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
Tidak ada komentar:
Posting Komentar