Laporan Praktikum Kimia Fisik 1

Diagram Terner Sistem Zat Cair Tiga Komponen

Oleh

Ni Putu Noviyanti

1308105017

Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana

Abstrak

Praktikum ini bertujuan untuk membuat kurva kelarutan suatu cairan yang terdapat dalam

campuran dua atau atau lebih cairan tertentu. Digunakan 3 zat cair yaitu zat A= CCl 4, zat B=

aquades dan zat C = asam asetat glasial. Dalam percobaan digunakan metode titrasi dimana

sebagai larutan penitrasi adalah aquades sampai fasa zat campuran CCl4 dan asam asetat glasial

menjadi satu fasa. 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.Fraksi mol rata-rata pada percobaan 1 pada perbandingan 1:9 = 33,33 %, 3:7 = 33,34 %,

5:5 = 33,33 %, 7:3 = 33,81% dan 9:1 = 33,32 %. Dan pada percobaan 2 fraksi mol rata-rata yang

didapat dari perhitungan dengan perbandingan yang sama yaitu 1:9 =33,33 %, 3:7;5:5;7:3;9:1 =

33,34 %.

Kata kunci : kurva kelarutan, fasa dan titrasi.

PENDAHULUAN

Sistem adalah suatu zat yang dapat diisolasikan dari zat-zat lain dalam suatu bejana inert,

yang menjadi pusat perhatiandalam mengamati pengaruh perubahan temperatur, tekanan serta

konsentrasi zat tersebut. sedangkan komponen adalah sistem, seperti zat terlarut dan pelarut

dalam senyawa biner. Banyaknya komponen dalam sistem adalah jumlah minimum spesies

bebas yang diperlukan untuk menentukan konsentrasi semua fase dalam system. Derajat

kebebasan yaitu jumlah minimum variable intensif yang harus dipilih agar keberadaan variable

intensif dapat ditetapkan. Jumlah minimum variable intensif dapat berupa temperature, tekanan,

konsentrasi. Simbol untuk derajat kebebasan yaitu “F” dan invariant bila F=0, univarian bila

F=1, bivarian bila F=2 dan seterusnya (Dogra, 2009).

Diagram fase merupakan cara mudah menampilkan wujud zat sebagai fungsi suhu dan

tekanan. 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 . Contoh khas

diagram fasa tiga komponen air, kloroform dan asam asetat (Anzar, 2011).

Komposisi salah satu komponen sudah tertentu jika dua komponen lainnya diketahui.

Untuk menyatakannya dalam suatu grafik, Gibbs dan Rozenboom menggunakan suatu segitiga

sama sisi.Setiap titik dalam segitiga tersebut jika dihubungkan secara tegak lurus ke sisi-sisinya

akan diperoleh penjumlahan ketiga garis ini selalu konstan, sama dengan tinggi segitiga tersebut.

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 1. Diagram Terner

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. Penggambaran Diagram Terner

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.

ALAT DAN BAHAN

Alat yang digunakan dalam percobaan ini yaitu labu bertutup 100mL 5 buah, labu

erlenmeyer 250ml 3 buah, buret 50ml, dan neraca waspal. Bahan yang digunakan antara lain zat

A = CCl4, zat B = aquades dan zat C = asam asetat glasial.

METODE

Percobaan ini dilakukan dengan menimbang tiap labu kosong 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. Percobaan diulang sekali

lagi.

DATA PENGAMATAN

Zat A = CCl4

Zat B = Aquades

Zat C = Asam asetat glasial

Hasil percobaan 1

Perbandinga

n A : B (mL)

Massa

Erlenmeyer

kosong (g)

Massa

Erlenmeyer

+ zat A (g)

Massa Zat A

+ Zat C (g)

Volume B

(g)

Massa

setelah titrasi

(g)

1 : 9 106,20 107,63 116,78 3,50 120,51

3 : 7 127,92 132,43 139,57 0,95 140,48

5 : 5 125,22 132,87 137,94 0,95 138,83

7 : 3 128,73 139,50 142,45 0,60 142,93

9 : 1 126,82 140,71 141,62 0,55 142,17

Hasil pengamatan 2

Perbandinga

n A : B (mL)

Massa

Erlenmeyer

kosong (g)

Massa

Erlenmeyer

+ zat A (g)

Massa Zat A

+ Zat C (g)

Volume B

(g)

Massa

setelah titrasi

(g)

1 : 9 98,08 99,64 108,78 3,50 112,29

3 : 7 126,20 130,86 137,98 0,50 141,96

5 : 5 126,91 134,63 139,65 0,70 140,33

7 : 3 127,94 138,54 141,55 0,55 141,60

9 : 1 125,32 139,21 139,42 0,50 140,14

PERHITUNGAN

Percobaan I

1. Konsentrasi ketiga komponen dalam % mol untuk tiap campuran ketika terjadi perubahan

fase adalah sebagai berikut:

Percobaan 1 (campuran A dan C sebagai pelarut)Untuk Pelarut A : C = 1 : 9 MA = (Massa Erlenmeyer + A) - erlenmeyer kosong

= 107,63 gram – 106,20 gram = 1,43 gram

Jadi massa CCl4= 1,43 gram

MB = (Massa Erlenmeyer + A + B + C) – (Massa Erlenmeyer + A + C)

= 120,51 gram – 116,78 gram = 3,73 gram

Jadi massa Aquadest = 3,73 gram

MC = (Massa Erlenmeyer + A + C) – (Massa Erlenmeyer + A)

= 116,78 gram – 107,63 gram = 9,15 gram

Jadi massa asam asetat glasial = 9,15 gram

Dengan cara yang sama maka didapatkan massa masing-masing zat pada :

PerbandinganA : C (mL)

MA (gram) MB (gram) MC (gram)

1 : 9 1,43 3,73 9,153 : 7 4,11 0,91 7,14

5 : 5 7,65 0,89 5,077 : 3 10,77 0,38 2,959 : 1 13,89 0,55 0,91

Perhitunganmol

nA = M A

Mr zat A=1,43 gram

154g

mol

=0,0093 mol

nB =M B

Mr zat B=3,73 gram

18g

mol

=0,2072 mol

nC = M C

Mr zat C=9,15 gram

58g

mol

=0,1578 mol

Dengan cara yang sama maka didapatkan mol masing – masing zat yaitu :

Perbandingan

A : C

nA

(mol )

nB

( mol )

nC

( mol )

nA + nB + nC

1 : 9 0,0093 0,2072

0,1578 0,3743

3 : 7 0,0267 0,0505

0,1231 0,2003

5 : 5 0,0498 0,0494

0,08740,1866

7 : 3 0,0699 0,0211

0,05090,1419

9 :1 0,0902 0,0305

0,01570,1364

Fraksimol

XA = nA

nA+nB+nC

=0,0093 mol0,3743 mol

×100 %=¿0,0248 mol ×100 % = 2,48 %

XB = nB

nA+nB+nC

=0,2072 mol0,3743 mol

×100 %=¿0,5536 mol ×100 % = 55,36 %

XC = nC

nA+nB+nC

=0,1578 mol0,3743 mol

×100 %=¿0,4216 mol ×100 % = 42,16 %

Dengancara yang sama maka didapatkanmolmasing – masingzatyaitu :

Perbandingan A : C XA ( % ) XB ( % ) XC ( %)

1 : 9 2,48 55,36 42,163 : 7 13,33 25,21 61,485 : 5 26,69 26,47 46,847 : 3 49,26 16,30 35,879 : 1 66,13 22,36 11,51

Percobaan II

2. Konsentrasi ketiga komponen dalam % mol untuk tiap campuran ketika terjadi perubahan

fase adalah sebagai berikut:

Percobaan 2 (campuran A dan C sebagai pelarut)Untuk Pelarut A : C = 1 : 9 MA = (Massa Erlenmeyer + A) - erlenmeyer kosong

= 99,64 gram – 98,08 gram = 1,56 gram

Jadi massa CCl4= 1,56 gram

MB = (Massa Erlenmeyer + A + B + C) – (Massa Erlenmeyer + A + C)

= 112,29 gram – 108,78 gram = 3,51 gram

Jadi massa Aquadest = 3,51 gram

MC = (Massa Erlenmeyer + A + C) – (Massa Erlenmeyer + A)

= 108,78 gram – 99,64 gram = 9,14 gram

Jadi massa asam asetat glasial = 9,14 gram

Dengan cara yang sama maka didapatkan massa masing-masing zat pada :

PerbandinganA : C (mL)

MA (gram) MB (gram) MC (gram)

1 : 9 1,56 3,51 9,143 : 7 4,66 3,98 7,125 : 5 7,72 0,68 5,027 : 3 10,60 0,05 3,019 : 1 13,89 0,72 0,21

Perhitunganmol

nA = M A

Mr zat A=1,56 gram

154g

mol

=0,0101mol

nB =M B

Mr zat B=3,51 gram

18g

mol

=0,1950 mol

nC = M C

Mr zat C=9,14 gram

58g

mol

=0,1576 mol

Dengan cara yang sama maka didapatkan mol masing – masing zat yaitu :

Perbandingan

A : C

nA

(mol )

nB

( mol )

nC

( mol )

nA + nB + nC

1 : 9 0,0101 0,1950

0,1576 0,3627

3 : 7 0,0303 0,2211

0,1228 0,3742

5 : 5 0,0501 0,0378

0,08650,1744

7 : 3 0,0688 0,0028

0,05190,1235

9 :1 0,0902 0,0400

0,00360,1338

Fraksimol

XA = nA

nA+nB+nC

=0,0101 mol0,3627 mol

×100 %=¿0,0278 mol ×100 % = 2,78 %

XB = nB

nA+nB+nC

=0,1950 mol0,3627 mol

×100 %=¿0,5376 mol ×100 % = 53,76 %

XC = nC

nA+nB+nC

=0,1576 mol0,3627 mol

×100 %=¿0,4345 mol ×100 % = 43,45 %

Dengancara yang sama maka didapatkanmolmasing – masingzatyaitu :

Perbandingan A : C XA ( % ) XB ( % ) XC ( %)

1 : 9 2,78 53,76 43,453 : 7 8,10 59,09 32,82

5 : 5 28,73 21,67 49,607 : 3 55,71 2,27 42,029 : 1 67,41 29,90 2,69

Diagram Terner

Percobaan I

Percobaan II

PEMBAHASAN

Praktikum ini bertujuan untuk membuat kurva kelarutan suatu cairan yang terdapat dalam

campuran dua cairan tertentu, dengan metode titrasi. Pemisahan dapat dilakukan dengan

menggunakan pelarut yang tidak larut dengan sempurna terhadap campuran, tetapi dapat

melarutkan salah satu komponen dalam campuran tersebut. Pada praktikum kali ini,

dicampurkan tiga komponen berfasa cair yaitu aquades, kloroform dan asam asetat glasial.Asam

asetat glasial bersifat emulgator yaitudapat larut pada air dan CCl4. Pada air dan CCl4, CCl4 tidak

larut dalam air karena bersifat non polar sehingga tidak dapat larut dalam campuran air yang

bersifat polar. Pada percoban ini CCl4 dan asam asetat glasial sebagai titrat dan air sebagai titran.

Perlakuan yang samadiulang. Titik akhir titrasi ditunjukkan dengan terbentuknya larutan keruh

yang menandakan telah terpisahnya komponen-komponen campuran dari larutan tiga komponen

menjadi dua komponen larutan terner terkonjugasi.

Pada titrasi ini dilakukan lima perlakuan pada masing-masing erlenmeyer, dan diulang 2

kali yakni mencampurkan CCl4 dengan asam asetat dengan perbandingan yang berbeda-beda di

tiap labunya. Kecepatan kekeruhan yang timbul pada labu tidak bertahap sesuai dengan kadar air

yang terkandung pada masing-masing labu. Berdasarkan data perngamatan dan perhitungan,

semakin banyak asam asetat glasial yang dicampurkan dengan CCl4 maka semakin banyak pula

aquadest yang dibutuhkan untuk mencapai titik ekivalen. Jadi asam asetat glasial dapat menaikan

kelarutan CCl4 dalam air.. Titik akhir titrasi ditunjukkan dengan terbentuknya larutan keruh

yang menandakan telah terpisahnya komponen-komponen campuran dari larutan tiga komponen

menjadi dua komponen larutan terner terkonjugasi.

Saat penambahan larutan dengan komposisi kloroform terbanyak dan air terbanyak

terjadi dua lapisan pada larutan. Lapisan atas merupakan campuran dari air dan asam asetat

glasial dan lapisan bawah adalah kloroform. Berat jenis kloroform adalah 1,3752 gr/mL, air 1

gr/mL dan asam asetat glasial 1,05 gr/mL. Berdasarkan berat jenis tersebut dapat dilihat bahwa

kloroform memiliki berat jenis yang lebihbesar, sehingga kloroform berada pada lapisan bawah

larutan.

Untuk membuat suatu kurva kelarutan tiga komponen zat cair tersebut dalam satu bidang

datar berupa suatu segitiga sama sisi digunakan faraksi mol.Jumlah fasa dalam sistem zat cair

tiga komponen bergantung pada daya saling larut antar zat cair tersebut. Larutan yang

mengandung dua komponen yang saling larut sempurna akan membentuk daerah berfase

tunggal, misalnya pada campuran CCl4 dan asam asetat maupun campuran aquades dan asam

asetat, sedangkan untuk komponen yang tidak saling larut sempurna atau larutsebagian

membentuk daerah dua fase yakni antara aquades dengan CCl4. Fraksi mol rata-rata pada

percobaan 1 pada perbandingan 1:9 = 33,33 %, 3:7 = 33,34 %, 5:5 = 33,33 %, 7:3 = 33,81% dan

9:1 = 33,32 %. Dan pada percobaan 2 fraksi mol rata-rata yang didapat dari perhitungan dengan

perbandingan yang sama yaitu 1:9 =33,33%, 3:7;5:5;7:3;9:1 = 33,34 %.

KESIMPULAN

1. Praktikum ini dilakukan dengan cara titrasi dengan prinsip dasar pemisahan suatu

campuran dengan ekstraksi yang terdiri dari dua komponen cair yang saling larut dengan

sempurna.

2. Pencampuran homogen terjadi pada asam asetat glasial dengan kloroform dan

pencampuran heterogen pada kloroform dengan air.

3. Semakin banyak asam asetat glasial yang dicampurkan dengan kloroform maka semakin

banyak pula aquadest yang dibutuhkan untuk mencapai titik ekivalen. Jadi asam asetat

glasial dapat menaikan kelarutan kloroform dalam air.

4. Kloroform adalah zat berbahaya untuk dihirup dan merupakan zat untuk anestesi

DAFTAR PUSTAKA

Chang Raymond. 2003. Kimia Dasar Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid I. Jakarta : Erlangga.

Petrucci,R.H. 1993. Fisika Dasar. Jakarta : Erlangga.

R.A.Albertty dan F. Daniels.1983. Kimia Fisika. Jakarta : Erlangga.

S. K. Dogra dan S. Dogra, 2009. Kimia Fisik dan Soal-Soal terj Umar Mansyur.

Jakarta :UI Press.

Tim Laboratorium Kimia Fisik. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Fisika. Bukit

Jimbaran: Jurusan Kimia, FMIPA Universitas Udayana.

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA 1

DIAGRAM TERNER SISTEM ZAT CAIR TIGA KOMPONEN

Oleh :

NI PUTU NOVIYANTI

1308105017

KELOMPOK 1B

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

BUKIT JIMBARAN

2014