DIAGRAM TERNER SISTEM ZAT CAIR TIGA KOMPONENI Gusti Ngurah Raka Aryawan1208105012Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Udayana___________________________________________________________________________ABSTRAKPrinsip 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. Tujuan dari percobaan ini adalah membuat kurva kelarutan suatu cairan yang terdapat dalam campuran dua cairan tertentu. Metode yang digunakan ialah metode titrasi. Dimana didapatkan hasil larutan yang mengandung dua komponen yang saling larut sempurna akan membentuk daerah berfase tunggal, sedangkan untuk komponen yang tidak saling larut sempurna akan membentuk daerah fase dua.Kata kunci : kurva kelarutan, titrasi, fase.

PENDAHULUANSistem 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. 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. Tujuan dari percobaan ini adalah membuat kurva kelarutan suatu cairan yang terdapat dalam campuran dua cairan tertentu. Dimana 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 TernerTitik 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 jenisV = 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.

METODEMetode yang digunakan adalah metode titrasi, dimana menggunakan alat-alat, seperti labu bertutup 100 mL sebanyak 5 buah, labu erlenmeyer 250 mL sebanyak 3 buah, buret 50 mL sebanyak 2 buah, neraca Westphal sebanyak 1 buah, dan termometer sebanyak 1 buah. Juga digunakan bahan-bahan, seperti aseton, aquades, benzene.

Dalam labu erlenmeyer, dibuat 5 macam campuran cairan A dan C yang saling melarut dengan komposisi sebagai berikut :Labu12345

mL A13579

mL C97531

Tiap labu kosong ditimbang terlebih dahulu. Kemudian ditambahkan cairan A dan ditimbang lagi. Setelah itu ditambahkan cairan C dan ditimbang sekali lagi. Dengan begitu diketahui massa cairan A dan C untuk setiap labu. Tiap campuran dalam labu 1 sampai dengan labu 5 dititrasi dengan zat B sampai tepat timbul kekeruhan dan dicatat volume zat B yang digunakan. Titrasi dilakukan perlahan-lahan. Setelah didapatkan titik akhir titrasi, setiap labu ditimbang untuk menentukan massa cairan B. Zat B yaitu benzene sedangkan zat A akuades dan zat C aseton.

HASIL DAN PEMBAHASANLabuIIIIIIIVV

Massa labu kosong (gram)154,44138,50155,79115,20154,13

Massa labu + zat A (gram)155,54140,35160,77122,15163,36

Massa labu + zat A + zat C (gram)162,38145,66164,12124,52164,13

Volume zat B (mL)3,51,00,51,71,5

Massa setelah titrasi (gram)165,40146,44165,15126,08165,12

Tabel 1. Data Pengamatan pada Titrasi dengan Benzene

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. Dari hasil perhitungan tersebut dapat dibuat diagram fasa sistem untuk masing masing percobaan yang digambarkan dalam satu bidang datar berupa suatu segitiga sama sisi yang disebut diagram terner. Tiap sudut segitiga itu menggambarkan suatu komponen murni. Titik menyatakan campuran terner dengan komposisi x% mol A, y% mol B dan z% mol C. Jumlah fasa dalam sistem zat cair tiga komponen bergantung pada daya saing larut antar zat cair tersebut.Berdasarkan percobaan pertama yang telah dilakukan terlihat bahwa semakin banyak air yang digunakan dan volume aseton yang digunakan semakin sedikit maka volume benzene yang digunakan semakin sedikit untuk memisahkan larutan tersebut. Sedangkan pada percobaan semakin banyak aseton yang digunakan dan volume air yang diperlukan semakin sedikit dan benzene yang digunakan semakin banyak. Larutan yang mengandung dua komponen yang saling larut sempurna akan membentuk daerah berfase tunggal, sedangkan untuk komponen yang tidak saling larut sempurna akan membentuk daerah fase dua.

KESIMPULANBerdasarkan hasil percobaan yang diperoleh, dapat disimpulkan: 1. Campuran air benzene aseton merupakan sistem 3 komponen yang dapat campur sebagian dan dapat digambarkan dalam diagram terner. 2. Titik akhir titrasi air (H2O) dan bezene dengan aseton di tandai dengan timbulnya kekeruhan.3. Semakin banyak volume air dan semakin sedikit volume aseton pada percobaan maka semakin sedikit volume titran benzene yang diperlukan untuk mentitrasi campuran tersebut. Serta semakin banyak volume aseton dan semakin sedikit volume air pada percobaan maka semakin banyak volume titran benzen yang diperlukan untuk mentitrasi campuran tersebut.4. Penambahan benzena pada larutan air dan aseton pada komposisi yang berbeda menyebabkan perubahan daya saling larut antara kedua zat tersebut.DAFTAR PUSTAKA

Alberty, Robert.A. 1992. Kimia Fisika I. Jakarta: ErlanggaDogra. 2009. Kimia Fisik Dan Soal Soal. Bandung: ErlanggaJames. 1999. Kimia Universitas. Jakarta: BinarupaksaraOktaviana, Dian. 2012. Campuran Tiga Komponen (Diagram Biner). http://www.scrib.com. Diakses Senin, 28 Mei 2012.P.W.Atkins. 1997. Kimia Fisika. Jakarta: ErlanggaSubagja, Prima W. Laporan Praktikum Analisi Kimia Fisika II. Jakarta: Universitas Nusa BangsaTim Laboratorium Kimia Fisika. 2013. Penuntun Praktikum Kimia Fisika II. Bukit Jimbaran : Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana.