Jumat, 09 November 2012

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA 1 KELARUTAN TIMBAL BALIK SISTEM BINER FENOL – AIR


1. 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.

2. 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 sistem
biner fenol –air, terdapat 2 jenis campuran yang dapat berupah pada kondisi tertentu. Suatu fase didefenisikan sebagai bagian sistem yang seragam atau homogen diantara keadaan submakroskopiknya, tetapi benar – benar terpisah dari bagian sistem 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. Simbol 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:
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), ( Tim Dosen Kimia Fisika. 2011).

Temperatur kritis atas Tc adalah batas atas temperatur 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 sistem memperlihatkan temperatur kritis  Tc . dimana dibawah temperatur itu kedua komponen bercampur dalam segala perbandingan dan diatas temperatur itu  kedua komponen membentuk dua fase. Salah satu contohnya adalah air-trietilamina. Dalam hal ini pada temperatur rendah kedua komponen lebih dapat campur karena komponen-komponen itu membentuk kompleks yang lemah, pada temperatur lebih lebih tinggi kompleks itu terurai dan kedua komponen kurang dapat bercampur, ( Atkins PW ,1999).
Ada dua macam larutan, yaitu :
1. Larutan homogen, yaitu apabila dua macam zat dapat membentuk suatu larutan yang susunannya begitu seragam sehingga tidak dapat diamati adanya bagian-bagian yang berlainan, bahkan dengan mikroskop optis sekalipun. Atau larutan dapat dikatakan dapat bercampur secara seragam (miscible).
2.   Larutan heterogen, yaitu apabila dua macam zat yang bercampur masih terdapat permukaan-permukaan tertentu yang dapat terdeteksi.

1.    ALAT DAN BAHAN
a.    Alat
1.    Tabung reaksi diameter 4 cm             1 buah
2.    Pemanas                                             1 set
3.    Pengaduk                                            1 buah
4.    Gelas kimia 1 L                                   1 buah
5.    Buret 50 mL                                        1 buah
6.    Statif dan klem                                    1 buah
7.    Termometer                                        1 buah
b.    Bahan
1.    Fenol
2.    Aquades
6.    HASIL PERCOBAAN
Massa fenol yang ditimbang =  5 gram
1.    Penambahan aquades, sampai terjadi kekeruhan pertama

No.
Aquades (ml)
Pengamatan
T1
T2
Trata-rata
1.
2.6
keruh
43
30
36.5

2.    Penambahan aquades, setelah terjadi kekeruhan

NO
Aquades
(mL)
Massa (g)
Suhu (0C)
% Massa
Fenol
Air
T1
T2
T
Fenol
Air
1
0,2
5
2,8
44
33
38,5
64,1
35,9
2
0,3
5
3,1
48
40
44
61,72
38,28
3
0,4
5
3,5
57
41
49
58,82
41,18
4
0,5
5
4,0
65
44
54,5
55,6
44,4
5
0,6
5
4,6
68
45
56,5
52,08
47,92
6
0.8
5
5,4
71
48
59,5
48,08
51,92
7
1,0
5
6,4
75
50
62,5
43,86
56,14
8
1,5
5
7,9
72
49
60,5
38,75
61,25
9
2,5
5
10,4
69
48
58,5
32,4
67,6
10
5,0
5
15,4
64
45
54,5
24,5
75,5
11
12,5
5
27,9
60
41
50,5
15,19
84,81
12
15,0
5
42,9
57
40
48,5
10,5
89,5
13
17,5
5
60,4
53
40
46,5
7,6
92,4
14
22,5
5
-
-
-
-
-
-


7. HASIL DAN PEMBAHASAN
Eksperimen ini bertujuan untuk membuktikan kelarutan sistem fenol air. Fenol dan air kelarutanya akan berubah apabila ke dalam campuran itu ditambahkan dengan salah satu komponen penyusunnya yaitu fenol dan air. Kelarutan merupakan jumlah maksimum suatu zat terlarut untuk dapat larut dalam zat pelarut tertentu. Faktor faktor yang mempengaruhi kelarutan itu sendiri adalah temperatur, konsentrasi, tekanan, jenis-jenis zat pelarut, ion asing, ion senama, pengadukan, luas permukaan. Temperatur, semakin tinggi temperatur semakin cepat kelarutannya, dan sebaliknya semakin rendah tempetur semakin kecil kelarutannya. Semakin besar konsentrasi semakin lambat kelarutannya, semakin kecil konsentrasi semakin besar kelarutan. Dalam larutan zat terlarut yang bersifat polar akan semakin cepat kelarutan dalam pelarut polar dan sebaliknya zat terlarut yang bersifat non polar akan semakin cepat kelarutannya dalam pelarut yang non polar.
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 tersebut. 
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 62,5ºC dengan komposisi campurannya adalah fraksi mol fenol 0.107 dan fraksi mol airnya 0,893. Ini menunjukkan kalau pada suhu 64,5 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. Paling tidak kurva ini cenderung membentuk parabola. Kurva ini adalah kurva komposisi fenol terhadap suhu yang dibutuhkan. Kurva komposisi sistem biner fenol air dapat dilihat pada gambar 2 sebagai berikut: 

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.

8. SIMPULAN DAN SARAN
a.   Simpulan
Dari hasil pembahasan dapat disimpulkan bahwa:
1. Sistem biner fenol – air memperlihatkan sifat kelarutan timbal balik antara fenol dan air pada suhu tertentu dan tekanan tetap.
2. Campuran fenol dan air dapat saling melarutkan, yang jumlahnya banyak sebagai pelarut dan sebaliknya.
3. Temperatur akan semakin tinggi apabila semakin banyak volume air yang digunakan.
4. Yang mempengaruhi keadaan dari keruh menjadi bening dan sebaliknya dari bening ke keruh yaitu perubahan temperatur.
5. Kelarutan timbal balik sistem biner fenol – air mempunyai suhu kritis 62,5oC.
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.
4. Alat yang digunakan sesuai dengan standar. 

9. 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.
http://ezzamogy.blogspot.com/2011/11/laporanpraktikum-kimia-fisika.html (diakses pada Jumat , 19 September 2012).

Mengetahui,                                                          Semarang, 21 September 2012
Dosen Pengampu                                                  Praktikan


Ir. Sri Wahyuni, M.Si                                            Eny Atminiati
NIP.                                                                    NIM. 4301410007




Tidak ada komentar:

Posting Komentar