Laporan Praktikum Kimia Fisika II

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II DIAGRAM TERNER SISTEM ZAT CAIR 3 KOMPONEN

OLEH Nama

: Lestari

NIM

: 1008105037

Kelompok

: V ( LIMA )

Tanggal

: 19 Maret 2012

JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA 2012

I.

TUJUAN PERCOBAAN Membuat kurva kelarutan suatu cairan yang terdapat dalam campuran dua cairan tertentu.

II.

DASAR TEORI Sistem adalah suatu zat yang dapat diisolasikan dari zat – zat lain dalam suatu bejana inert, yang menjadi pusat perhatian dalam mengamati pengaruh perubahan temperature, tekanan serta konsentrasi zat tersebut. Sedangkan komponen adalah yang ada dalam sistem, seperti zat terlarut dan pelarut dalam senyawa biner. Banyaknya komponen dalam sistem C adalah jumlah minimum spesies bebas yang diperlukan untuk menentukan komposisi semua fase yang ada dalam sistem. Definisi ini mudah diberlakukan jika spesies yang ada dalam sistem tidak bereaksi sehingga kita dapat menghitung banyaknya. Fasa merupakan keadaan materi yang seragam di seluruh bagiannya, tidak hanya dalam komposisi kimianya tetapi juga dalam keadaan fisiknya. Contohnya: dalam sistem terdapat fasa padat, fasa cair dan fasa gas. Banyaknya fasa dalam sistem diberi notasi P. Gas atau campuran gas adalah fasa tunggal ; Kristal adalah fasa tunggal dan dua cairan yang dapat bercampur secara total membentuk fasa tunggal. Campuran dua logam adalah sistem dua fasa (P=2), jika logam – logam itu tidak dapat bercampur, tetapi merupakan sistem satu fasa (P=1), jika logam-logamnya dapat dicampur. Pada perhitungan dalam keseluruhan termodinamika kimia, J.W Gibbs menarik kesimpulan tentang aturan fasa yang dikenal dengan Hukum Fasa Gibbs, jumlah terkecil perubahan bebas yang diperlukan untuk menyatakan keadaan suatu sistem dengan tepat pada kesetimbangan diungkapkan sebagai: V=C–P+2

Dengan : V = jumlah derajat kebebasan C = jumlah komponen P = jumlah fasa Kesetimbangan dipengaruhi oleh suhu, tekanan, dan komposisi sistem. Jumlah derajat kebebasan untuk sistem tiga komponen pada suhu dan tekanan tetap dapat dinyatakan sebagai : V=3–P Jika dalam sistem hanya terdapat satu fasa maka V = 2 berarti untuk menyatakan suatu sistem dengan tepat perlu ditentukan konsentrasi dari dua komponennya. Sedangkan bila dalam sistem terdapat dua fasa dalam kesetimbangan, V = 1; berarti hanya satu komponen yang harus ditentukan konsentrasinya dan konsentrasi komponen yang lain sudah tertentu berdasarkan diagram fasa untuk diagram fasa untuk sistem tersebut. Oleh karena itu sistem tiga komponen pada suhu dan tekanan tetap punya derajat kebebasan maksimum = 2 (jumlah fasa minimum = 1), maka diagram fasa sistem ini dapat digambarkan dalam satu bidang datar berupa suatu segitiga tersebut menggambarkan suatu komponen murni. Cara terbaik untuk menggambarkan sistem tiga komponen adalah dengan mendapatkan suatu kertas grafik segitiga. Konsentrasi dapat dinyatakan dengan istilah persen berat atau fraksi mol. Fraksi mol tiga komponen dari sistem terner (C = 3) sesuai dengan: XA + XB + XC = 1. Diagram fasa yang digambarkan segitiga sama sisi, menjamin dipenuhinya sifat ini secara otomatis, sebab jumlah jarak ke sebuah titik di dalam segitiga sama sisi yang diukur sejajar denga sisi-sisinya sama dengan panjang sisi segitiga itu, yang dapat diambil sebagai satuan panjang. Puncak – puncak dihubungi ke titik tengah dari sisi yang berlawanan yaitu : Aa, Bb, Cc. Titik nol mulai dari titik a,b,c dan A,B,C menyatakan komposisi adalah 100% atau 1, jadi garis Aa, Bb, Cc merupakan konsentrasi A,B,C merupakan konsentrasi A,B,C.

Jumlah fasa dalam sistem zat cair tiga komponen bergantung pada daya saing larut antara zat cair tersebut dan suhu percobaan. Apabila pada suhu dan tekanan yang tetap digunakan kurva bimodal untuk menentukan kelarutan C dalam berbagai komposisi A dan B. Pada daerah di dalam kurva merupakan daerah dua fasa, sedangkan yang di luarnya adalah daerah satu fasa. Untuk menentukan kurva bimodal yaitu dengan menambahkan zat B ke dalam campuran A dan C III.

ALAT DAN BAHAN Alat – alat : 1. Labu Erlenmeyer 250 ml bertutup

5 buah

2. Buret 10 ml

2 buah

3. Klemp dan statif

2 buah

4. Gelas ukur 10 ml

1 buah

5. Neraca analitik

1 buah

Bahan –bahan: 1. CCl4 2. Aquades 3. Asam asetat glacial IV.

CARA KERJA 1. Ke dalam labu Erlenmeyer yang bersih dan kering serta bertutup, dibuat 5 macam campuran cairan A dan C yang saling melarut dengan komposisi sebagai berikut: Labu

1

2

3

4

5

mL A

1

3

5

7

9

mL B

9

7

5

3

1

semua pengukuran volume dilakukan dengan buret. Untuk tiap labu, ditimbang lebih dahulu labu kosong dan tutupnya. Kemudian ditambahkan cairan A (CCl4) dan ditimbang lagi massanya, kemudian ditambahkan cairan C (asam asetat glacial) dan ditimbang kembali. Dengan demikian massa cairan A dan C diketahui untuk setiap labu

2. Tiap campuran dalam labu 1 sampai 5 dititrasi dengan cairan B (aquades) sampai tepat timbul kekeruhan dan dicata jumlah volume cairan B yang digunakan. Setelah itu ditimbang kembali untuk menentukan massa cairna B dalam setiap labu. 3. Tahap 1 dan 2 diulangi kembali dengan perbandingan cairan A dan B kemudian dititrasidengan cairan A (CCl4) V.

DATA PENGAMATAN

A. Percobaan 1 ( Aquadessebagaititran ) Erlenmeyer I II III IV V

Erlenmeyer kosong+

Erlenmeyer + zat A

Erlenmeyer + zat A + zat C

tutup (gram)

(gram)

(gram)

124,36 126,08 155,82 132,85 131,39

131,20 130,08 163,12 143,31 164,96

135,35 136,90 168,02 146,15 165,82

Erlenmeyer + zat A + zat C + zat B Titrasi (mL) Massa (gram) 3,35 138,62 1,10 138,06 0,20 168,10 0,51 146,78 1,75 167,45

B. Percobaan 2 ( CCl4sebagaititran ) Data

Erlenmeyer kosong +

Erlenmeyer + zat B Erlenmeyer + zat B + zat C

tutup (gram)

(gram)

(gram)

124,36 126,08 155,82 132,85 160,10

125,96 123,83 165,21 135,74 160,19

135,02 135,98 165,48 142,71 160,90

I II III IV V

Erlenmeyer + zat B + zat C + zat A Titrasi (mL) Massa (gram) 3,15 139,90 1,60 138,26 5,30 173,52 1,75 145,45 1,05 162,45 Ket : Zat A = CCl4 Zat B = Aquadest Zat C = AsamAsetat

VI. •

PERHITUNGAN Diketahui : nA, MA, XAuntuk CCl4

nB, MB, XBuntukAquadest nC, MC, XCuntuk AsamAsetat 

Percobaan 1 Untuk campuran A : C

• MA

= ( massa Erlenmeyer + zat A ) – ( massa Erlenmeyer kosong + tutup ) = 131,20 – 124,36 = 6,84 gram

•

MC

= ( massa Erlenmeyer + zat A + zat C ) – ( massa Erlenmeyer + zat C ) = 135,35– 131,20 = 4,15 gram

•

MB

= ( massa setelah titrasi – ( massa Erlenmeyer + zat A + zat C ) = 138,62 – 135,35 = 3,27 gram

Dengan cara yang sama, diperoleh data sebagai berikut : Erlenmeyer 1 2 3 4 5

Perbandingan A:C 1:9 3:7 5:5 7:3 9:1

Massa A ( gram ) 6,84 4,00 7,30 10,46 33,57

Massa C ( gram ) 4,15 6,82 4,90 2,84 0,86

Massa B ( gram ) 3,27 1,16 0,02 0,63 1,60

Mol untuk masing-masing cairan dalam campuran Erlenmeyer : •

Untuk Erlenmeyer 1

Erlenmeyer Perbandingan nA (mol ) A:C

nB ( mol )

nC ( mol )

nA + nB + nC

•

1 1:9 0,044 2 3:7 0,023 3 5:5 0,047 4 7:3 0,068 5 9 :1 0,218 Fraksi mol di Erlenmeyer

Erlenmeyer 1 2 3 4 5

Perbandingan A : C 1:9 3:7 5:5 7:3 9:1

0,182 0,064 0,001 0,035 0,048

XA ( % ) 14,86 11,44 36,15 45,33 77,85

0,07 0,114 0,082 0,047 0,014

XB ( % ) 61,49 31,84 0,77 23,33 17,14

0,296 0,201 0,13 0,15 0,28

XC( %) 23,65 56,71 63,08 31,33 5,00

Percobaan 2 •

Diketahui : nA, MA, XA untuk CCl4 nB, MB, XB untukAquadest nC, MC, XC untuk AsamAsetat Untuk campuranB : C

•

MB = ( massa Erlenmeyer kosong + tutup + zat B ) –( massa Erlenmeyer) = 125,96– 124,36 = 1,60 gram

•

MC = ( massa Erlenmeyer + zat B + zat C ) – ( massa Erlenmeyer + zat B ) = 135,02 – 125,96 = 9,06 gram

•

MA = ( massasetelahtitrasi) – ( massa Erlenmeyer + zat B + zat C ) = 139,90 – 135,02

= 4,88 gram Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut : Erlenmeyer Perbandingan B : C 1 2 3 4 5

1:9 3:7 5:5 7:3 9:1

Massa B ( gram ) 1,60 2,75 9,39 2,89 0,09

Massa C ( gram ) 9,06 7,15 0,27 6,97 0,71

Massa A ( gram ) 4,88 2,28 8,04 2,74 1,55

Mol untuk masing-masing cairan dalam campuran Erlenmeyer Erlenmeyer Perbandingan B : C 1 1:9 2 3:7 3 5:5 4 7:3 5 9 :1

nA (mol ) 0,032 0,015 0,052 0,018 0,010

nB ( mol ) 0,089 0,153 0,522 0,160 0,005

nC( mol ) 0,151 0,119 0,004 0,116 0,012

nA + nB + nC 0,272 0,287 0,578 0,294 0,162

Fraksi untuk masing – masing cairan dalam campuran erlenmeyer Erlenmeyer 1 2 3 4 5

Perbandingan A:C 1:9 3:7 5:5 7:3 9:1

VII PEMBAHASAN

XA ( % )

XB ( % )

XC( %)

11,76 5,23 8,99 6,12 6,17

32,72 53,31 90,31 54,42 3,09

55,51 41.46 0,69 39,46 7,407

Pada praktikum ini yaitu tentang Diagram Terner yang bertujuan untuk membuat kurva kelarutan suatu cairan yang terdapat dalam campuran dua cairan tertentu. Dimana cairan yang digunakan adalah CCl4, aquades dan asam asetat glasial. Prinsip dasar dari percobaan ini adalah pemisahan suatu campuran dengan ekstraksi yang terdiri dari dua komponen cair yang saling larut dengan sempurna. Pemisahan dapat dilakukan dengan menggunakan pelarut yang tidak larut dengan sempurna terhadap campuran, tetapi dapat melarutkan salah satu komponen dalam campuran tersebut. Pada percobaan pertama, cairan A (CCl 4) dan C(asam asetat glacial) dicampur dengan variasi perbandingan volume, yaitu: 1:9 ; 3:7 ; 5:5 ; 7:3 ; dan 9:1 mL. Dalam setiap penambahan zat, berat erlenmeyer beserta isinya ditimbang agar diperoleh selisih massa setiap penambahan cairan. Data yang didapat adalah berat dari Erlenmeyer + tutup, zat A dan C masing-masing yaitu: 135,35 g ; 136,90 g ; 168,02 g ; 146,15 g ; 165,82 g.setelah dititrasi diperoleh massa keseluruhan adalah 138,62 g ; 138,06 g ; 168,20 g ; 146,78 g ; 167,45 g. Dapat diamati cairan A dan C larut dengan baik. Hal tersebut dikarenakan antara CCl4 dengan asam asetat glasial dapat berikatan dengan gugus metal dari asam asetatyang bersifat non polar pada gugus CH 3. Kemudian di titrasi dengan aquades sampai campuran A dan C keruh. Pada saat titrasi, asam asetat membentuk ikatan hidrogen yang lebih kuat dengan molekul air pada bagian –OH dari gugus –COOH asam asetat. Oleh karena itu, asam asetat yang awalnya berikatan dengan CCl4 akan terpisah dan berikatan dengan air. Hal ini disebabkan karena CCl4 tidak dapat larut dengan air sehingga CCl4 yang mulanya berikatan dengan CH3COOH akan telepas dan membentuk 2 larutan terner terkonjugasi yang ditandai dengan terbentuknya larutan yang keruh. Dari titrasi yang dilakukan diperoleh data sebagai berikut: volume titran I = 3,35 mL ; volume titran II = 1,10 mL ; volume III = 0,20 mL ; volume IV = 0,51 mL ; volume V = 1,75 mL. Dari data yang diperoleh maka dapat dihitung jumlah mol dan fraksi mol masing – masing percobaan. nA= 0,044 ; 0,023 ; 0,047 ; 0,068 ; 0,218 , nB = 0,182 ; 0,064 ; 0,064 ; 0,001 ; 0,035 ; 0,048 , nC = 0,07 ; 0116 ; 0,082 ; 0,047 ; 0,014 sedangkan perhitungan XA (fraksi mol zat A ) yang didapat yaitu untuk perbandingan 1 : 9 adalah 14,86 %, untuk perbandingan campuran 3 : 7 adalah 11,44 %, untuk perbandingan 5 : 5

adalah 36,15 %, untuk perbandingan campuran 7 : 3 adalah 45,35 %, untuk perbandingan campuran 9 : 1 adalah 77,85 %. Untuk perhitungan X B ( fraksi mol zat B ) yaitu untuk perbandingan 1 : 9 adalah 61,49 %, untuk perbandingan campuran 3 : 7 adalah 31,84 %, untuk perbandingan 5 : 5 adalah 0,77 %, untuk perbandingan campuran 7 : 3 adalah 23,33 %, untuk perbandingan campuran 9 : 1 adalah 17,14 %. Serta untuk X C (fraksi mol zat C ) untuk perbandingan 1 : 9 adalah 23,65 %, untuk perbandingan campuran 3 : 7 adalah 56,71 %, untuk perbandingan 5 : 5 adalah 63,08 %, untuk perbandingan campuran 7 : 3 adalah 31,33 %, untuk perbandingan campuran 9 : 1 adalah 5,00 %. Dari perhitungan tersebut menunjukan bahwa semakin banyak komponenzat A di dalam campuran maka Fraksi mol zat A semakin besar pula. Pada percobaan kedua dengan cara dan jumlah variasi campuran yang sama. Percobaan dilakukan dengan mencampurkan cairan B ( aquades ) dengan cairan C ( asam asetat glacial ) kemudian di titrasi dengan cairan A ( CCl 4) . Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh data sebagai berikut : Dari titrasi yang dilakukan diperoleh data sebagai berikut: volume titran I = 3,15 mL ; volume titran II = 1,05 mL ; volume III = 5,30 mL ; volume IV = 1,75 mL ; volume V = 1,05 mL. Dari data yang diperoleh maka dapat dihitung jumlah mol dan fraksi mol masing – masing percobaan. nA= 0,032 ; 0,015 ; 0,052 ; 0,018 ; 0,010 , nB = 0,089 ; 0,153 ; 0,522 ; 0,160 ; 0,005, nC = 0,151 ; 0,119 ; 0,004 ; 0,116 ; 0,012 sedangkan perhitungan XA (fraksi mol zat A ) yang didapat yaitu untuk perbandingan 1 : 9 adalah 11,86 %, untuk perbandingan campuran 3 : 7 adalah 5,23 %, untuk perbandingan 5 : 5 adalah 8,99 %, untuk perbandingan campuran 7 : 3 adalah 6,12 %, untuk perbandingan campuran 9 : 1 adalah 6,17 %. Untuk perhitungan XB ( fraksi mol zat B ) yaitu untuk perbandingan 1 : 9 adalah 32,72 %, untuk perbandingan campuran 3 : 7 adalah 53,31 %, untuk perbandingan 5 : 5 adalah 90,31 %, untuk perbandingan campuran 7 : 3 adalah 54,42 %, untuk perbandingan campuran 9 : 1 adalah 3,09 %. Serta untuk XC (fraksi mol zat C ) untuk perbandingan 1 : 9 adalah 55,51 %, untuk perbandingan campuran 3 : 7 adalah 41,46 %, untuk perbandingan 5 : 5 adalah 0,69 %, untuk perbandingan campuran 7 : 3 adalah 39,46 %, untuk perbandingan campuran 9 : 1 adalah 7,407 %. Dari hasil kedua percobaan tersebut dapat dilihat bahwa konsentrasi cairan C ( asam asetat glasial ) ternyata sebanding dengan naik turunnya konsentrasi cairan yang dipakai sebagai

titran atau zat pemisah pada titrasi campuran. Pada percobaan pertama besarnya fraksi mol asam asetat glasial sebanding dengan penurunan fraksi mol aquades sedangkan pada percobaan kedua fraksi mol asam asetat sebanding dengan penurunan fraksi mol dari CCl4.Hal ini dikarenakan oleh sifat asam asetat yang semi polar.dimana dapat melarutkan CCl 4 dengan baik begitu juga halnya dalam melarutkan aquades.untuk cairan cairan yang saling melarutkan,konsentrasinya akan

saling

berlawanan

karena

larutantersebut

akan

membentuk

daerah

berfase

tunggal.sedangkan cairan yang tidak melarut(larut sebagian) akan membentuk daerah berfase dua .untuk membuktikan lebih lanjut,maka akan digambarkan dengan diagram terner agar tampat lebih jelas titik kritisnya ketika titrasi dilarutkan akan terlihat batas kelarutan dari masing masing komponen campuran tersebut. VIII KESIMPULAN Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa 1. Cairan asam asetat dapat melarut dengan CCL4 dan aquades 2. Asam asetat memiliki sifat semipolar sehingga dapat melarut dengan senyawa polar maupun non polar. 3. Pada percobaan 1,fraksi mol asam asetat sebanding dengan turunnya fraksi mol aquade sebagai titran. 4. Pada percobaan 2,fraksimol asam asetat sebanding dengan turunnya fraksi mol CCL4 5.

CCL4 tidak dapat larut dengan air

6. cairan yang tidak melarut akan membentuk daerah berfase 2 sedangkan cairan yang saling melarutkan akan membentuk daerah berfase 1.

DAFTAR PUSTAKA

Dogra,S dan Dogra,SK,1990,Kimia Fisik dan Soal Soal,diterjemahkan oleh Umar Mansyur,Universitas Indonesia (UI-press);Jakarta Http;//www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_dasar/cairan_dan_larutan/ kesetimbangan Fasa - dan-diagram-fasa/ Http://devry.wordpress.com/diagram-fasa-logam/ Tim

Laboraterium

Kimia

Fisika.2012.

Penuntun

Praktikum

Kimia,F.MIPA,Universitas Udayana ; Bukit Jimbaran - Bali

Kimia

Fisika

Jurusan