi besar 10 buahTermometer 110℃10 buahSumbat gabus 10 buahRak tabung reaksi 1 buahGelas piala 1000 mL 2 buahKompor gasKasa asbesBotol semprotBahanPhenolAquadesTissueLarutan NaCl 1%Metanol

PROSEDUR KERJAMenyiapkan campuran air dengan fenol di dalam 8 buah tabung reaksi besar dengan komposisi masing-masing sebagai berikut:No 1 2 3 4 5 6 7 8Phenol (g) 4 4 4 4 4 2 2 2Air (g) 4 5 6 8 10 6,5 8,5 10(semua campuran telah disiapkan laboran)Memanaskan tiap campuran, mulai tabung 1 dan seterusnya dalam penangas air Mengocok campuran perlahan-lahan, mencatat suhu pada saat campuran berubah dari keruh menjadi jernih. Mengeluarkan tabung dari penangas air agar larutan menjadi dingin dan catat suhu saat larutan menjadi keruh kembali. Perlakuan yang sama diulangi untuk tabung 2 dan seterusnya.Untuk mengetahui pengaruh penambahan larutan NaCl atau pada penambahan CH3OH pada temperatur kelarutan kritis atau pada titik konsulat, dilakukan hal berikut:Dalam tabung yang bersih, campurkan 4 gram phenol dan 6 gram air (seperti komposisi pada tabung 3) kemudian tambahkan 6 mL larutan NaCl 1% (campuran telah disiapkan laboran). Memanaskan dan mencatat suhu pada saat campuran menjadi jernih, dan sebaliknya pada saat menjadi keruh kembali, membandingkan dengan tabung ke-3Melakukan hal yang sama seperti pada perlakuan diatas tetapi dengan menambahkan 6 mL CH3OH 1% (campuran telah disiapkan laboran). Memanaskan campuran dan mencatat suhu pada `saat menjadi jernih, kemudian mendinginkannya dan mencatat suhu pada saat campuran menjadi keruh kembali.

HASIL PENGAMATANTabel 1. Hasil PengamatanNo tabung I4:4 II4:5 II4:6 IV

4:8 V4:10 VI2:6,5 VII2:8,5 VIII2:10t. saat jernih (oC) 71 70 62 65 65 65 64 60t. saat keruh (oC) 69 68 61,5 65 64 64 63 56t. rata-rata (oC) 70 69 61,75 65,5 64,5 64,5 63,5 58

Tabel 2. Hasil PengamatanPerbandingan 4 : 6 + NaCl 4 : 6 + metanolT saat menjadi jernih (oC) 74 76T saat menjadi keruh (oC) 74 76T rata-rata (oC) 74 76

ANALISIS DATATabung 1 Massa air = 4 gram Mm air = 18 gram/molMassa phenol = 4 gram Mm phenol = 94 gram/molMol air=m/Mm=(4 gram)/(18 gram/mol)=0,22 molMol phenol=m/Mm=(4 gram)/(94 gram/mol)=0,04 molX air=(mol air)/(mol total)=(2 mol)/(0,22+0,04)mol=0,84Xphenol=(mol phenol)/(mol total)=(0,04 mol)/((0,22+0,04) mol)=0,16 molTabung 2Massa air = 5 gram Mm air = 18 gram/molMassa phenol = 4 gram Mm phenol = 94 gram/molMol air=m/Mm=(5 gram)/(18 gram/mol)=0,27 molMol phenol=m/Mm=(4 gram)/(94 gram/mol)=0,04 molX air=(mol air)/(mol total)=(0,27 mol)/((0,27+0,04) mol)=0,87X phenol=(mol phenol)/(mol total)=(0,04 mol)/((0,27+0,04) mol)=0,13Tabung 3Massa air = 6 gram Mm air = 18 gram/molMassa phenol = 4 gram Mm phenol = 94 gram/molMol air=m/Mm=(6 gram)/(18 gram/mol)=0,33 molMol phenol=m/Mm=(4 gram)/(94 gram/mol)=0,04 molX air=(mol air)/(mol total)=(0,33 mol)/((0,33+0,04) mol)=0,89X phenol=(mol phenol)/(mol total)=(0,04 mol)/((0,33+0,04) mol)=0,11Tabung 4Massa air = 8 gram Mm air = 18 gram/molMassa phenol = 4 gram Mm phenol = 94 gram/molMol air=m/Mm=(8 gram)/(18 gram/mol)=0,44 molMol phenol=m/Mm=(4 gram)/(94 gram/mol)=0,04 molX air=(mol air)/(mol total)=(0,44 mol)/((0,44+0,04) mol)=0,92X phenol=(mol phenol)/(mol total)=(0,04 mol)/((0,44+0,04) mol)=0,08Tabung 5Massa air = 10 gram Mm air = 18 gram/molMassa phenol = 4 gram Mm phenol = 94 gram/molMol air=m/Mm=(10 gram)/(18 gram/mol)=0,55 molMol phenol=m/Mm=(4 gram)/(94 gram/mol)=0,04 mol

X air=(mol air)/(mol total)=(0,55 mol)/((0,55+0,04) mol)=0,93X phenol=(mol phenol)/(mol total)=(0,04 mol)/((0,55+0,04) mol)=0,07Tabung 6Massa air = 6,5 gram Mm air = 18 gram/molMassa phenol = 2 gram Mm phenol = 94 gram/molMol air=m/Mm=(6,5 gram)/(18 gram/mol)=0,36 molMol phenol=m/Mm=(2 gram)/(94 gram/mol)=0,02 molX air=(mol air)/(mol total)=(0,36 mol)/((0,36+0,02) mol)=0,95X phenol=(mol phenol)/(mol total)=(0,02 mol)/((0,36+0,02) mol)=0,05Tabung 7Massa air = 8,5 gram Mm air = 18 gram/molMassa phenol = 2 gram Mm phenol = 94 gram/molMol air=m/Mm=(8,5 gram)/(18 gram/mol)=0,47 molMol phenol=m/Mm=(2 gram)/(94 gram/mol)=0,02 molX air=(mol air)/(mol total)=(0,47 mol)/((0,47+0,02) mol)=0,96X phenol=(mol phenol)/(mol total)=(0,02 mol)/((0,47+0,02) mol)=0,04Tabung 8Massa air = 10 gram Mm air = 18 gram/molMassa phenol = 2 gram Mm phenol = 94 gram/molMol air=m/Mm=(10 gram)/(18 gram/mol)=0,58 molMol phenol=m/Mm=(2 gram)/(94 gram/mol)=0,02 molX air=(mol air)/(mol total)=(0,58 mol)/((0,58+0,02) mol)=0,97X phenol=(mol phenol)/(mol total)=(0,02 mol)/((0,58+0,02) mol)=0,03

PEMBAHASANTujuan dari percobaan ini yaitu untuk menetapkan (mencari) suhu kelarutan kritis (titik konsulat) system biner air- phenol. Pada percobaan ini dilakukan delapan perbandingan yaitu 4:4, 4:5, 4:6, 4:8, 4:10, 2:6,5, 2:8,5, 2:10. Dari perbandingan tersebut kita dapat menentukan titik kritis (titik konsulat) dari system biner air-phenol. Tabung yang berisi air da phenol dengan perbandingan yang telah ditentukan, dipanaskan sampai kedua zat tersebut bercampur atau membentuk system satu fasa yang ditandai dengan perubahan campuran dari keruh menjadi jernih. Dalam proses pemanasan campuran dilakukan pengocokan yang dimaksudkan untuk mencampurkan secara sempurna antara air dan phenol. Ketika dilakukan pengocokan tidak terbentuk campuran keruh dan tidak terbentuk dua lapisan, pemanasan dihentikan dan dicatat suhunya sebagai suhu dimana terbentuk system satu fasa. Ketika campuran kembali keruh suhunya juga dicatat sebagai suhu dimana terbentuk kembali system dua fase atau air dan phenol kembali tidak bercampur.Dari hasil analisis data, diperoleh fraksi mol phenol dan fraksi mol air untuk masing-masing perbandingan yaitu pada perbandingan 4:4 fraksi mol phenol yaitu 0,16 dan fraksi mol air yaitu 0,84. Hal ini menunjukkan bahwa pada campuran tersebut lebih banyak air daripada phenol meskipun dengaan perbandingan yang sama. Pada perbandingan 4:5, 4:6, 4:8, 4:10, 2:6,5, 2:8,5, 2:10. Fraksi mol phenol masing-masing 0,13. 0,11. 0,08. 0,07. 0,05. 0,04. 0,03. Sedangkan fraksi mol air yaitu 0,87. 0,89. 0,92. 0,93. 0,95. 0,96. 0,97. Dari fraksi mol air dapat diperoleh 8 titik yang dapat membentuk diagram yang menunjukankan titik konsulat (titik kritis). Dari hasil diagram diperoleh titik kritis yaitu sekitar 71oC yaitu pada tabung pertama.Penambahan NaCl pada tabung reaksi menaikan suhu pada saat larutan menjadi jernih yaitu suhunya 74oC. Hasil tersebut sesuai dengan teori , suhunya lebih tinggi daripada yang tidak ditambahkan NaCl. Hal ini karena NaCl larut dalam air, akibatnya kelarutan phenol dalam air berkurang. Oleh karena itu diperlukan suhu yang lebih tinggi untuk air dan phenol agar dapat

menjadi satu fasa.Penambahan metanol pada tabung reaksi juga menaikan suhu pada saat larutan menjadi jernih yaitu 76oC dan keruh pada suhu 76oC. Hasil tersebut tidak sesuai dengan teori. Menurut teori karena metanol bersifat semi polar, metanol dapat larut dalam air dan dapat larut pula dalam phenol. Akibatnya kelarutan phenol dalam air bertambah sehingga suhu yang diperlukan agar sistem air-phenol menjadi satu fasa tidak terlalu besar. Diagram BinerPENUTUPKesimpulanBerdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :Temperatur kelarutan kritis sistem air-phenol adalah 75,5oC.Penambahan NaCl pada sistem air-phenol meningkatkan temperatur kelarutan kritis.Penambahan metanol pada sistem air-phenol menurunkan temperatur kelarutan kritis.SaranLebih teliti dalam melakukan pembacaan skala thermometer Melakukan pengocokan dengan baik agar campuran tercampur dengan sempurna.DAFTAR PUSTAKA

Takeuchi, Yoshito. 2008. Kesetimbangan Fasa dan Diagram Fasa. http://www.chem-is-try.org/kategori/artikel-kimia/kimia-fisik/ kesetimbangan -fasa /. Diakses pada 24 April 2010.

Atkins, PW. 1996. Kimia Fisik Edisi Keempat. Jakarta: Erlangga.

Mulyani, Sri. 2004. Kimia Fisik I. UPI: Jurusan Pendidikan FMIPA UPI.

Sukardjo. 1997. Kimia Fisik. Jakarta: PT Reneka Cipta.

Tim Dosen Kimia Fisik. 2010. Penuntun Praktikum Kimia Fisik I. Makassar: Jurusan Kimia FMIPA UNM.

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

LABORATORIUM ILMU KIMIA

LAPORAN PRAKTIKUM

NO 2

Nama : Ari Hendriayana

NIM : 4314000027

Jurusan : Kimia

Regu : 7A

Kelompok : Leni, Sari, Rohmatun

Tanggal : 31 Maret 2005

Tugas : Kelarutan Timbal Balik Sistem Biner Fenol - Air

Buku Bacaan :

I. TUJUANa. Memperoleh kurva komposisi sistem fenol - air terhadap suhu pada tekanan

tetap.b. Menentukan suhu kritis kelarutan timbal balik sistem fenol air.

II. LATAR BELAKANG TEORISistem biner fenol - air merupakan sistem yang memperlihatkan sifat kelarutan

timbal balik antara fenol dan air pada suhu tertentu dan tekanan tetap. Disebut

T0

T

L1 L2

A1 B1

B2A2 T2

T1

XA = 1 XF = 1XC

Mol Fraksi

sistem biner karena jumlah komponen campuran terdiri dari dua zat yaitu fenol dan air. Fenol dan air kelarutanya akan berubah apabila dalam campuran itu ditambahan salah satu komponen penyusunnya yaitu fenol atau air. Jika komposisi campuran fenol air dilukiskan terhadap suhu akan diperoleh kurva sebagai berikut.

L1 adalah fenol dalam air, L2 adalah air dalam fenol, XA dan XF masing-masing adalah mol fraksi air dan mol fraksi fenol, XC adalah mol fraksi komponen pada suhu kritis (TC). Sistem ini mempunyai suhu kritis (TC) pada tekanan tetap, yaitu suhu minimum pada saat dua zat bercampur secara homogen dengan komposisi CC. Pada suhu T1 dengan komposisi di antara A1 dan B1 atau pada suhu T2 dengan komposisi di antara A2 dan B2, sistem berada pada dua fase (keruh). Sedangkan di luar daerah kurva (atau diatas suhu kritisnya, TC), sistem berada pada satu fase (jernih).

III. ALAT DAN BAHANa. Alat:

1. Tabung reaksi diameter 4 cm 1 buah2. Sumbat tabung 1 buah3. Pengaduk 1 buah4. Gelas kimia 400 ml 1 buah5. Kaki tiga dan kasa 1 set6. Pembakar 1 set7. Buret 50 ml 1 buah8. Statif dan klem 1 buah9. Termometer 1 buah

b. Bahan1. Fenol2. Aquades

IV. CARA KERJA1. Menimbang tabung reaksi (bersih dan kering).2. Tabung diisi dengan fenol sampai kira-kira massa fenol 5 gram.3. Mengisi buret dengan aquades.4. Menyusun alat percobaan seperti gambar.

Susunan alat percobaan sistem biner

5. Menyusun alat titrasi6. Menambahkan air melalui buret ke dalam tabung yang berisi fenol 1 ml atau

sampai keruh.7. Memanaskan campuran dalam penangas (±90 ºC) sambil diaduk.8. Mencatat suhu pada saat campuran berubah jernih (T1). Pemanasan diteruskan

sampai suhu menjadi (T1+4) ºC.9. Tabung dikeluarkan dan didinginkan. Suhu dicatat pada saat campuran kembali

keruh.10. Melalui buret ditambahkan lagi aquades 1 ml.11. Ulangi langkah 7-10.12. Percobaan dihentikan ketika volume aquades yang ditambahkan mencapai ±20

ml.

V. DATA PENGAMATAN

Volume aquades

(ml)

T1 (jernih)

(ºC)

T2 (keruh)

(ºC)

Trata2

(ºC)

1 33

2 50 49 49,5

3 60 64 62

4 63 64 63,5

5 66 67 66,5

6 65 67 66

7 65 68 66,5

8 66 67,5 66,75

9 67 68 67,5

10 67 67,5 67,25

11 67 67 67

12 67 67 67

13 67 67 67

14 67 67 67

15 67 66,5 66,75

16 67 66 66,5

17 66,5 65 65,75

18 66 64,5 65,25

19 66 64 65

20 65 63 64

VI. PEMBAHASANEksperimen ini akan membuktikan kelarutan sistem biner fenol air. Fenol dan

air kelarutanya akan berubah apabila ke dalam campuran itu ditambahkan dengan salah satu komponen penyusunnya yaitu fenol dan air. Perubahan warna larutan dari keruh menjadi jernih dan dari jernih menjadi keruh menandakan kalau zat mengalami perubahan kelarutan yang dipengaruhi oleh perubahan suhu. Pada percobaan ini komponen air selalu ditambahkan dan jumlah fenolnya tetap sehingga perubahan larutan dari jernih menjadi keruh atau sebaliknya terjadi pada suhu yang berubah-ubah. Perubahan suhu bergantung pada komposisi atau fraksi mol kedua zat.

Dari data antara suhu (T) dan fraksi mol yang diperoleh dari percobaan dapat dibuat grafik sistem biner fenol – air, yaitu antara fraksi mol vs suhu (T). Grafik yang terbentuk seharusnya berupa parabola dimana puncaknya merupakan suhu kritis yang dicapai pada saat komponen mempunyai fraksi mol tertentu. Pada percobaan suhu kritisnya adalah 67,5ºC dengan komposisi campurannya adalah fraksi mol fenol 0,03392 dan fraksi mol airnya 0,06608. Ini menunjukkan kalau pada suhu 65 ºC, komponen yang berada di dalam kurva merupakan sistem dua fase dan komponen di luar kurva atau di luar titik kritis komponen merupakan sistem satu fase.

OH

Grafik Sistem Biner Fenol - Air

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Fraksi mol air

Su

hu

Komponen berada pada satu fase pada saat campurannya larut homogen (jernih), sedangkan komponen berada pada dua fase ketika dilakukan penambahan air yang menghasilkan dua lapisan (keruh). Grafik yang terbentuk pada percobaan ini kurang sempurna karena bentuknya tidak simetris dan kurva lebih dominan di bagian kiri. Paling tidak kurva ini cenderung membentuk parabola. Kurva ini adalah kurva kelarutan fenol dalam air dan tidak menunjukkan kelarutan timbal balik fenol terhadap air.

Bentuk kurva yang diperoleh kurang sesuai dengan teori, hal ini mungin disebabkan karena hal-hal berikut.

1. Kekurangtelitian praktikan saat percobaan, misalnya pada saat membaca termometer.

2. Validitas alat yang digunakan.3. Kesalahan analisa data.

VII. JAWABAN PERTANYAANA. Tugas

1. Tulis rumus kimia fenol dan Mrnya!Fenol mempunyai rumus kimia C6H6O dengan nilai Mr = 94. Rumus strukturnya sebagai berikut.

2. Jika fenol yang digunakan berkadar 95% (b/b) dan massa yang ditimbang sebesar 5,140 gram, hitung jumlah mol fenol!

Massa fenol =

95100

×5 ,140=4,883 gram.

Mol fenol =

mMr

=4 ,88394

=0,052 mol

3. Jelaskan dengan singkat apa yang dimaksud dengan fase? Adakah perbedaan dengan wujudnya?Fase adalah bagian serba sama dari suatu zat yang dapat dipisahkan secara mekanik serta serba sama dalam sifat fisika dan kimia, sedangkan wujud merupakan bentuk zat pada suhu tertentu. Zat pada suhu yang berbeda mungkin mempunyai wujud yang berbeda. Misal air pada suhu -10ºC wujudnya padat, sedangkan pada suhu 10ºC wujudnya cair.

B. Pertanyaan1. Berapa komposisi campuran fenol dan air dalam % (b/b) pada suhu kritis

larutannya?Massa fenol= 4,975 g Fraksi mol fenol = 0,093392

Massa air = 9,261 g Fraksi mol air = 0,906609

Komposisi campuran dalam %

Fenol =

4 ,9754 ,975+9 ,261

×100% = 35,1% Air =

9 ,2614 ,975+9 ,261

×100% =

64,9%

2. Berapa komposisi campuran fenol dan air dalam satuan mol fraksi pada suhu 50ºC, dimana sistem berada pada satu fase dan dua fase?Komposisi campuran pada suhu 50ºC (diambil dari Trata2 = 49,5ºC)

XF = 0,316733

XA = 0,683267

Sistem berada dalam 2 fase pada suhu di atas 67,5ºC.

Sistem berada dalam 2 fase pada suhu di bawah 67,5ºC.

VIII. KESIMPULAN DAN SARAN

a. Kesimpulan Kelarutan timbal balik sistem biner fenol – air mempunyai suhu kritis 67,5ºC. Pada suhu kritisnya nilai fraksi mol fenol 0,03392 dan fraksi mol airnya

0,06608. Sistem biner fenol – air memperlihatkan sifat kelarutan timbal balik antara

fenol dan air pada suhu tertentu dan tekanan tetap. Campuran fenol dan air dapat saling melarutkan, yang jumlahnya banyak

sebagai pelarut dan sebaliknya.b. Saran

1. Praktikan hendaknya melakukan persiapan secara matang.2. Praktikan lebih teliti dalam melakukan pengamatam3. Alat yang digunakan sesuai dengan standar.

IX. DAFTAR PUSTAKA1. Rohman, Ijang.2004.Kimia Fisika I. Bandung:UPI.2. Tim Dosen Kimia Fisika. 2004. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika I. Semarang.

Jurusan Kimia FMIPA UNNES.3. Wahyuni, Sri.2003.Buku Ajar Kimia Fisika 2.Semarang:UNNES.

Mengetahui, Semarang, 30 Maret 2005

Dosen Pengampu Praktikan

Dra. Sri Wahyuni, M.Si Ari Hendriayana

NIP NIM 4314000027

ANALISA DATA

Menghitung massa jenis air Massa piknometer = 21,5 g

Massa (piknometer + air) = 47 g

Massa air = massa (piknometer + air) – massa piknometer

= 47 – 21,5

= 25,5 g

ρ =

mV =

25 ,525

=1 ,029 g/ml

Mencari mol fenolDiketahui: massa fenol = 5 gram

kadar fenol = 99,5 %

Mr fenol = 94

Mr air = 18

ρ = 1,029 g/ml

massa fenol = % x m = 99,5% x 5 = 4,975 g

mol fenol =

mMr

=4 ,97594

=0 ,053mol

Mencari mol air 1. mair = ρ x V = 1,029 x 1 = 1,029 g

n1 =

mMr

=1,02918 = 0,057167 mol

2. mair = ρ x V = 1,029 x 2 = 2,058 g

n2 =

mMr

=2,05818 = 0,114333 mol

3. mair = ρ x V = 1,029 x 3 = 3,078 g

n3 =

mMr

=3 ,07818 = 0,1715 mol

4. mair = ρ x V = 1,029 x 4 = 4,116 g

n4 =

mMr

=4 ,11618 = 0,228667 mol

5. mair = ρ x V = 1,029 x 5 = 5,145 g

n5 =

mMr

=5 ,14518 = 0,285833 mol

6. mair = ρ x V = 1,029 x 6 = 6,174 g

n6 =

mMr

=6 ,17418 = 0,343 mol

7. mair = ρ x V = 1,029 x 7 = 7,203 g

n7 =

mMr

=7 ,20318 = 0,400167 mol

8. mair = ρ x V = 1,029 x 8 = 8,232 g

n8 =

mMr

=8 ,23218 = 0,457333 mol

9. mair = ρ x V = 1,029 x 9 = 9,261 g

n9 =

mMr

=9 ,26118 = 0,5145 mol

10. mair = ρ x V = 1,029 x 10 = 10,29 g

n10 =

mMr

=10 ,2918 = 0,571667 mol

11. mair = ρ x V = 1,029 x 11 = 11,319 g

n11 =

mMr

=11 ,31918 = 0,628833 mol

12. mair = ρ x V = 1,029 x 12 = 12,348 g

n12 =

mMr

=12 ,34818 = 0,686 mol

13. mair = ρ x V = 1,029 x 13 = 13,377 g

n13 =

mMr

=13 ,37718 = 0,743167 mol

14. mair = ρ x V = 1,029 x 14 = 14,406 g

n14 =

mMr

=14 ,40618 = 0,800333 mol

15. mair = ρ x V = 1,029 x 15 = 15,435 g

n15 =

mMr

=15 ,43518 = 0,8575 mol

16. mair = ρ x V = 1,029 x 16 = 16,464 g

n16 =

mMr

=16 ,46418 = 0,914667 mol

17. mair = ρ x V = 1,029 x 17 = 17,493 g

n17 =

mMr

=17 ,49318 = 0,971833 mol

18. mair = ρ x V = 1,029 x 18 = 18,522 g

n18 =

mMr

=18 ,52218 = 1,029 mol

19. mair = ρ x V = 1,029 x 19 = 19,551 g

n19 =

mMr

=19 ,55118 = 1,086167 mol

20. mair = ρ x V = 1,029 x 20 = 20,58 g

n20 =

mMr

=20 ,5818 = 1, 143333 mol

Mencari fraksi mol fenol (XF)

1. XF1 =

nFnF+nA1

= 0 ,0530 ,053+0 ,057167

=0,481089

2. XF2 =

nFnF+nA2

= 0 ,0530 ,053+0 ,114333

=0,316733

3. XF3 =

nFnF+nA3

= 0 ,0530 ,053+0 ,1715

=0,23608

4. XF4 =

nFnF+nA 4

= 0 ,0530 ,053+0 ,228667

=0,188166

5. XF5 =

nFnF+nA5

= 0 ,0530 ,053+0 ,285833

=0,156419

6. XF6 =

nFnF+nA6

= 0 ,0530 ,053+0 ,343

=0,133838

7. XF7 =

nFnF+nA7

= 0 ,0530 ,053+0 ,400167

=0,116955

8. XF8 =

nFnF+nA 8

= 0 ,0530 ,053+0 ,457333

=0,103854

9. XF9 =

nFnF+nA 9

= 0 ,0530 ,053+0 ,5145

=0,93392

10. XF10 =

nFnF+nA10

= 0 ,0530 ,053+0 ,571667

=0,084845

11. XF11 =

nFnF+nA11

= 0 ,0530 ,053+0 ,628833

=0,077732

12. XF12 =

nFnF+nA12

= 0 ,0530 ,053+0 ,686

=0,071719

13. XF13 =

nFnF+nA13

= 0 ,0530 ,053+0 ,743167

=0,066569

14. XF14 =

nFnF+nA14

= 0 ,0530 ,053+0 ,800333

=0,062109

15. XF15 =

nFnF+nA15

= 0 ,0530 ,053+0 ,8575

=0,05821

16. XF16 =

nFnF+nA16

= 0 ,0530 ,053+0 ,14667

=0,054771

17. XF17 =

nFnF+nA17

= 0 ,0530 ,053+0 ,971833

=0,051716

18. XF18 =

nFnF+nA18

= 0 ,0530 ,053+1 ,029

=0,048983

19. XF19 =

nFnF+nA19

= 0 ,0530 ,053+1 ,086167

=0,046525

20. XF20 =

nFnF+nA20

= 0 ,0530 ,053+1 ,143333

=0,044302

Mencari fraksi mol air

1. XA1 = 1 – XF1 = 1 – 0,481089 = 0,5189112. XA2 = 1 – XF2 = 1 – 0,316733 = 0,6832673. XA3 = 1 – XF3 = 1 – 0,23608 = 0,763924. XA4 = 1 – XF4 = 1 – 0,188166 = 0,8118345. XA5 = 1 – XF5 = 1 – 0,156419 = 0,8435816. XA6 = 1 – XF6 = 1 – 0,133838 = 0,8661627. XA7 = 1 – XF7 = 1 – 0,116955 = 0,8830458. XA8 = 1 – XF8 = 1 – 0,103854 = 0,8961469. XA9 = 1 – XF9 = 1 – 0,093392 = 0,90660810. XA10 = 1 – XF10 = 1 – 0,084845 = 0,91515511. XA11 = 1 – XF11 = 1 – 0,077732 = 0,92226812. XA12 = 1 – XF12 = 1 – 0,071719 = 0,92828113. XA13 = 1 – XF13 = 1 – 0,066569 = 0,93343114. XA14 = 1 – XF14 = 1 – 0,062109 = 0,93789115. XA15 = 1 – XF15 = 1 – 0,05821 = 0,9417916. XA16 = 1 – XF16 = 1 – 0,054771 = 0,94522917. XA17 = 1 – XF17 = 1 – 0,051716 = 0,9828418. XA18 = 1 – XF18 = 1 – 0,048983 = 0,95101719. XA19 = 1 – XF19 = 1 – 0,046525 = 0,95347520. XA20 = 1 – XF20 = 1 – 0,044302 = 0,955698

diagram binner

Documents