KATA PENGANTARPuji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan makalah Kimia Fisik tentang diagram fase terner dengan sebaik-baiknya dan tepat pada waktunya. Penulisan makalah ini didasarkan pada hasil literatur-literatur yang ada baik dari buku maupun sumber lainnya.Makalah ini merupakan tulisan yang dibuat berdasarkan hasil yang telah dicari. Tentu ada kelemahan dalam teknik pelaksanaan maupun dalam tata penulisan makalah ini. Maka saran-saran dari pembaca dibutuhkan dalam tujuan menemukan refleksi untuk peningkatan mutu dari makalah serupa di masa mendatang. Akhir kata, selamat membaca dan terima kasih.

Jakarta, 3 juni 2015

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTARDAFTAR ISIBAB I PENDAHULUAN1.2 Latar Belakang1.2 Rumusan Masalah1.3 Tujuan a. Manfaat1.4 Pembatasan masalahBAB II PEMBAHASAN1.1 perbandingan fraksi mol antara air, asam asetat dan kloroform dalam campuran1.2 Cara pengambaran sistem terner 1.3 Cotoh soalBAB III PENUTUP3.1Kesimpulan3.2SaranDAFTAR PUSTAKA

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangBila dua zat cair dicampur dengan komposisi yang berbeda-beda maka akan terdapat tiga kemungkinan yang dapat terjadi, yaitu kedua zat cair dapat bercampur dalam tiap komposisi, kedua zat cair tidak dapat bercampur sama sekali atau kedua zat cair dapat bercampur hanya pada komposisi tertentu. Kemudian bila suatu sistem terdiri dari dua lapisan cairan yang tidak tercampur atau tercampur sebagian, jika ditambahkan zat ketiga yang larut dalam kedua lapisan tersebut, maka zat terlarut tersebut akan terdistribusi di antara kedua lapisan dengan perbandingan tertentu.

Dalam larutan terdapat dua macam kemungkinan terjadinya kesetimbangan. Kesetimbangan yang terbentuk dapat berupa kesetimbangan heterogen ataupun kesetimbangan homogen, di mana kesetimbangan homogen adalah kesetimbangan yang terjadi pada campuran larutan dalam fase yang sama. Sedangkan kesetimbangan heterogen merupakan kesetimbangan yang terjadi antara dua fase yang berbeda.

Salah satu cara untuk memperlihatkan variasi kesetimbangan fase dengan sistem komposisi digunakan diagram fase segitiga. Diagram ini berupa suatu segitiga sama sisi yang disebut diagram terner dengan tiap sudut segitiga tersebut menggambarkan suatu komponen murni.

Jika dalam sistem hanya terdapat satu fase maka V = 2 berarti untuk menyatakan suatu 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 tertentu berdasarkan diagram fasa untuk diagram fasa untuk sistem tersebut. Oleh karena itu sistem tiga komponen pada suhu dan tekanan tetap punya derajat kebebasan maksimum = 2 (jumlah fasa minimum = 1), maka diagram fasa sistem ini dapat digambarkan dalam satu bidang datar berupa suatu segitiga tersebut menggambarkan suatu komponen murni.

Oleh karena tu, makalah ini disusun untuk mencoba menjelaskan diagram terner mengenai perbandingan fraksi mol antara air, asam asetat dan kloroform dalam campuran dan pembuatan kurva kelarutan suatu cairan yang terdapat dalam campuran dua cairan tertentu.

1.2 Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang di atas, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:1. Bagaimana perbandingan fraksi mol antara air, asam asetat dan kloroform dalam campuran ?2. Bagaimana membuat kurva kelarutan suatu cairan yang terdapat dalam campuran dua cairan tertentu ?3. Bagaimana Cara Membaca Diagram Tener?

1.3 TujuanBerdasarkan permasalahan yang telah dirumuskan, adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk :1. Menjelaskan perbandingan fraksi mol antara air, asam asetat dan kloroform dalam campuran.2. Membuat kurva kelarutan suatu cairan yang terdapat dalam campuran dua cairan tertentu.3. Untuk mengetahui cara mebaca diagram terner.

a. ManfaatAdapun manfaat dari penulisan makalah ini adalah :1. Memberikan kontribusi pengetahuan dalam memahami sistem tiga komponen dan kesetimbangan fase dengan sistem komposisi.2. Menerapkan pemahaman diagram terner dalam ruang lingkup yang lebih luas untuk kegiatan laboratorium lain maupun dalam bidang industri.

1.4 Pembatasan MasalahPada penulisan makalah ini, penulis hanya membahas mengenai perbandingan fraksi mol antara air, asam asetat dan kloroform dalam campuran sekaligus pembuatan kurva kelarutan suatu cairan yang terdapat dalam campuran dua cairan tertentu .

BAB IIPEMBAHASAN

2.1 perbandingan fraksi mol antara air, asam asetat dan kloroform dalam campuran

Kelarutan suatu zat adalah suatu konsentrasi maksimum yang dicapai suatu zat dalam suatu larutan. Partikel-partikel zat terlarut baik berupa molekul maupun berupa ion selalu berada dalam keadaan terhidrasi (terikat oleh molekul-molekul pelarut air). Makin banyak partikel zat terlarut makin banyak pula molekul air yang diperlukan untuk menghindari partikel zat terlarut itu. Setiap pelarut memiliki batas maksimum dalam melarutkan zat. Untuk larutan yang terdiri dari dua jenis larutan elektrolit maka dapat membentuk endapan (dalam keadaan jenuh).

Pemisahan suatu larutan dalam campuran dapat dilakukan dengan berbagai cara salah satunya dengan ekstraksi. Ektraksi merupakan suatu metoda yang didasarkan pada perbedaan kelarutan komponen campuran pada pelarut tertentu dimana kedua pelarut tidak saling melarutkan. Bila suatu campuran cair,misalnya komponen A&B dicampurkan tidak saling melarutkan sehingga membentuk dua fasa. Maka untuk memisahkannya digunakan pelarut yang kelarutannya sama dengan salah satu komponen dalam campuran tersebut. Sehingga ketiganya membentuk satu fasa. Jika kedalam sejumlah air kita tambahkan terus menerus zat terlarut lama kelamaan tercapai suatu keadaan dimana semua molekul air akan terpakai untuk menghidrasi partikel yang dilarutkan sehingga larutan itu tidak mampu lagi menerima zat yang akan dtambahkan. Dapat dikatakan larutan tersebut mencapai keadaan jenuh.Zat cair yang hanya sebagian larut dalam cairan lainya, dapat dinaikan kelarutannya dengan menambahkan suatu zat cair yang berlainan dengan kedua zat cair yang lebih dahulu dicairkan. Bila zat cair yang ketiga ini hanya larut dalam suatu zat cair yang terdahulu, maka biasanya kelarutan dari kedua zat cair yang terdahulu itu akan menjadi lebih kecil. Tetapi bila zat cair yang ketiga itu larut dalam kedua zat cair yang terdahulu, maka kelarutan dari kedua zat cair yang terdahulu akan menjadi besar. Gejala ini dapat terlihat pada sistem kloroform- asam asetat- air.

Bila asam asetat ditambahkan kedalam suatu campuran heterogen kloroform dan air pada suhu tertentu, kelarutan kloroform dalam air akan bertambah, sehingga pada suatu ketika akan menjadi homogen. Jumlah asam asetat yang harus ditambahkan untuk mencapai titik homogen (pada suhu tertentu tadi), tergantung dari komposisi campuran kloroform dalam air.

Derajat kebebasan didefinisikan sebagai jumlah minimum variabel intensif yang harus dipilih agar keberadaan variabel intensif dapat ditetapkan. Jumlah minimum variabel intensif dapat berupa temperatur, tekanan, konsentrasi. Simbol untuk derajat kebebasan dan invarian bila = 0, univarian bila = 1, biarian bila = 2 dan seterusnya. Rumus derajat kebebasan diturunkan melalui hukum fasa Gibbs. Persamaannya dapat dituliskan menjadi:

= C + 2 ...................................... (2.1)

Dimana, = derajat kebebasanC = jumlah komponenP = jumlah fasa

Hubungan antara diagram fasa dengan derajat kebebasan dapat dinyatakan untuk kesetimbangan apapun dalam sistem tertutup, jumlah variabel bebas disebut derajat kebebasan yang sama dengan jumlah komponen C ditambah 2 dikurangi jumlah fasa P. Jadi, dalam titik tertentu di diagram fasa, jumlah derajat kebebasan adalah 2 yakni suhu dan tekanan, bila dua fasa dalam kesetimbangan, sebagaimana ditunjukkan dengan garis yang membatasi daerah dua fasa hanya ada satu derajat kebebasan, bisa suhu atau tekanan. Pada titik tripel, ketika terdapat tiga fase tidak ada derajat kebebasan lagi.

Berdasarkan hukum fasa Gibbs, jumlah terkecil variabel bebas yang diperlukan untuk menyatakan keadaan suatu sistem dengan tepat pada kesetimbangan diungkapkan sebagai : V = C P + 2 (2.2)

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 ....(2.3)

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, maka V = 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 sama sisi yang disebut diagram terner.

Suatu sistem tiga komponen mempunyai dua pengubah komposisi yang bebas, contohnya X2 dan X3. Jadi komposisi suatu sistem tiga komponen dapat dialurkan dalam koordinat cartes dengan X2 pada salah satu sumbunya, dan X3 pada sumbu yang lain yang dibatasi oleh garis X2+X3=1. karena X itu tidak simetris terhadap ketiga komponen, biasanya, komposisi dialurkan pada suatu segitiga sama sisi dengan tiap-tiap sudutnya menggambarkan suatu komponen murni, bagi suatu segitiga sama sisi, jumlah jarak dari seberang titik didalam segitiga ketiga sisinya sama dengan tinggi segitiga tersebut. Jarak antara setiap sudut ke tengah-tengah sisi yang berhadapan dibagi 100 bagian sesuai dengan komposisi dalam persen. Untuk memperoleh suatu titik tertentu dengan mengukur jarak terdekat ketiga sisi segitiga.

Jumlah fasa dalam sistem zat cair tiga komponen tergantung pada daya saling larut antar zat cair tersebut dan suhu percobaan. Misalnya 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 Untuk campuran yang terdiri atas tiga komponen, komposisi (perbandingan masing-masing komponen) dapat digambarkan di dalam suatu diagram segitiga sama sisi yang disebut dengan Diagram Terner. Komposisi dapat dinyatakan dalam fraksi massa (untuk cairan) atau fraksi mol (untuk gas). Diagram tiga sudut atau diagram segitiga berbentuk segitiga sama sisi dimana setiap sudutnya ditempati komponen zat. Sisi-sisinya itu terbagi dalam ukuran yang menyatakan bagian 100% zat yang berada pada setiap sudutnya. Untuk menentukan letak titik dalam diagram segitiga yang menggambarkan jumlah kadar dari masing-masing komponen dilakukan sebagai berikut.

(Gambar 2.1)

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

(Gambar 2.2)

Titik X menyatakan suatu campuran dengan fraksi A = 25%, B = 25%, dan C = 50%. Titik-titik pada garis BP dan BQ menyatakan campuran dengan perbandingan dengan jumlah A dan C yang tetap, tetapi dengan jumlah B yang berubah. Hal yang sama berlaku bagi garis-garis yang ditarik dari salah satu sudut segitiga kesisi yang ada dihadapannya. Daerah didalam lengkungan merupakan daerah dua fasa. Salah satu cara untuk menentukan garis binoidal atau kurva kelarutan ini ialah dengan cara menambah zat B ke dalam berbagai komposisi campuran A dan C. Titik-titik pada lengkungan menggambarkan komposisi sistem pada saat terjadi perubahan dari jernih menjadi keruh. Kekeruhan timbul karena larutan tiga komponen yang homogen pecah menjadi dua larutan konjugat terner.

2.2 kurva kelarutan suatu cairan yang terdapat dalam campuran dua cairan tertentu.

Tiap sudut segitiga pada diagram terner 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.Titik pada sisi AB: campuran biner A dan BBC: campuran biner B dan CAC: campuran biner A dan CDiagram 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 sebagianTipe 2 : Pembentukan 2 pasang zat cair bercampur sebagianTipe 3 : Pembentukan 3 pasang zat cair bercampur sebagianDalam percobaan yang dilakukan menggunakan tipe 1.Tipe 1 : Pembentukan sepasang zat cair yang bercampur sebagian.

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 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.

1.3 Bagaimana Cara Membaca Diagram Terner?

Praktikum mengenai Sistem Zat Cair Tiga Komponen atau yang sering disebut Diagram Terner sudah sering dilalakukan tetapi masih ada sebagian praktikan yang masih belum mengerti mengenai cara membaca kurva pada diagram berbentuk segitiga ini. Berikut beberapa cara membaca atau membuat kurva Diagram Terner :

a. Bagaimana Cara Membaca Diagram Terner ?

Gambar Awal Diagram Terner

Diagram terner ketika Telah Diisi Data PraktikumTitik merah merupakan perpotongan antara ketiha titik yaitu xA = 50, xB = 10 dan xC = 50

b. Bagaimana kalau ada cairan yang dapat bercampur sebagian?Hal ni terjadi pada campuran air, asam asetat dan klorofrom dimana air dapat bercampur seluruhnya dengan asam asetat, klorofrom juga campur seluruhnya dengan asam asetat. Tetapi air dan klorofrom hanya dapat larut sebagian.Contoh Diagram Ternernya :

c. Apa pengaruh garam yang ditambahkan pada percobaan Diagram Terner Efek garam-keluar : berkurangnya kelarutan suatu gas (atau zat) di dalam air jika suatu garam ditambahkan. Efek garam-masuk : sistem terner lebih pekat (dlm arti mempunyai air lebih sedikit) daripada sistem biner. Contoh : diagram terner antara air, amonium sufat dan amonium klorida

Contoh Diagram Ternernya :