Laporan Praktikum Kimia Fisika

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA

KELARUTAN TIMBAL BALIK SISTEM BINER FENOL – AIR

NAMA : INDAH PUJI RAHAYU

NIM : 4301409017

TANGGAL : 26 OKTOBER 2011

KELOMPOK : 5 (LIMA)

DOSEN : Ir. SRI WAHYUNI . M,Si

A. 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.

B. 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 system biner fenol –

air, terdapat 2 jenis campuran yang dapat berupah pada kondisi tertentu. Suatu fase

didefenisikan sebagai bagian system yang seragam atau homogeny diantara keadaan

submakroskopiknya, tetapi benar – benar terpisah dari bagian system 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. Symbol 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 1..

Gambar 1. komposisi campuran fenol air

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).

Temperature kritis atas Tc adalah batas atas temperature 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 system memperlihatkan temperatur kritis Tc . dimana dibawah temperature

itu kedua komponen bercampur dalam segala perbandingan dan diatas temperature itu kedua

komponen membentuk dua fase. Salah satu contohnya adalah air-trietilamina. Dalam hal ini

pada temperature rendah kedua komponen lebih dapat campur karena komponen-komponen

itu membentuk kompleks yang lemah, pada temperature lebih lebih tinggi kompleks itu

terurai dan kedua komponen kurang dapat bercampur, ( Atkins PW ,1999).

C. ALAT DAN BAHAN

a. Alat:

1. Tabung reaksi diameter 4 cm 1 buah

2. Sumbat tabung 1 buah

3. Pengaduk 1 buah

4. Gelas kimia 400 ml 1 buah

5. Kaki tiga dan kasa 1 set

6. Pembakar 1 set

7. Buret 50 ml 1 buah

8. Statif dan klem 1 buah

9. Termometer 1 buah

b. Bahan

1. Fenol

2. Aquades

CARA KERJA

Susun alat

E. DATA PENGAMATAN

Massa fenol yang ditimbang = 5.32 gram

1. Penambahan aquades, sampai terjadi kekeruhan pertama

No

.Aquades (ml) Pengamatan T1 T2 Trata-rata

1. 3.4 keruh 44 43 43,5

2. Penambahan aquades, setelah terjadi kekeruhan

No.Aquades

(ml)

Massa (g) Suhu (oC) % Massa

Fenol Air T1 T2 T Fenol Air

1. 0,2 5.32 3.6 53 51 52 59.64 40.36

2. 0,3 5.32 3.7 54 51.5 52.75 58.98 41.02

3. 0,4 5.32 3.8 54.5 54 54.25 58.33 41.67

4. 0,5 5.32 3.9 55 54 54.5 57.61 42.39

5. 0,6 5.32 4.0 56 54.5 55.25 57.08 42.92

6. 0,8 5.32 4.2 57 55.5 56.25 55.88 44.12

7. 1,0 5.32 4.4 58 57 57.5 54.73 45.27

8. 1,5 5.32 4.9 59 58.5 58.75 52.05 47.95

9. 2,5 5.32 5.9 62 62 62 47.42 52.58

10. 5,0 5.32 8.4 64 64 64 38.78 61.22

11. 12,5 5.32 15.9 62 63 62 25.07 74.93

12. 15,0 5.32 18.4 60 62 60.5 22.43 77.57

13. 17,5 5.32 20.9 59 61 60 20.29 79.71

14. 20,0 5.32 23.4 57 60 58.5 18.52 81.48

F. HASIL DAN PEMBAHASAN

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.

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 64ºC

dengan komposisi campurannya adalah fraksi mol fenol 0.107 dan fraksi mol airnya 0,893.

Ini menunjukkan kalau pada suhu 62 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 dan kurva lebih dominan di bagian kiri. Paling

tidak kurva ini cenderung membentuk parabola. Kurva ini adalah kurva kelarutan fenol dalam

air dan tidak menunjukkan kelarutan timbal balik fenol terhadap air. Kyrva komposisi system

biner fenol air dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2. Kurva komposisi fenol air hasil percobaan

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.

G. SIMPULAN DAN SARAN

a. Simpulan

Dari hasil pembahasan dapat disimpulkan bahwa:

1. Keadaan dimana terjadinya perubahan warna dari keruh menjadi jernih dan kembali lagi dari

jernih menjadi keruh termasuk salah satu contoh kelarutan timbal balik.

2. Temperatur akan semakin tinggi apabila semakin banyak volume air yang digunakan.

3. Yang mempengaruhi keadaan dari keruh menjadi bening dan sebaliknya dari bening ke

keruh yaitu perubahan temperatur.

4. Faktor – faktor kelarutan pada percobaan ini antara lain konsentrasi, temperatur, ion senama,

pengadukan, serta luas permukaan.

5. Kelarutan timbal balik sistem biner fenol – air mempunyai suhu kritis 64oC.

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.

H. 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.

Wahyuni, Sri.2003.Buku Ajar Kimia Fisika 2.Semarang:UNNES.

Mengetahui, Semarang, 26 Oktober 2011

Dosen Pengampu Praktikan,

Ir. Sri Wahyuni, M.Si Indah Puji Rahayu

NIP. NIM. 4301409017

I. JAWABAN PERTANYAAN

a. Tugas

1. Tulis rumus kimia fenol dan Mrnya!

Fenol mempunyai rumus kimia C6H6O dengan nilai Mr = 94. Rumus strukturnya sebagai

berikut.

2. Jika fenol yang digunakan berkadar 95%

(b/b) dan massa yang ditimbang sebesar

5,07370 gram, hitung jumlah mol fenol!

Massa fenol = 4,883 gram.

Mol fenol = 0,052 mol

3. Jelaskan dengan singkat apa yang dimaksud dengan fase? Adakah perbedaan dengan

wujudnya?

Fase adalah bagian serba sama dari suatu zat yang dapat dipisahkan secara mekanik

serta serba sama dalam sifat fisika dan kimia, sedangkan wujud merupakan bentuk zat pada

suhu tertentu. Zat pada suhu yang berbeda mungkin mempunyai wujud yang berbeda. Misal

air pada suhu -10ºC wujudnya padat, sedangkan pada suhu 10ºC wujudnya cair.

b. Pertanyaan

1. Berapa komposisi campuran fenol dan air dalam % (b/b) pada suhu kritis larutannya?

Massa fenol = 5,32 g Fraksi mol fenol = 0,107

Massa air = 8.4 g Fraksi mol air = 0,893

Komposisi campuran dalam %

Fenol : x 100%= 38.78 % air : x 100% = 61.22%

2. Berapa komposisi campuran fenol dan air dalam satuan mol fraksi pada suhu 50ºC, dimana

sistem berada pada satu fase dan dua fase?

Komposisi campuran pada suhu 50ºC (diambil dari Trata2 = 52oC)

Xfenol = = 0.219

Xair = 1- 0,219 = 0,781

Sistem berada dalam 2 fase pada suhu di atas 64ºC.

Sistem berada dalam 2 fase pada suhu di bawah 64ºC.

J. LAMPIRAN

1. Menghitung % massa fenol dan air % massa fenol % massa air

= 59.64 %

x 100%= 58.98 %

x 100% =58.33 %

x 100% = 57.61 %

x 100% = 57.08 %

x 100% = 55.88%

x 100% = 54.73 %

x 100% =52.05 %

x 100%= 47.42 %

x 100%= 38.78 %

x 100%= 25.07 %

x 100%= 22.43 %

x 100%= 20.29 %

x 100%= 18.52 %

1. x 100% = 40.36%

2. x 100% = 41.02%

3. x 100% = 41.67%

4. x 100% = 42.39%

5. x 100% =42.92 %

6. x 100% = 44.12%

7. x 100% = 45.27%

8. x 100% = 47.95 %

9. x 100% = 52.58%

10. x 100% = 61.22%

11. x 100% = 74.93%

12. x 100% = 77.57%

13. x 100% = 79.71%

14. x 100% = 81.48%

2. Menghitung Fraksi mol Fenol dan Fraksi mol Air

Kadar Fenol = 99%

Massa Fenol = 99% x 5.32 = 5.27 gram

Mol Fenol = = 0.056 mol

1) Mol air = = 0.2 mol 3) Mol air = = 0.211 mol

Xfenol = = 0.219 Xfenol = = 0.209

Xair = 1 – 0.219 = 0.781 Xair = 1 – 0.209 = 0.791


Xfenol = = 0.214 Xfenol = = 0.206

Xair = 1 – 0.214 = 0.786 Xair = 1 – 0.206 = 0.878


Xfenol = = 0.201 Xfenol = = 0.194

Xair = 1 – 0.201 = 0.799 Xair = 1 – 0.194 = 0.816


Xfenol = = 0.187 Xfenol = = 0.171

Xair = 1 – 0.187 = 0.813 Xair = 1 – 0.171 = 0.829


Xfenol = = 0.146 Xfenol = = 0.107

Xair = 1 – 0.146 = 0.854 Xair = 1 – 0.107 = 0.893


Xfenol = = 0.059 Xfenol = = 0.052

Xair = 1 – 0.059 = 0.941 Xair = 1 – 0.052 = 0.948


Xfenol = = 0.046 Xfenol = = 0.041

Xair = 1 – 0.046 = 0.954 Xair = 1 – 0.041 = 0.959

Laporan Praktikum Kimia Fisika

Documents

Transcript of Laporan Praktikum Kimia Fisika