Laporan Praktikum Kimia Fisik Kelarutan Timbal Balik

LAPORAN PRAKTIKUM KI-2142 PERCOBAAN E2 “KELARUTAN TIMBAL BALIK”

Nama

: Ahmad Muliansyah

NIM/Prodi

: 13713045/Teknik Material

Shift

: Rabu Siang Shift 2

Tanggal Praktikum : 1 Oktober 2014 Nama Asisten

: Anas Santria (20513034)

LABORATORIUM KIMIA FISIK PROGRAM STUDI TEKNIK MATERIAL FAKULTAS TEKNIK MESIN DAN DIRGANTARA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2014/2015

1. TUJUAN PERCOBAAN Menentukan pengaruh suhu terhadap kelarutan. Menentukan suhu saat larutan menjadi jernih dan keruh kembali. Menentukan Diagram fasa Sistem Fenol-Air-Metanol-NaCl. 2. TEORI DASAR Bila dua zat cair dicampur dengan komposisi yang berbeda-beda maka ada tiga kemungkinan yang dapat terjadi yaitu : Kedua zat cair dapat bercampur dalam tiap komposisi, seperti campuran alkohol dalam air. Kedua zat cair tidak dapat bercampur sama sekali, seperti antara air dan air raksa. Kedua zat cair hanya dapat bercampur pada komposisi tertentu, misalnya campuran antara air butanol. Pada percobaan berikut yang akan dilakukan adalah membuat kurva kelarutan airbutanol atau air-fenol (diagram biner) dan sekaligus menentukan suhu kritisnya. Bila ke dalam sejumlah air ditambah butanol atau fenol dalam air. Bila penambahan ini diteruskan, pada suatu saat akan diperoleh larutan jenuh butanol atau fenol dalam air. Tetapi bila penambahan butanol atau fenol diteruskan lagi akan diperoleh larutan air dalam fenol atau butanol yang memisah sebagai larutan tersendiri. Pada penambahan selanjutnya akan diperoleh larutan jenuh air dalam butanol atau fenol,dimana pada saat ini kedua lapisan akan menghilang dan menjadi satu lapisan lagi. Kedua larutan jenuh air dalam butanol atau air dalam fenol atau sebaliknya dikatakan sebagai larutan konjugat.Larutan konjugat hanya terjadi pada range suhu tertentu. Misalnya untuk sistem air-butanol terdapat pada range suhu 0-126 0C. Berdasarkan literatur, maka diatas suhu ini air dan butanol dapat saling melarutkan pada setiap komposisi yang diberikan.Suhu ini disebut suhu kritis air-butanol. 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.

Temperatur kritis adalah kenaikan temperatur tertentu dimana akan diperoleh komposisi larutan yang berada dalam kesetimbangan. 3. DATA PENGAMATAN Suhu dalam ruangan Densitas air (suhu ruang) Berat pikno kosong Berat pikno+ air Berat pikno+ NaCl Berat pikno+ CH3OH Larutan Air (ml) Fenol (gram) 4 4 5 4 6 4 8 4 10 5 6,5 6 8,5 7 12,5 8 Fenol + NaCl 1% Fenol + CH3OH 1%

= 26,5 0C = 0.996512 g/ml = 19,10 g = 45,25 g = 46,07 g = 44,97 g Tbening (0C)

Tkeruh (0C)

Trata-rata (0C)

Fraksi Mol

41 47 63 65 60 69 53 51 52 54

28 32 62 64 39 42 34 42 40 36

34,5 39,5 62,5 64,5 49,5 55,5 43,5 46,5 46 45

0,163 0,134 0,114 0,088 0,087 0,15 0,136 0,127 0,1149 0,1147

4. PENGOLAHAN DATA a.

Penentuan volume piknometer Vpikno =

(

Vpikno = Vpikno = 26,24 ml

)

b.

Penentuan massa jenis NaCl (

𝜌 NaCl =

)

𝜌 NaCl = 𝜌 NaCl = 1,028 g/ml c.

Penentuan massa jenis CH3OH 𝜌 CH3OH =

(

)

𝜌 CH3OH = 𝜌 CH3OH = 0,986 g/ml d.

Penentuan fraksi mol dalam sistem fenol-air Mr fenol = 94 g/mol Mr air = 18 g/mol ⁄

Xfenol = ( Air (ml) 4 5 6 8 10 6,5 8,5 12,5 e.

Fenol (gram) 4 4 4 4 5 6 7 8

⁄

) (

)

Fraksi mol fenol (Xfenol) 0,163 0,134 0,114 0,088 0,087 0,15 0,136 0,127

Penentuan fraksi mol dalam sistem fenol-air-NaCl Mr fenol = 94 g/mol Mr air = 18 g/mol Mr NaCl = 58,5 g/mol Xfenol =

f.

⁄

⁄ (

⁄

⁄

) (

) (

)

Xfenol = 0,1149 Penentuan fraksi mol dalam sistem fenol-air-CH3OH Mr fenol = 94 g/mol Mr air = 18 g/mol Mr CH3OH = 32 g/mol Xfenol =

⁄ (

Xfenol = 0,1147

⁄

) (

⁄

) (

)

g.

Diagram Fasa 1. Sistem fenol-air

Grafik T rata-rata terhadap fraksi mol fenol 70 60 50 40 30

Grafik T rata-rata…

20 10 0 0

0.05

0.1

0.15

0.2

2. Sistem fenol-air-NaCl 1%

Grafik T rata-rata terhadap fraksi mol fenol 50 45 40 35 30 25

Grafik T rata-rata terhadap fraksi mol fenol

20 15 10 5 0 0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

3. Sistem fenol-air-CH3OH 1%

Grafik T rata-rata terhadap fraksi mol fenol 50 45 40 35 30 25

Grafik T rata-rata terhadap fraksi mol fenol

20 15 10 5 0 0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

6. KESIMPULAN Sistem biner fenol – air memperlihatkan sifat kelarutan timbal balik antara fenol dan air pada suhu tertentu dan tekanan tetap. Setelah dilakukan percobaan ini dapat menyimpulkan bahwa 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. Pada percobaan ini dihasilkan suhu kritis pada suhu 66,5ºC dengan komposisi campurannya adalah fraksi mol fenol 0,088 dan fraksi mol airnya 0,912. Dari hasil percobaan didapatkan kurva parabola akan tetapi tidak simetris dan memiliki banyak titik balik sehingga terlihat seperti loop. Hal ini dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah konsentrasi, temperatur, ion senama, pengadukan, serta luas permukaan. 7. DAFTAR PUSTAKA 1.) Atkins PW. 1999. Kimia Fisika. “Ed ke-2 Kartahadiprodjo Irma I, penerjemah;Indarto Purnomo Wahyu, editor. Jakarta : Erlangga. Terjemahan dari:Physichal Chemistry. 2.) Darmaji. 2005. Kimia Fisika I. Jambi : Universitas Jambi. 3.) Dogra,S & Dogra SK. 2008. Kimia Fisik dan Soal – Soal. Jakarta : UI –Press.

8. LAMPIRAN Data 𝜌 (massa jenis) berbagai suhu – CRC

Data pengamatan

Jawaban 1. Suhu konsulat atas atau suhu kritis larutan adalah suhu saat larutan bercampur homogen (satu fasa). Sistem dua komponen memiliki rumus : F = 4-P Dimana F adalah derajat kebebasan dan p adalah banyaknya fasa. Pada saat T sistem > T konsolut atas, maka sistem memiliki dua fasa. Sehingga : F = 4-2 F = 2 (sistem memiliki dua derajat kebebasan) 2. Sistem yang memiliki titik konsolut bawah : Sistem yang memiliki dua suhu konsolut: 3. Larutan konjugasi adalah larutan yang digunakan untuk mempertahankan nilai pH tertentu agar tidak banyak berubah selama reaksi kimia berlangsung. 4. Salting out adalah peristiwa adanya zat terlarut tertentu yang memiliki kelarutan lebih besar dibanding zat utama, akan menyebabkan penurunan kelarutan zat utama atau terbentuknya endapan karena reaksi kimia. Efek penambahan NaCl disebut efek salting out karena fenol mengalami penurunan kelarutan.Akibatnya untuk melarutkan fenol dibutuhkan suhu yang lebih tinggi dibanding dengan air biasa.