View
48
Download
14
Category
Preview:
Citation preview
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA
KELARUTAN TIMBAL BALIK SISTEM BINER FENOL – AIR
NAMA : INDAH PUJI RAHAYU
NIM : 4301409017
TANGGAL : 26 OKTOBER 2011
KELOMPOK : 5 (LIMA)
DOSEN : Ir. SRI WAHYUNI . M,Si
A. TUJUAN
Setelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa dapat:
1. Memperoleh kurva komposisi sistem fenol – air terhadap suhu pada tekanan tetap.
2. Menentukan suhu kritis kelarutan timbal balik sistem fenol – air.
B. DASAR TEORI
Sistem biner fenol – air merupakan sistem yang memperlihatkan sifat solubilitas
timbal balik antara fenol dan air pada suhu tertentu dan tekanan tetap. Solubilitas (kelarutan)
adalah kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat terlarut (solute), untuk larut dalam suatu
pelarut (solvent). Kelarutan dinyatakan dalam jumlah maksimum zat terlarut yang larut dalam
suatu pelarut pada kesetimbangan. Larutan hasil disebut larutan jenuh. Zat-zat tertentu dapat
larut dengan perbandingan apapun terhadap suatu pelarut. Contohnya adalah etanol di dalam
air. Sifat ini lebih dalam bahasa Inggris lebih tepatnya disebut miscible. Pelarut umumnya
merupakan suatu cairan yang dapat berupa zat murni ataupun campuran.
Campuran terdiri dari beberapa jenis. Di lihat dari fasenya, Pada system biner fenol –
air, terdapat 2 jenis campuran yang dapat berupah pada kondisi tertentu. 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 ).
Zat yang terlarut, dapat berupa gas, cairan lain, atau padat. Kelarutan bervariasi dari
selalu larut seperti etanol dalam air, hingga sulit terlarut, seperti perak klorida dalam air.
Istilah "tak larut" (insoluble) sering diterapkan pada senyawa yang sulit larut, walaupun
sebenarnya hanya ada sangat sedikit kasus yang benar-benar tidak ada bahan yang terlarut.
Dalam beberapa kondisi, titik kesetimbangan kelarutan dapat dilampaui untuk menghasilkan
suatu larutan yang disebut lewat jenuh yang metastabil atau mengendap.
Kelarutan timbal balik adalah kelarutan dari suatu larutan yang bercampur sebagian
bila temperaturnya di bawah temperatur kritis. Jika mencapai temperatur kritis, maka larutan
tersebut dapat bercampur sempurna (homogen) dan jika temperaturnya telah melewati
temperatur kritis maka sistem larutan tersebut akan kembali dalam kondisi bercampur
sebagian lagi. Salah satu contoh dari temperatur timbal balik adalah kelarutan fenol dalam air
yang membentuk kurva parabola yang berdasarkan pada bertambahnya % fenol dalam setiap
perubahan temperatur baik di bawah temperatur kritis. Jika temperatur dari dalam kelarutan
fenol aquadest dinaikkan di atas 50°C maka komposisi larutan dari sistem larutan tersebut
akan berubah. Kandungan fenol dalam air untuk lapisan atas akan bertambah (lebih dari 11,8
%) dan kandungan fenol dari lapisan bawah akan berkurang (kurang dari 62,6 %). Pada saat
suhu kelarutan mencapai 66°C maka komposisi sistem larutan tersebut menjadi seimbang dan
keduanya dapat dicampur dengan sempurna.
Sistem biner fenol - air merupakan sistem yang memperlihatkan sifat kelarutan timbal
balik antara fenol dan air pada suhu tertentu dan tekanan tetap. Disebut 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 yang ditunjukan pada gambar 1..
Gambar 1. komposisi campuran fenol air
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).
Temperature kritis atas Tc 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 Tc . 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).
C. ALAT DAN BAHAN
a. Alat:
1. Tabung reaksi diameter 4 cm 1 buah
2. Sumbat tabung 1 buah
3. Pengaduk 1 buah
4. Gelas kimia 400 ml 1 buah
5. Kaki tiga dan kasa 1 set
6. Pembakar 1 set
7. Buret 50 ml 1 buah
8. Statif dan klem 1 buah
9. Termometer 1 buah
b. Bahan
1. Fenol
2. Aquades
D.
CARA KERJA
Susun alat
E. DATA PENGAMATAN
Massa fenol yang ditimbang = 5.32 gram
1. Penambahan aquades, sampai terjadi kekeruhan pertama
No
.Aquades (ml) Pengamatan T1 T2 Trata-rata
1. 3.4 keruh 44 43 43,5
2. Penambahan aquades, setelah terjadi kekeruhan
No.Aquades
(ml)
Massa (g) Suhu (oC) % Massa
Fenol Air T1 T2 T Fenol Air
1. 0,2 5.32 3.6 53 51 52 59.64 40.36
2. 0,3 5.32 3.7 54 51.5 52.75 58.98 41.02
3. 0,4 5.32 3.8 54.5 54 54.25 58.33 41.67
4. 0,5 5.32 3.9 55 54 54.5 57.61 42.39
5. 0,6 5.32 4.0 56 54.5 55.25 57.08 42.92
6. 0,8 5.32 4.2 57 55.5 56.25 55.88 44.12
7. 1,0 5.32 4.4 58 57 57.5 54.73 45.27
8. 1,5 5.32 4.9 59 58.5 58.75 52.05 47.95
9. 2,5 5.32 5.9 62 62 62 47.42 52.58
10. 5,0 5.32 8.4 64 64 64 38.78 61.22
11. 12,5 5.32 15.9 62 63 62 25.07 74.93
12. 15,0 5.32 18.4 60 62 60.5 22.43 77.57
13. 17,5 5.32 20.9 59 61 60 20.29 79.71
14. 20,0 5.32 23.4 57 60 58.5 18.52 81.48
F. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada praktikum ini dilakukan percobaan 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.
Perubahan warna larutan dari keruh menjadi jernih dan 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.
Eksperimen 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 64ºC
dengan komposisi campurannya adalah fraksi mol fenol 0.107 dan fraksi mol airnya 0,893.
Ini menunjukkan kalau pada suhu 62 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.
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. Kyrva komposisi system
biner fenol air dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2. Kurva komposisi fenol air hasil percobaan
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.
Setelah dilakukan percobaan ini, ternyata saat fenol yang ditambahkan kedalam air
dengan perbandingan jumlah volume fenol yang tetap dan volume air yang berbeda-beda,
temperatur yang dihasilkan semakin tinggi pada larutan yang jumlah volume airnya paling
banyak. Perubahan yang ditunjukkan dari larutan ini ialah, perubahan warna larutan dari
keruh menjadi jernih setelah dipanaskan dan dari jernih menjadi keruh setelah didiamkan.
Perubahan warna tersebut diakibatkan karena zat tersebut mengalami perubahan kelarutan
yang dipengaruhi oleh perubahan suhu.
Analisa yang kita gunakan pada percobaan ini antara lain analisa kualitatif dan
analisa kuantitatif. Analisa kualitatif dapat diartikan sebagai analisa yang didasarkan atas
pengamatan dengan panca indra kita dengan membuktikan ada tidaknya analit. Sedangkan
analisa kuantitatif merupakan analisa yang didasarkan pada perhitungan secara matematis,
seperti pengukuran suhu, perhitung mol air dan fenol, serta perhitungan fraksi mol.
G. SIMPULAN DAN SARAN
a. Simpulan
Dari hasil pembahasan dapat disimpulkan bahwa:
1. Keadaan dimana terjadinya perubahan warna dari keruh menjadi jernih dan kembali lagi dari
jernih menjadi keruh termasuk salah satu contoh kelarutan timbal balik.
2. Temperatur akan semakin tinggi apabila semakin banyak volume air yang digunakan.
3. Yang mempengaruhi keadaan dari keruh menjadi bening dan sebaliknya dari bening ke
keruh yaitu perubahan temperatur.
4. Faktor – faktor kelarutan pada percobaan ini antara lain konsentrasi, temperatur, ion senama,
pengadukan, serta luas permukaan.
5. Kelarutan timbal balik sistem biner fenol – air mempunyai suhu kritis 64oC.
6. Pada suhu kritisnya nilai fraksi mol fenol 0,107 dan fraksi mol airnya 0,893.
b. Saran
Banyaknya kesalahan yang terjadi dalam praktikum maka, disarankan:
1. Sebelum melakukan percobaan, sebaiknya praktikan hendaknya melakukan persiapan secara
matang.
2. Saat melaksanakan percobaan, praktikan sebaiknya lebih teliti dalam melakukan
pengamatan.
3. Praktikan harus lebih hati-hati selama percobaan berlangsung, karena zat yang digunakan
adalah fenol yang apabila terkena kulit dapat menyebabkan luka.
H. DAFTAR PUSTAKA
Dogra,S& Dogra SK .2008. Kimia Fisik dan Soal – Soal. UI –Press : Jakarta
P.W Atkins . 1999. Kimia Fisika. Erlangga : Jakarta
Tim Dosen Kimia Fisika. 2011. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika. Semarang.
Jurusan Kimia FMIPA UNNES.
Wahyuni, Sri.2003.Buku Ajar Kimia Fisika 2.Semarang:UNNES.
Mengetahui, Semarang, 26 Oktober 2011
Dosen Pengampu Praktikan,
Ir. Sri Wahyuni, M.Si Indah Puji Rahayu
NIP. NIM. 4301409017
I. JAWABAN PERTANYAAN
a. 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
5,07370 gram, hitung jumlah mol fenol!
Massa fenol = 4,883 gram.
Mol fenol = 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. Pertanyaan
1. Berapa komposisi campuran fenol dan air dalam % (b/b) pada suhu kritis larutannya?
Massa fenol = 5,32 g Fraksi mol fenol = 0,107
Massa air = 8.4 g Fraksi mol air = 0,893
Komposisi campuran dalam %
Fenol : x 100%= 38.78 % air : x 100% = 61.22%
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 = 52oC)
Xfenol = = 0.219
Xair = 1- 0,219 = 0,781
Sistem berada dalam 2 fase pada suhu di atas 64ºC.
Sistem berada dalam 2 fase pada suhu di bawah 64ºC.
J. LAMPIRAN
1. Menghitung % massa fenol dan air % massa fenol % massa air
= 59.64 %
x 100%= 58.98 %
x 100% =58.33 %
x 100% = 57.61 %
x 100% = 57.08 %
x 100% = 55.88%
x 100% = 54.73 %
x 100% =52.05 %
x 100%= 47.42 %
x 100%= 38.78 %
x 100%= 25.07 %
x 100%= 22.43 %
x 100%= 20.29 %
x 100%= 18.52 %
1. x 100% = 40.36%
2. x 100% = 41.02%
3. x 100% = 41.67%
4. x 100% = 42.39%
5. x 100% =42.92 %
6. x 100% = 44.12%
7. x 100% = 45.27%
8. x 100% = 47.95 %
9. x 100% = 52.58%
10. x 100% = 61.22%
11. x 100% = 74.93%
12. x 100% = 77.57%
13. x 100% = 79.71%
14. x 100% = 81.48%
2. Menghitung Fraksi mol Fenol dan Fraksi mol Air
Kadar Fenol = 99%
Massa Fenol = 99% x 5.32 = 5.27 gram
Mol Fenol = = 0.056 mol
1) Mol air = = 0.2 mol 3) Mol air = = 0.211 mol
Xfenol = = 0.219 Xfenol = = 0.209
Xair = 1 – 0.219 = 0.781 Xair = 1 – 0.209 = 0.791
2) Mol air = = 0.205 mol 4) Mol air = = 0.216 mol
Xfenol = = 0.214 Xfenol = = 0.206
Xair = 1 – 0.214 = 0.786 Xair = 1 – 0.206 = 0.878
5) Mol air = = 0.222 mol 6) Mol air = = 0.233 mol
Xfenol = = 0.201 Xfenol = = 0.194
Xair = 1 – 0.201 = 0.799 Xair = 1 – 0.194 = 0.816
7) Mol air = = 0.244 mol 8) Mol air = = 0.272 mol
Xfenol = = 0.187 Xfenol = = 0.171
Xair = 1 – 0.187 = 0.813 Xair = 1 – 0.171 = 0.829
9) Mol air = = 0.327 mol 10) Mol air = = 0.467 mol
Xfenol = = 0.146 Xfenol = = 0.107
Xair = 1 – 0.146 = 0.854 Xair = 1 – 0.107 = 0.893
11) Mol air = = 0.883 mol 12) Mol air = = 1.022 mol
Xfenol = = 0.059 Xfenol = = 0.052
Xair = 1 – 0.059 = 0.941 Xair = 1 – 0.052 = 0.948
13) Mol air = = 1.161 mol 14) Mol air = = 1.30 mol
Xfenol = = 0.046 Xfenol = = 0.041
Xair = 1 – 0.046 = 0.954 Xair = 1 – 0.041 = 0.959
Recommended