[1B] KF Binary BAB 2

7/25/2019 [1B] KF Binary BAB 2

1/21

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

II.1. Dasar teori

Larutan yaitu campuran homogen yangterdiri dari dua atau lebih zat. Larutan terdiriatas zat yang dilarutkan atau solute dan pelarutatau solven. Larutan ada yang jenuh dan yang

tidak jenuh. Larutan disebut jenuh padatemperature tertentu, bila larutan tidak dapatlagi melarutkan lebih banyak zat. Bila jumlah zatterlarut kurang dari ini, disebut larutan tidak

jenuh dan bila lebih disebut larutan lewat jenuh.Zat yang dapat membentukk larutan lewat

jenuh, misalnya natrium sulfat.

II-1


2/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-2

Larutan biner adalah larutan dengan duamacam komponen. Larutan biner sering

dianggap tidak mempunyai titik azeotrop,padahal faktanya jika kita meneliti larutan bineritu mempunyai titik azeotrop, percobaaan untukmengetahui titik azeotrop pada larutan biner inidilakukan dengan cara melakukan destilasilarutan kloroform dengan aseton prosedurnya,destilasi dilakukan dengan cara destilasibertingkat, dengan mendestilasi aseton terlebih

dahulu kemudian selesai itu dilanjutkan destilasikloroform, keduanya dilakukan pemisahandestilasi antara destilat dan residu .

!itik Azeotrop merupakan titik didih yangtelah menunjukan terjadinya pemisahanazeotrop diatas azeotrop yang lainnya. %adawaktu tertentu hal seperti ini merupakan titikyang cocok untuk pembentukan susunan antardua pilihan. (ampuran harus terdiri darikomposisi yang lebih pasti memberikantemperatur dan tekanan. ni disebabkan olehtitik azeotrop #ika tekanan total terdiridarisusunan larutan yang mendidih, yangdiperoleh tidak hanya temperatur azeotrop sajatetapi juga susunan komposisinya.

'omposisi titik azeotrop harus benar)benar memberikan tekanan yang tetap sehingga

memberikan ketetapan pada larutan zat asamgaram dengan komposisi yang lebih sedikitdaripada titik didih maksimum pada destilasisehingga mencapai titik azeotrop. Azeotropkemudian dikumpulkan dan tekanan barometerdestilasi yang mengelilingi. 'omposisi Azeotropdapat diketahui dan banyak yang beranggapanbahwa komposisi zat asam garam dapat

LAB*+A!*+$ 'A -&'A


3/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-3

dicairkan dengan ketelitian yang cukup tinggiuntuk digunakan sebagai analisa kuantitatif.

-ase adalah bagian dari sistem yangkomposisi kimia dan sifat)sifat siknya seragam,yang terpisah dari bagian sistem lainnya olehadanya bidang batas. %erilaku fase yangdipunyai suatu zat murni adalah sangatberagam dan rumit, akan tetapi data)datanyadapat dikumpulkan dan kemudian dengan

termodinamika dapat dibuat ramalan)ramalan.%emahaman mengenai perilaku faseberkembang dengan adanya aturan -ase /ibbs.$ntuk sistem dua komponen, yaitu A dan B,berlaku aturan fase, sebagai berikut 0

- 1 ( ) % 2 3 1 4 5 %dimana 0 ( 1 jumlah komponen% 1 jumlah fase- 1 derajat kebebasan

'etika terdapat sebuah fase tunggal tekanan%, temperatur !, dan komposisi 6B 7 mol fraksikomponen B 8 dari fase tersebut dapat bervariasi.'etika terdapat dua fase pada suatukesetimbangan, misalnya 0kesetimbangan (air)$ap,akan ada 4 variabel, tetapi hanya ada dua variabelyang dapat bervariasi. #ika % dan ! ditentukan, 6BL

dan 6B9 7 fraksi mol 7 fraksi mol komponen B padafase cair dan uap 8 ditetapkan pada batas tertentupada % dan ! tersebut. !itik temu antara 6BL dan6B9 yang ada pada dua 7garis8 fase ditunjukkanpada gambar :. ;aerah diantara kedua garistersebut dapat digambarkan sebagai adanya duafase cair dan uap. ;alam daerah ini, 6Bdigambarkan sebagai fraksi mol dari komponen B

untuk sistem secara keseluruhan. ;alam daerah dua

LAB*+A!*+$ 'A -&'A


4/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-4

fase, 6B tidak dapat diabaikan karena merupakanvariabel penting. ;alam daerah dua fase, 6B

menunjukkan ukuran relatif dari dua fase komponenB dalam sistem tersebut, dimana 6B terdiri dari 6BLdan 6B9. -raksi molar 69 sangat beraneka ragam,dari nol sampai satu 0

6B ) 6BL69 1 : ) 6L 1

6B9 ) 6BL

;iagram fase binair uap)cair idealmenggambarkan hal)hal khusus dari dua komponenyang membentuk larutan ideal, yaitu larutan yangmengikuti


5/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-5

kurva L cenderung naik 7 conve= upward 8. ;eviasideviasi dari


6/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-6

cair)uap, dan diagram titik didih pada khususnya,sangat penting dalam hubungannya dengan

destilasi, dimana biasanya memiliki pemisahansebagian atau keseluruhan dari larutan menjadikomponen)komponennya. %ada dasarnya destilasiterdiri atas proses pendidihan larutan danpendinginan uap larutan ke dalam penampung yangterpisah. &uatu destilasi sederhana dari sebuahsistem binair tidak memiliki titik maksimum dan titikminimum pada kurva titik didihnya.


7/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-7

perubahan komposisi dan dalam hal ini dikenaldengan istilah titik didih campuran konstan atau

azeotrop . stilah ini jugaberlaku untuk campuran dengan titik didihminimum. Azeotrop penting dalam teknologi kimia.'adang)kadang hal ini sangat berguna 7 misalnyatitik didih konstan


8/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-8

destilasi fraksional isotermis. %ada kenyataannyaorang lebih menyukai melakukan destilasi pada

tekanan konstan daripada temperatur yang konstan.%ada tekanan yang diberikan beberapa komposisitertentu larutan akan mendidih pada suhu tertentudimana tekanan uap total menjadi sebandingdengan tekanan yang diberikan. #ika kita tunjukkantekanan yang diberikan dengan %, sehingga kondisiuntuk mendidihkannya dapat dituliskan sebagai0 % 1%A 2 %B. &ehingga pada tekanan atmosfer larutan

akan mendidih pada temperatur dimana tekananuap total menjadi sebanding dengan FGE mm


9/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-9

H ndeks bias yang dapat diamati beradapada kisaran :,I sampai dengan :,F

dengan keakuratan sekitar sekitar E,EEE3.H &umber sinar yang digunakan tidak terlalu

istimewa, dalam artian cahaya tersebuttidak mempengaruhi hasil pengukuran.

H &ampel yang digunakan tidak memerlukanperlakuan yang istimewa.

%rinsip kerja dari alat ini, menggunakan Jsudut kritis J untuk pemantulan antara kaca dengan

indeks bias tinggi 7misalnya 0 @int glass denganindeks bias :,F 8. 'aca ini dibentuk atau tersusunatas prisma sudut)kanan 7right)angled prism 8dengan bidang hipotesa AB yang dilapisi oleh lmyang tipis 7E,: mm8 dan ditutupi oleh prisma yangsejenis. %ermukaan prisma A( sangat memegangperanan dari sinar yang digunakan, dan sudutnya 7a8dari permukaan tersebut dapat dihitung, sehinggaindeks bias dari larutan sampel dapat ditentukan.

Tekanan uap dan titik didih PasanganCairan

1.1 Pasangan cairan yang erca!purse!purna

a. Larutan Ideal

Larutan ideal yaitu aktivitas dari suatuunsur pokok yang sama dengan fraksimolnya di bawah semuakondisi dari temperature, tekanan dankosentrasi. Larutan ideal juga merupakanlarutan yang daya tarik antara molekul)molekulnya sama, artinya daya tarik antaramolekul pelarut dan molekul zat pelarut

LAB*+A!*+$ 'A -&'A


10/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-10

sama dengan daya tarik molekulpelarutnya atau molekul zat terlarutnya.

Larutan ideal diadakan untuk perbandingandengan larutan 5larutan yang biasa didapat, yaitu larutan non ideal. Larutan zatcair biner merupakan larutan ideal cairandalam cairan.&ifat)sifat yang dimiliki oleh larutan idealantara lain yaitu larutan ideal dibentuktanpa perubahan atau penyerapan panas,

pada saat pengenceran komponennyatidak mengalami perubahan sifat, 9olumetotal adalah jumlah volume komponennya,engikuti hukum +aoult tentang tekananuap, dan sifat yang teralhir yaiytu &ifatsiknya adalah rata 5 rata sifat pada sikapenyusunnya.

b. Hukum Raoult


11/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-11

&elanjutnya, jika ":1 :) "3, can di tuliskan sebagaiberikut 0

P=P1o

(1N2)+P2o

N2

P

(2oP1

o)N2+P

1

o

'eterangan 0

": 0 fraksi mol :"3 0 fraksi mol 3

P1o

0 tekanan uap : murni

P2o

0 tekanan uap 3 murni

% total selalu terletak antara P1o

dan P2o

. Bahwa

% total pada setiap saat sama dengan P1+P2 .


12/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-12

:. &istem dengan tekanan total antarakomponen)komponen murninya, seperti

pasangan 0a. ( (l4 Ndengan siklo heksanab. ( (l4dengan Benzenec. Benzene dengan toluened. Air dengan metil alcohol

3 &istem dengan tekanan totalmembentuk maksimum seperti 0

a. ( &3dengan metilalb. ( &3 dengan asetonc. Benzene dengan siklo heksanad. 'loroform dengan etil alcohole. Air dengan etil atau n. propil alcohol

I. &istem dengan tekanan totalmembentuk minimum,seperti pasangan0

a. (


13/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-13

larutan berisi fraksi yang memiliki titikdidih tinggi. %roses yang dinyatakan diatas

biasa disebut dengan proses destilasaifraksional isotherm.

%roses destilasi fraksional isothermmerupakan hal yang sangat sulit untukdilakukan, dikarenakan hal yang mudahuntuk dilakukan adalah destilasi fraksionalpada tekanan tetap.

&uatu cairan akan mendidih bila

tekanan totalnya sama dengan tekananatmosfer. $ntuk cairan a dan b, zat ini akanmendidih bila 0

Ptotal=Patm=Pa+Pb

;ari pernyataan diatas kita dapatmenyimpulkan bahwa cairan yang tekanan

uapnya rendah, maka akan memiliki titikdidih yang tinggi. ;an demikian jugasebaliknya cairan yang tekanan uapnyatinggi maka akan memiliki titik didih yangrendah.

%ada fase dimana uap air berisi lebihbanyak cairan cairan dengan titik didihrendah, maka garis atau kurva susunan uapdalam digram destilasi, ada diatas garis ataukurva susunan cairan.

'onsentrasi pada titik ( dan ; padadiagram tekanan uap dan diagram titik didihbiasanya tidak identik. ;engan berubahnyatemperature, maka susunan akan berubahmendekati A atau B tergantung sistemnya.

e. estilasi campuran !iner "misci!le#

LAB*+A!*+$ 'A -&'A


14/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-14


15/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-15

menghasilkan ; sebagai residu dan Asebagai sebagai destilat. Bila

campurannterdapat antara ; dan B, sebagairesidu diperoleh ; dan sebagai destilatdiperoleh B. $ntuk campuran air)asamklorida 7titik didih DP(8 ; mempunyai titikdidih :ED,P( dengan susunan 3E,34C.(ampuran dengan titik didih minimum ataumaksimum seperti di atas disebut dengancampuran azeotrop. &usunan campuran

azeotrp ternyata tergantung tekanan yangdipakai seperti terlihat dalam table berikut 0

Tae" #.1 Pengaruh tekanan pada susunana$eotrop %#& ' %C(

!ekanan7mm


16/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-16

tiap kali uap yang setimbang dengancairannya, diambil dan diembunkan.


17/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-17

m Air 5 < BrAir 5 < #

Air ) < -Air 5 asam formiat

(< (lS ) aseton%yridine 5 asam

formiat

:ED,

:3G,E

:3F:3E:EF,

:G4,F

:4,E

4F,F

IFFF

3E,E:D

(airan yang sudah dipanaskan dimasukkandalam kolom lewat ;. (airan ini turun ke bawahmelalui pipa pelimpah. ;ari bawah naik uap yangringan melalui Jbubble cupT. &aat melalui cairan,uap ini meninggalkan cairan cairan yang berat dan

membawa cairan cairan yang ringa. %lat 5 platdemikian banyak sekali dalam kolom fraksionisasi,hingga cairan terpisah. Kng ringan keluar sebagaiuap diatas, yang dapat didinginkan. (airan yangberat terdapat di bawah.

g. Ratio residu dan destilat$ntuk destilasi campuran biner,perbandingan berat larutan sisa dan uapnyadapat dicari dari diagram titik didih. isalkansusunan campuran mula)mula 1 =. &etelahdipanaskan zat ini mulai mendidih pad !:.'arena ada uap keluar, susunan larutanmendekati A dan titik didih naik. 'alaudestilasi dilakukan pada !3, maka0

W1

W2=

bc

ab

LAB*+A!*+$ 'A -&'A


18/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-18

U:1 berat larutan

U31 berat uap1.2 Pasangan Cairan yang BercampurSempurna

%asangan cairan yang bercampur sebagiandapat dibagi menjadi empat jenis 0:. (ampuran dengan temperature pelarutan

kritis maksimum3. (ampuran dengan temperature pelarutan

kritis minimumI. (ampuran dengan temperature pelarutankritis maksimum dan minimum

4. (ampuran yang tidak mempunyaitemperature pelarutan kritis

a. %ampuran dengan tempertatur pelarutan kritismaksimum

#enis ini terdapat pada campuran air aniline. Bilasedikit air ditambahkan pada aniline diperolehcampuran air dalam aniline. Bila air ditambah terusmenerus, terdapat dua lapis, yaitu air dalam anilinedan aniline dalam air.Bila penambahan air diteruskan, akhirnya diperolehlarutan aniline dalam air. &elama terjadi dua lapisan,susunan tetap hanya banyaknya masing)masinglapisan berubah. %ada pemanasan campuran, pada

suatu saat 7titik B8 kedua lapisan hilanhgmembentuk campuran homogen. B disebuttemperature pelarutan kritis atau temperatureconsolute.

!. %ampuran dengan temperature pelarutan kritisminimum

#enis ini terdapat pada campuran air)tri etil amin,

dengan temperature pelarutan kritis miniumum

LAB*+A!*+$ 'A -&'A


19/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-19

:D,P(. #uga disini, selama temperature tetapsusunan campuran selalu tetap.

c. %ampuran dengan temperature pelarutanmaksimum dan minimum(ampuran ini terdapat pada campuran air) nikotin.

!empertaur pelarutan kritis maksimum terdapatpada 3EDP( dan minimum pada GE,DP(.( dan (V terdapat pada I4C nikotin. !itik A terdapatpada 4 5 P( dan B pada :3: ) :IEP(. Bila

tekanan dikenakan pada cairan ( dan (V mendekatdan akhirnya berimpit, larutan menjadi homogen.

d. %ampuran cairan tanpa temperature pelarutankritisAir dan eter bercampur sebagian dalam segalaperbandingan, jadi tidak mempunyai temperaturepelarutan kritis, baik maksimum atau minimum.

$ntuk campuran jenis a, b, c beratnyamasing)masing lapisan dapat dicari dengan kaidahcampur. isalkan pada EP(, kita mencampur 4E graniline dan GE gr air, sebagai hasil diperoleh :EE grcampuran. %erbandingan berat masing)masinglapisan adalah sebagai berikut 0

berat lapisananilin

berat lapisanair =

x

y

e. iagram tekanan uap dan destilasi pasangancairan &ang !ercampur se!agian;i sini hanya ditinjau campuran jenis a, yaitucampuran dengan temperature pelarutan kritismaksimum. !ermasuk dalam golongan ini ialahcampuran 0

Aniline ) air

LAB*+A!*+$ 'A -&'A


20/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-20

Butyl alcohol ) airso buti alcohol ) air

Qtil asetat ) air

;iagram tekanan uap air)butil alcohol terdapat padagambar. Bila air ditambah butyl alcohol tekanan uapair naik dari AO ke BO. ;i BO terjadi dua lapis, dantekanan uap tetap. ;emikian pula padapenambahan air pada butyl alcohol, tekanan uapnaik dari ;O 'Q (O. &etelah terjadi dua lapisan maka

tekanan uap BO 1 (O./rak AO


21/21

BAB !"#A$A"%$&!A'A

II-21

Bila Ka 1 fraksi mol uap A

Kb 1 fraksi mol uap BUa Ub adalah perbaningan berat A dan B yangkeluar sebagai destilat.

Atas dasar ini, maka destilasi zat cair yangtidak bercampur, banyak dipakai dalam industrydan labolatorium, untuk memurnikan zat)zat organicyang mendidih pada temperature tinggi atau teruraipada titik didih normalnya. (airan lain yang dipakai

ialah air, hingga proses ini disebut juga destilasiuap.

II.#. Ap"ikasi industri

LAB*+A!*+$ 'A -&'A

[1B] KF Binary BAB 2

Documents

Transcript of [1B] KF Binary BAB 2