JURNAL PRAKTIKUM

KIMIA-FISIKA II

KESETIMBANGAN UAP – CAIR PADA SISTEM BINER

NamaPraktikan : Lailatul Nurfadila

NIM : 121810301001

Kelompok : 6

Fak/Jurusan : MIPA/KIMIA

Nama asisten :

LABORATORIUM KIMIA FISIK

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER

2014

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Teknik pemisahan fasa liquid–liquid ada beberapa macam yaitu distilasi, ekstrasi dan

absorbsi. Seperti halnya pemisahan komponen–komponen campuran etanol–air yang

dilakukan dengan proses distilasi. Distilasi adalah proses yang digunakan untuk memisahkan

campuran fluida berdasarkan titik didih yang diikuti oleh kondensasi. Data yang diperlukan

dalam penyelesaian persoalan distilasi adalah data kesetimbangan antara fase liquid dan fase

gas. Bentuk dan sumber data ksetimbangan antara fase liquid dan fase gas diantaranya dapat

digambarkan dalam bentuk kurva kesetimbangan biner ataupun diperoleh dengan cara

eksperimen.

Kesetimbangan uap cair dapat ditentukan ketika ada variabel yang tetap (konstan)

pada suatu waktu tertentu. Saat tercapainya kesetimbangan, kecepatan antara molekul-

molekul campuran yang membentuk fase uap sama dengan kecepatan molekul-molekulnya

membentuk cairan kembali. Data kesetimbangan uap cair merupakan data termodinamika

yang diperlukan dalam perancangan dan pengoperasian kolom-kolom distilasi. Adapun hal –

hal yang berpengaruh dalam sistem ksetimbangannya yaitu : Tekanan (P), Suhu (T),

konsentrasi komponen A dalam fase liquid (x) dan konsentrasi komponen A dalam fase uap

(y).

1.2 Tujuan

Percobaan ini mempunyai beberapa tujuan, yaitu mempelajari sifat larutan biner

dengan membuat diagram temperatur versus komposisi.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 MSDS (Material Safety Data Sheet)

2.1.1 Akuades

Tidak menyebabkan iritasi mata dan kulit apabila kontak, apabila tertelan tidak

berbahaya, apabila terhisap tidak menyebabkan irtasi paru- paru (Anonim, 2014).

2.1.4 Etanol

Etanol merupakan cairan yang tidak berwarna dan mudah terbakar. Etanol memiliki

titik nyala 11-14oC (951,8-57,2oF), titik didih lebih dari 76oC (168,8oF), titik leleh -113,48oC

(-172,9oF), larut dalam air dingin (Anonim, 2014).

Kontak dengan kulit menyebabkan luka bakar dan dermatis. Tindakan pertolongan

yang harus dilakukan adalah bilas daerah kulit yang terkena kontak asam klorida

menggunakan air bersih mengalir minimal 15 menit dan segera lepaskan pakaian yang

terkontaminasi. Kontak dengan mata menyebabkan iritasi bahkan dapat menyebabkan

kebutaan. Tindakan pertolongan yang harus dilakukan adalah cuci mata dengan air bersih

minimal 15 menit dengan sesekali mata diangkat dan ditutup. Jika tertelan akan menyebabkan

luka bakar pada membrane mukosa di mulut dan esophagus. Tindakan pertolongan yang harus

dilakukan adalah diberikan beberapa gelas air atau susu (Anonim, 2014).

2.2 Kesetimbangan Biner

Larutan dapat didefinisikan sebagai suatu sistem homogen yang terdiri dari dua

komponen atau lebih. Istilah pelarut dan zat terlarut sebenarnya biasa dipertukarkan, tetapi

istilah pelarut biasanya digunakan untuk cairan, bila larutan terdiri dari padatan atau gas

dalam cairan. Istilah ini untuk jenis larutan lain biasa digunakan untuk menyatakan zat yang

terdapat dalam jumlah yang lebih banyak. Komponen–komponen yang terdapat dalam jumlah

yang lebih sedikit biasanya dinamakan zat terlarut (Bird,1993).

Larutan ada yang jenuh, tidak jenuh, dan lewat jenuh. Larutan disebut jenuh pada

temperature tertentu, bila larutan tidak dapat melarutkan lagi lebih banyak zat terlarut. Bila

jumlah zat terlarut kurang dari ini, disebut larutan tidak jenuh dan bila lebih disebut lewat

jenuh. Kemungkinan larutan banyak sekali, ada sembilan kemungkinan yaitu:

1. Larutan gas dalam gas

2. Larutan cairan dalam gas

3. Larutan zat padat dalam gas

4. Larutan gas dalam zat padat

5. Larutan cairan dalam zat padat

6. Larutan zat padat dalam zat padat

7. Larutan gas dalam cairan

8. Larutan cairan dalam cairan

9. larutan zat padat dalam cairan.

Percobaan yang akan dilakukan menggunakan larutan gas dalam cairan. Kelarutan gas dalam

cairan tergantung jenis gas, jenis pelarut, tekanan dan temperatur (Sukardjo, 1989).

Larutan dikatakan ideal jika larutan tersebut mengikuti hukum Roult pada seluruh

kisaran komposisi sistem. Hukum Roult dalam bentuknya yang lebih umum didefinisikan

sebagai fugasitas dari tiap komponen dalam larutan yang sama dengan keadaan serta fraksi

molnya dalam larutan tersebut, yakni :

f 1=X1×f 1¿

Sedangkan hubungan antara tekanan parsial dan komposisinya dalam larutan merupakan

pendekatan dalam hal larutan yang mempunyai komponen tekanan parsial kecil.

P1=X1×P10

Dimana : P1 = tekanan uap larutan

P0= tekanan uap larutan murni

X1= mol fraksi larutan

Potensial kimia dari tiap komponen dalam larutan didefinisikan sebagai :

μ1=μ10+RT ln X1

(Dogra, 1990).

Semua komponen (pelarut dan zat terlarut) mengikuti Hukum Roult pada seluruh

selang konsentrasi dalam larutan ideal. Semua larutan encer yang tidak mempunyai interaksi

kimia di antara komponen-komponennya, Hukum Roult berlaku bagi pelarut, baik ideal

maupun tidak ideal. Tetapi Hukum Roult tidak berlaku pada zat terlarut pada larutan tidak

ideal encer. Perbedaan ini bersumber pada kenyataan : molekul-molekul pelarut yang luar

biasa banyaknya. Hal ini menyebabkan lingkungan molekul terlarut sangat berbeda dalam

lingkungan pelarut murni. Zat terlarut dalam larutan tak ideal encer mengikuti Hukum Henry,

bukan Hukum Roult (Petrucci, 1992).

Larutan juga dapat dikatakan sebagai larutan ideal apabila :

1. Homogen pada seluruh system mulai dari mol fraksi 0-1

2. Tidak ada entalpi pencampuran pada waktu komponen-komponen dicampur membentuk

larutan ( ΔH pencampuran = 0 )

3. Tidak ada beda volume pencampuran, artinya volume larutan sama dengan jumlah

komponen yang dicampurkan ( ΔV pencampuran = 0 )

(Tim Penyusun, 2014).

Sifat komponen larutan ideal adalah komponen yang satu akan mempengaruhi sifat

komponen yang lain, sehingga sifat larutan yang dihasilkan terletak diantara sifat kedua

komponennya. Contoh, sistem benzene-toluena. Larutan non ideal adalah larutan yang tidak

memiliki sifat di atas. Larutan ini dibagi dua golongan yaitu:

1. Larutan non ideal deviasi positif yang mempunyai volume ekspansi, dimana akan

menghasilkan titik didih maksimum pada sistem campuran itu. Contoh : sistem aseton-

karbondisulfida.

2. Larutan non ideal deviasi negative yang mempunyai volume kontraksi, dimana akan

menghasilkan titik didih minimum pada sistem campuran itu. Contoh : sistem benzene-

etanol dan sistem aseton-kloroform

(Tim Penyusun, 2014).

Bila seluruh larutan biner diuapkan secara parsial, komponen yang mempunyai

tekanan uap lebih tinggi akan terkonsentrasi pada fase uapnya, hingga terjadi perbedaan

komposisi antara cairan dengan uap yang setimbang. Uap tersebut dapat diembunkan sebagai

kondensat. Uap yang diperoleh dengan menguapkan secara parsial kondensat itu akan

mempunyai komposisi yang lebih kaya lagi akan komponen yang mudah menguap

(Alberty, 1987).

Percobaan ini komposisi larutan merupakan harga mol fraksi larutan untuk membuat

diagram T – X maka harga X ditentukan pada tiap –tiap titik didih dengan mengukur indeks

biasnya pada beberapa komposisi tertentu dari larutan. hal ini dapat dilakukan dengan

membuat grafik standar komposisi vs indeks bias terlebih dahulu. Komposisi dihitung sebagai

berikut : Misalnya mencampurkan a ml aseton dengan berat jenis ρ1 dengan b ml Chloroform

dengan berat jenis ρ2, maka komposisinya :

X1=( a ρ1

M 1)

{( a ρ1

M 1 )+(b ρ2

M 2)

Dimana : M 1 = berat molekul Aseton = 58

M 2 = Berat molekul chloroform = 119,5

Dari grafik standar akan dapat diturunkan menjadi bentuk-bentuk grafik sperti gambar 1.

Gambar 1. Beberapa kemungkinan bentuk grafik diagram fase campuran. (a) campuran

ideal, (b) deviasi positif), (c) deviasi negatif

(Tim Penyusun, 2014).

BAB 3. METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

- Piknometer

- Alat destilasi

- Pipet tetes

3.1.2 Bahan

- Etanol

3.2 Skema kerja

- ditentukan berat jenisnya dengan piknometer

- dialkukan sensor alkohol

- diencerkan dari 10% – 60%

- ditentukan berat jenis setiap larutan

- didestilasi setiap larutan

- diambil distilat dan residunya

- dibuat terlebih dahulu grafik standar n (indeks bias) – X pada campuran yang

belum didestilasi

- diperoleh diagram T – X dari turunannya

Etanol 70%

Hasil