LAPORAN PRAKTIKUM PERCOBAAN V

DIAGRAM TERNER

DISUSUN OLEH: HENDRA DESFIANTORO (2010430030)

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH JAKARTA JAKARTA 2011

PERCOBAAN V DIAGRAM TERNER

I.

MAKSUD DAN TUJUAN - Membuat kurva kelarutan suatu zat cairan yang terdapat dalam campuran dua cairan tertentu - Mengetahui jumlah derajat kebebasan untuk sistem tiga komponen.

II. TEORI PERCOBAAN Sistem 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 sistem tidak bereaksi sehingga kita dapat menghitung banyaknya Fasa adalah bagian sistem dengan komposisi kimia dan sifat sifat fisik seragam,

yang terpisah dari bagian sistem lain oleh suatu bidang batas. Pemahaman perilaku fasa mulai berkembang dengan adanya aturan fasa Gibbs. Untuk sistem satu komponen, persamaan Clausius dan Clausisus Clapeyron menghubungkan perubahan tekanan

kesetimbangan dengan perubahan suhu. Diagram fasa merupakan cara mudah untuk 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 sistem. Sedangkan pada sistem dua komponen, larutan ideal mengikuti hukum Raoult. Larutan non elektrolit nyata (real) akan mengikuti hukum Henry. Sistem Satu Komponen Aturan Fasa Gibbs Pada tahun 1876, Gibbs menurunkan hubungan sederhana antara jumlah fasa setimbang, jumlah komponen, dan jumlah besaran intensif bebas yang dapat melukiskan keadaan sistem secara lengkap. Derajat kebebasan suatu sistem adalah bilangan terkecil yang menunjukkan jumlah variabel bebas (suhu, tekanan, konsentrasi komponen komponen) yang harus diketahui

untuk menggambarkan keadaan sistem. Untuk zat murni, diperlukan hanya dua variabel untuk menyatakan keadaan, yaitu P dan T, atau P dan V, atau T dan V. Variabel ketiga

dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan gas ideal. Sehingga, sistem yang terdiri dari satu gas atau cairan ideal mempunyai derajat kebebasan dua ( = 2). Bila suatu zat berada dalam kesetimbangan, jumlah komponen yang diperlukan untuk menggambarkan sistem akan berkurang satu karena dapat dihitung dari konstanta kesetimbangan. Misalnya pada reaksi penguraian H2O. H2O(g) ( H2(g) + O2(g) ............................................. (3.2) Dengan menggunakan perbandingan pada persamaan 3.2, salah satu konsentrasi zat akan dapat ditentukan bila nilai konstanta kesetimbangan dan konsentrasi kedua zat lainnya diketahui. Kondisi fasa fasa dalam sistem satu komponen digambarkan dalam diagram fasa

yang merupakan plot kurva tekanan terhadap suhu. Berdasarkan hukum fasa Gibbs, jumlah terkecil variabel bebas yang diperlukan untuk menyatakan keadaan suatu sistem dengan tepat pada kesetimbangan diungkapkan sebagai berikut: F=C P+2 dimana, F = jumlah derajat kebebasan C = jumlah komponen P = jumlah fasa Dalam ungkapan diatas, kesetimbangan dipengaruhi oleh suhu, tekaanan dan komposisi sistem. Jumlah derajat kebebasan untuk sistem tiga komponen pada suhu dan tekanan tetap dapat dinyatakan sebagai : F=3 P Jika dalam sistem hanya terdapat satu fasa, maka F = 2, berarti untuk menyatakan keadaan sistem dengan tepat perlu ditentukan konsentrasi dari dua komponennya. Sistem 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 sistem 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 dua fasa (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 diungkapkan sebagai: V=CP+2 Dengan : V = jumlah derajat kebebasan C = jumlah komponen P = jumlah fasa Kesetimbangan dipengaruhi oleh suhu, tekanan, dan komposisi sistem. Jumlah derajat kebebasan untuk sistem tiga komponen pada suhu dan tekanan tetap dapat dinyatakan sebagai : V=3P Jika dalam sistem hanya terdapat satu fasa 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.

Cara terbaik untuk menggambarkan sistem tiga komponen adalah dengan mendapatkan suatu kertas grafik segitiga. Konsentrasi dapat dinyatakan dengan istilah persen berat atau fraksi mol. Fraksi mol tiga komponen dari sistem terner (C = 3) sesuai dengan: XA + XB + XC = 1. Diagram fasa yang digambarkan segitiga sama sisi, menjamin dipenuhinya sifat ini secara otomatis, sebab jumlah jarak ke sebuah titik di dalam segitiga sama sisi yang diukur sejajar denga sisi-sisinya sama dengan panjang sisi segitiga itu, yang dapat diambil sebagai satuan panjang. Puncak puncak dihubungi ke titik tengah dari sisi yang berlawanan yaitu : Aa, Bb, Cc. Titik nol mulai dari titik a,b,c dan A,B,C menyatakan komposisi adalah 100% atau 1, jadi garis Aa, Bb, Cc merupakan konsentrasi A,B,C merupakan konsentrasi A,B,C. Jumlah fasa dalam sistem zat cair tiga komponen bergantung pada daya saing larut antara zat cair tersebut dan suhu percobaan. Apabila pada suhu dan tekanan yang tetap digunakan kurva bimodal untuk menentukan kelarutan C dalam berbagai komposisi A dan B. Pada daerah di dalam kurva merupakan daerah dua fasa, sedangkan yang di luarnya adalah daerah satu fasa. Untuk menentukan kurva bimodal yaitu dengan menambahkan zat B ke dalam campuran A dan C.

III. ALAT DAN BAHAN a. Alat-alat : y y y y y y y y y Corong pemisah Labu erlemeyer 250 ml Buret Beaker glass Statif dan klem Corong kaca Botol semprot Picnometer Gelas ukur

b. Bahan bahan : y y y Asam asetat 100 ml Aquadest CHCl3 100 m

y y

KOH Asam oksalat

IV. DESKRIPSI PROSES 1. Tentukan berat jenis CHCl3, CH3COOH dan H2 O. 2. Buat 100 ml larutan 17 % CH3COOH dalam H2O (17 gram dalam 25 ml air). 3. 25 ml dari larutan ini kemudian di titer dengan CHCl3 di buret. Selama di titrasi pada setiap penambahan harus dikocok secara kuat. Titrasi diakhiri bila pada permukaan timbul kabut. 4. Hal yang sama dilakukan untuk larutan 22 % dan 27 %. 5. Buat larutan 17 % CH3COOH dalam CHCl3 kemudian di titrasi dengan H2 O sampai timbul kabut. 6. Hal yang sama dilakukan untuk larutan 22 % dan 27 %. 7. Standarisasi KOH dengan H2C2 O4. 8. Buatlah 100 ml larutan yang terdiri dari CH3COOH, CHCl3 dan H2 O dengan perbandingan sebagai berikut 30 gr : 20 gr : 50 gr. Kemudian pisahkan kedua lapisan menggunakan corong pemisah. Hitung berat jenis masing-masing lapisan, kemudian ambil 2 ml lapisan bawah untuk di titrasi menggunakan KOH. Ambil lapisan atas 5 ml kemudian di titrasi.

V. HASIL PENGAMATAN Pembuatan Larutan 20%, 22%, dan 25% CH3 COOH dalam 25 ml H2 O dan volume CHCL3 yang didapat. Konsentrasi 20% 22% 25% CH3COOH (ml) 4.76 5.238 5.95 H2O (ml) 20.24 19.762 19.05 CHCL3 (ml) 1.7 1.2 1.2

y

CH3 COOH 20% dalam 25 ml H2O 4.76 x 1.05 : 1.7 x 1.47 : 20.24 x 1 = = 4.998 gr 2.499 gr

CH3COOH : CHCL3 H2 O

= 20.24 gr + 27.737 gr

% berat CH3COOH : 4.998 x 100% 27.737 CHCL3 : 2.499 x 100% 27.737 H2 O : 20.24 x 100% = 72.971% 27.737 = 9.009% = 18.019%

y

CH3 COOH 22% dalam 25 ml H2O 5.238 x 1.05 : 1.2 x 1.47 : 19.762 x 1 = = = 5.499 gr 1.764 gr 19.762 gr + 27.025 gr

CH3COOH : CHCL3 H2 O

% berat CH3COOH : 5.499 x 100% 27.025 CHCL3 : 1.764 x 100% = 6.527% 27.025 H2 O : 19.762 x 100% = 73.12% 27.025 = 20.34%

y

CH3 COOH 25% dalam 25 ml H2O 5.95 x 1.05 : 1.2 x 1.47 : 1.2 x 1 = = = 6.2475 gr 1.764 gr 19.05 gr + 27.0615 gr

CH3COOH : CHCL3 H2 O

% berat CH3COOH : 6.2475 x 100% = 23.08% 27.0615 CHCL3 H2 O : 1.764 x 100% = 6.518% 27.0615 : 19.05 x 100% = 70.395% 27.0615

Pembuatan Larutan 20%, 22%, dan 25% CH3 COOH dalam 25 ml CHCL3 dan volume H2O yang didapat. Konsentrasi 20% 22% 25% CH3 COOH (ml) 4.76 5.238 5.95 CHCL3 (ml) 20.24 19.762 19.05 H2O (ml) 0.3 0.4 0.6

y

CH3 COOH 20% dalam 25 ml CHCL3 4.76 x 1.05 : 20.24 x 1.47 : 0.3 x 1 = 4.998 gr

CH3COOH : CHCL3 H2 O

= 29.7528 gr = 0.3 gr +

35.0508 gr % berat CH3COOH : 4.998 x 100% = 14.25% 35.0508 CHCL3 : 29.7528 x 100% = 73.47% 35.0508 H2 O : 0.3 x 100% 35.0508 = 0.855%

y

CH3 COOH 22% dalam 25 ml CHCL3 5.238 x 1.05 = 5.499 gr 29.050 gr 0.4 gr +

CH3COOH : CHCL3 H2 O

: 19.762 x 1.47 = : 0.4 x 1 =

34.949 gr % berat CH3COOH CHCL3 : 5.499 x 100% = 15.73% 34.949 : 29.050 x 100% = 83.121% 34.949 H2 O : 0.4 x 100% 34.949 = 1.14%

y

CH3 COOH 25% dalam 25 ml CHCL3 5.95 x 1.05 : 19.05 x 1.47 : 0.6 x 1 = 6.2475 gr

CH3COOH : CHCL3 H2 O

= 28.0035 gr = 0.6 gr +

34.851 gr % berat CH3COOH CHCL3 : 6.2475 x 100% = 17.926% 34.851 : 28.003 x 100% = 80.350% 34.851 H2 O : 0.6 x 100% 34.851 = 1.72%

Lapisan Atas dan Lapisan Bawah y Lapisan Atas V atas . N atas = V KOH . N KOH 96 ml . N atas = 13.3 ml . 1.036 N N atas = 0.143 N y Lapisan Bawah V bawah . N bawah = V KOH . N KOH 2.35 ml . N bawah = 3.6 ml . 1.036 N N bawah = 1.59 N

y Berat CH3COOH dalam lapisan atas NL atas . VL atas . Mr CH3COOH = 0.143 . 96 . 60 = 0.823 1000 1000

y Berat Lapisan AtasL atas

= 0.541 = 51.936 gr

. VL atas = 0.541 . 96

y Berat H2 O Berat Lapisan Atas - Berat CH3COOH 51.936 0.03 = 51.906 gr

y Berat CH3COOH dalam lapisan bawah NL bawah . VL bawah . Mr CH3COOH = 1.59 . 2.35 . 60 1000 y Berat Lapisan BawahL bawah

= 0.224 gr

1000

= 2.0 = 4.7 gr

. VL bawah = 2.0 . 2.35

y Berat CHCL3 Berat Lapisan Bawah - Berat CH3COOH 4.7 gr - 0.03 gr = 4.67 gr y Berat Total Berat H2 O + Berat CHCL3 51.906 + 4.67 = 56.576 gr y % Berat H2 O Berat H2 O x 100% = 51.906 x 100% = 91.75 % Berat Total 56.576

y

% Berat CHCL3 Berat CHCL3 x 100% = 4.67 x 100% = 8.25 % Berat Total 56.576

VI.

PEMBAHASAN Pada percobaan ini dilakukan percobaan mengenai diagram terner sistem zat cair tiga komponen dengan metode titrasi. Percobaan ini bertujuan untuk membuat kurva kelarutan suatu cairan yang terdapat dalam campuran dua cairan tertentu. 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)- CCl4- asam asetat. Metode titrasi ini dapat digunakan untuk memisahkan campuran yang terdiri dari dua cairan yang saling melarut sempurna yaitu air dan asam asetat dititrasi dengan zat yang tidak larut dengan campuran tersebut yaitu CCl4. Selain itu juga digunakan CCl4 dan asam asetat yang saling melarut yang kemudian dititrasi dengan zat yang tidak larut dengan campuran tersebut yaitu air aquadest. 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 asam asetat yang digunakan dan volume kloroform yang digunakan semakin banyak maka volume air yang digunakan semakin sedikit untuk memisahkan larutan tersebut. Sedangkan pada percobaan kedua bahwa semakin banyak asam asetat yang digunakan dan volume air yang diperlukan semakin banyak dan CCl4 yang digunakan semakin sedikit. 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. Semakin kecil perbandingan volume asam asetat maka konsentrasinya makin kecil. pu- dnX__P__aksi 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)- CCl4- asam asetat. Metode titrasi ini dapat digunakan untuk memisahkan campuran yang terdiri dari dua cairan yang saling melarut sempurna yaitu air dan asam asetat dititrasi dengan zat yang tidak larut dengan campuran tersebut yaitu CCl4. Selain itu juga digunakan CCl4 dan asam asetat yang saling melarut yang kemudian dititrasi dengan zat yang tidak larut dengan campuran tersebut yaitu air aquadest.

VII. KESIMPULAN Dari data yang didapat setelah percobaan didapatkan hasil sebagai berikut : y Berat Total = 56.576 gr y % Berat H2O = 91.75 % y % Berat CHCL3 = 8.25 %

DAFTAR PUSTAKA

JR. Day R A dan UNDERWOOD. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif (edisi ke-enam). Jakarta-Erlangga. Khopkar, SM. 2008. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta. UI-Press.