Laporan Awal Percobaan 01 "DIAGRAM BINER"
LAPORAN PRAKTIKUM
KIMIA FISIK II
“ DIAGRAM BINER”
NAMA : WAHYU NISRINA
NIM : A1C119015
KELOMPOK : 2 (DUA)
DOSEN PENGAMPU
Dr. YUSNAIDAR, S.Si., M.Si
Dr. Dra. WILDA SYAHRI, M.Pd
ASISTEN DOSEN
WINDA ELISABETH Br. SINAGA (A1C117016)
MUHAMMAD HABIB (A1C117012)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS JAMBI
2021
PERCOBAAN KE-1
I. Judul : DIAGRAM BINER
II. Hari/Tanggal : Rabu, 10 Februari 2021
III. Tujuan : Adapun tujuan dilakukan percobaan kali ini adalah :
1. Dapat mencari suhu kelarutan kritis Fenol-Air
IV. Pertanyaan PraPraktikum
V. Landasan Teori
Jika sejumlah kecil fenol ditambahkan ke dalam air maka fenol akan melarut. Jika fenol ditambahkan terus maka suatu saat akan terjadi larutan jenuh dan fenol dalam air. Bila fenol ditambahkan terus, suatu saat fenol tidak dapat lagi larut dan setelah keadaan kesetimbangan tercapai maka cairan tersebut akan membentuk dua lapisan (L1 dan L2). Masing-masing lapisan mengandung komponen air dan fenol. Untuk lebih jelasnya perhatikan diagram berikut:
Pada suhu rendah (di bawah tc), misalnya t₁, penambahan sedikit fenol ke dalam air akan terlihat bahwa fenol akan larut dalam air (sepanjang o-p). Jika Kemudian fenol ditambahkan maka sampai pada titik p akan terjadi larutan jenuh fenol dalam air. Pada penambahan fenol lebih lanjut maka fenol tidak larut dan setelah keadaan kesetimbangan tercapai maka cairan akan memisah menjadi 2 lapisan (L1 dan L2) yang masing-masing lapisan mengandung komponen air dan fenol (sepanjang p-q). Jika fenol ditambahkan lagi maka akan tercapai keadaan terbentuknya larutan jenuh (pada q), dalam hal ini yang terbentuk adalah larutan jenuh air dalam fenol. Penambahan fenol lebih lanjut mengakibatkan terbentuknya suatu larutan satu fasa yaitu larutan air dalam fenol (sepanjang q-r) Dapat dilihat bahwa suhu tersebut (t₁) fenol dapat saling melarutkan hanya pada posisi tertentu saja. Jika suhu dinaikkan, kemampuan saling melarutkan kedua zat tersebut semakin besar dan pada suhu tertentu akan didapat bahwa fenol dan air dapat saling melarutkan pada berbagai komposisi. Suhu di saat tepat terjadinya perubahan dari dua fasa ke satu fasa untuk berbagai macam komposisi dinamakan suhu kelarutan kritis (tc). Artinya di atas suhu tersebut kedua zat dapat saling melarutkan dalam berbagai komposisi (Tim Dosen Kimia Fisik, 2021)
Kesetimbangan fasa cair padat adalah kata kunci untuk memahami ekstraksi. Proses operasi separasi atau peristiwa perpindahan massa lainnya yang menggunakan prinsip kesetimbangan fasa cair-padat adalah kristalisasi dan adsorbsi,( Bahri, 2019)
Menurut (Widjayanti, 2008), Istilah dalam kesetimbangan fasa ada beberapa macam yaitu:
1. Fasa (P)
Fasa dapat didefinisikan sebagai setiap bagian sistem yang :
a. homogen dan dipisahkan oleh batas yang jelas
b. sifat fisik dan sifat kimia berbeda dari bagian sistem lain
c. dapat dipisahkan secara mekanik dari bagian lain sistem itu
Contoh
1) sistem satu fasa : Dua cairan yang bercampur homogen
2) sistem 2 fasa : cairan polar (misal air) dan non polar (misal:minyak)
sistem belerang padat (monoklin dan rombik)
3) sistem 3 fasa : es, uap air dan air
CaCO3 (s) CO2 (g) + CaO (s)
2. Komponen (C)
Jumlah komponen suatu sistem dinyatakan sebagai jumlah minimum spesi kimia yang membentuk sistem tersebut yang dapat menentukan susunan setiap sistem fasa sistem.
3. Derajad Kebebasan (F)
Derajad kebebasan (F) dari suatu sistem setimbang merupakan variabel intensif independen yang diperlukan untuk menyatakan keadaan sistem tersebut. Untuk menentukan derajad kebebasan dibutuhkan aturan fasa.
4. Aturan Fasa
Aturan fasa mengatur hubungan antara jumlah komponen, jumlah fasa dan derajad kebebasan suatu sistem. Menurut aturan fasa
F = C-P+2
Dalam kesetimbangan fasa terdapat Sistem Satu Komponen dan Sistem Dua Komponen yaitu Untuk sistem 1 komponen aturan fasa berubah menjadi F= 3-P. Karena fasa tidak mungkin = 0, maka derajad kebebasan masimum adalah 2 artinya sistem 1 komponen paling banyak memiliki 2 variabel intensif untuk menyatakan keadaan sistem yaitu P (tekanan) dan T (suhu). Diagram fasa adalah diagram yang menggambarkan keadaan sistem (komponen dan fasa) yang dinyatakan dalam 2 dimensi. Dalam diagram ini tergambar sifat- sifat zat seperti titik didih, titik leleh, titik tripel. Sebagai contoh adalah diagram fasa 1 komponen adalah diagram fasa air.
Diagram ini menggambarkan hubungan antara tekanan dan suhu pada sistem 1 komponen air. Titik tripel memperlihatkan suhu dimana air mempunyai 3 fasa yaitu padat, cair dan gas.
Sistem Dua Komponen yaitu Sistem 2 komponen dapat berupa campuran dari fasa cair- gas, cair- cair, fasa padat- cair, ataupun padat- padat. Karakteristik setiap campuran sangat khas, misalnya ada sistem cair- cair yang membentuk campuran yang homogen atau 1 fasa pada segala P,T dan komposisi, tetapi ada pula yang hanya membentuk 1 fasa pada P,T atau komposisi tertentu. Diagram fasa untuk sistem dua komponen digambarkan sebagai fungsi komposisi terhadap tekanan atau komposisi terhadap suhu. Oleh sebab itu aturan fasa berubah menjadi F = C –P+1 karena salah satu variabel (P atau T) dalam keadaan konstan. Derajad kebebasan (F) menjadi = 2-P
Menurut Fellicia ( 2017) dalam sebuah penelitiannya mengenai fasa menerangkan bahwa Fasa sigma merupakan fasa yang memiliki kandungan unsur Cr dan Mo yang tinggi. Fasa ini terbentuk pada temperatur antara 650ᵒC sampai 1000ᵒC melalui ferrit yang terdekomposisi menjadi fasa sigma dan fasa austenit sekunder.
Menurut Dogra SK & Dogra S (2008). 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 submakroskopisnya, tetapi benar-benar terpisah dari bagian system yang lain oleh batasan yang jelas dan baik. Campuran padatan atau dua campuran yang tidak saling bercampur dapat membentuk fase terpisah.Sedangkan campuran gas-gas adalah suatu fase karena sistemnya yang homogen.Symbol umum untuk jumlah fase adalah P.
Menurut Darmaji, (2005) 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.
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.
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.
Menurut Mustain (2019) berdasarkan penelitian yang dilakukan bahwa fase uap dapat diasumsikan sebagai gas ideal dan hubungan kesetimbangan uap cair pada Persamaan (1) untuk Sistem Biner dapat disederhanakan sebagai berikut :
y₁P = x₁y₁P₁ͥ
Menurut Sembodo dan Harianingsih (2014), 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 terdiridari dua zat yaitu fenol dan air. Fenol dan air kelarutannya akan berubah apabila dalam campuran itu ditambah salah satu komponen penyusunnya yaitu fenol dan 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 krisis (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 A1 dan B1 atau suhu T2 dengan komposisi A2 dan B2, sistem berada pada dua fasa (keruh). Sedangkan diluar daerah kurva (atau diatas suhu kritisnya, T c), sistem berada satu fasa (jernih).
Temperatur kritis atas Tc adalah batas atas temperatur dimana terjadi pemisahan fase. Di atas 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.
VI. Alat & Bahan
6.1 Alat
a. Buret 1 buah
b. Termometer 1 buah
c. Tabung reaksi besar alas datar (buchner) 1 buah
d. Pengaduk 1 buah
e. Penagas dan batu didih
6.2 Bahan
a. Fenol 95 %
b. Aquades
VII. Prosedur Kerja
Buret
Disediakan dan diisi dengan aquades
Tabung Reaksi Besar
Dibersihkan dan dikeringkan tabung reaksi besar yang
mempunya satu set sumbat berlubang lengkap dengan
batang pengaduk dan termometer.(Gambar 7.1)
Penangas dan Batu Didih
Disiapkan
Timbangan
Ditimbang tabung reaksi diatas (lengkap dengan sumbat,
batang pengaduk dan termometer).
Tabung Reaksi Besar
Diisi dengan fenol
Timbangan
Ditimbang tabung reaksi yang berisi fenol hingga berat
fenol 2,5 gram.
Tabung Reaksi
Ditambahkan 0,2 ml aquades menggunakan buret kedalam
tabung reaksi yang ditimbang tadi.
Penangas
Dipanaskan campuran tersebut jika keruh,
Termometer
Dicatat suhunya(T1), tepat disaat larutan keruh menjadi
jernih, biarkan suhu naik ±4ᵒC.
Dikeluarkan tabung dari penangas
Dibiarkan menjadi dingin sambil terus diaduk
Dicatat lagi suhunya (T2) saat timbul kekeruhan.
Tabung Reaksi
Dibiarkan suhu tabung mendekati suhu kamar
Ditambahkan aquades sebanyak 0,2 ml dan kembali
dilakukan langkah f
Dilakukan beberapa kali percobaan.
Hasil Percobaan
Gambar 7.1 Tabung Reaksi
Komentar
Posting Komentar