PERCOBAAN E-2

KELARUTAN TIMBAL BALIK

1. Tujuan PercobaanMenentukan diagram fasa campuran air dan fenol beserta temperatur kritik dan efek “salting out” dan “salting in”

2. Dasar TeoriLarutan fenol dalam air banyak digunakan di bidang farmasetika. Dengan diagram yang diberikan, pada temperatur dan kandungan fenol yang tinggi, air dan fenol bercampur sempurna dan membentuk fasa cairan tunggal. Namun, pada komposisi biasa ( di bawah temperatur kritik), campuran fenol dan air akan berpisah menjadi 2 fasa cairan. Di atas temperatur kritik, fenol dan air akan saling bercampur dalam komposisi berapapun. Sebenarnya, diagram fasa fenol dan air memiliki fasa padatan pada kandungan fenol yang sangat tinggi dan diatas temperatur ruang. Namun, bagian diagram tersebut tidak ditunjukkan pada diagram fasa di bawah ini. Variabel indepeden dalam diagram fasa ini adalah komposisi, umumnya dinyatakan dalam persentase massa, terkhususnya pada literatur tua. Namun, dalam eksperimen ini, komposisi akan dinyatakan sebagai fraksi mol. Saat hanya ada fenol dan air sebagai bagian dari sistem, mol total berarti mol fenol ditambah dengan mol air. Praktikum kali ini menggunakan tabung sebagai wadah dari fenol dan air yang sudah diketahui jumlahnya, sehingga fraksi mol fenol dapat ditentukan. Sebenarnya, terdapat juga sedikit fasa uap dari air dan fenol, namun fasa tersebut diabaikan dalam eksperimen kali ini. Dalam temperatur ruang, tabung akan berisi 2 fasa cairan, dengan satu fasa yang lebih “berat” dari yang lain. Jika tabung dipanaskan dalam penangas air, maka akan terjadi penyatuan fasa tertentu di temperatur jernih/keruh dan berada pada garis antara 2 fasa di diagram fasa.Dengan menggunakan beberapa sampel di tabung, seseorang akan memperoleh beberapa titik data fraksi mol dan temperatur perubahan fasa, sehingga kurva dapat ditentukan dan turunan kurva tersebut diacari untuk menentukan nilai maksimum, yang disebut temperatur kritik. Adanya sedikit kandungan garam dapat mempengaruhi pemisahan fasa dan temperatur kritik. Proses ini disebut “salting out”, yaitu ketercampuran antara fenol dan air yang berkurang karena penambahan garam yang bisa menarik air untuk menghidrasinya, sehingga air akan kurang menghidrasi fenol. Kandungan alkohol yang mirip air juga memberikan efek lain yaitu “salting ini”, karena alkohol bisa ikut membantu proses solvasi fenol, dengan bantuan ikatan hidrogen tentunya. Dalam praktikum ini, akan kita lihat seberapa besar pengaruh tersebut.

3. Alat dan Bahan

Alat : Tabung Reaksi Sedang 1 buah Bahan : Fenol 20 gTabung Reaksi Besar 1 buah Larutan NaCl 1 % 6 mLPengaduk Lingkar 1 buah Larutan CH3OH 1 % 6 mLTermometer (0,1 oC) 1 buah AkuadesKlem manice 1 buah AsetonPenangas air 1 buahGelas Kimia 1 buahPiknometer 1 buah Pipet ukur 1 buahSpatula 1 buah

4. Cara KerjaCampuran fenol dengan air di dalam tabung reaksi sedang disiapkan dengan komposisi masing-masing sebagai berikut :

Fenol (g) 4 4 4 4 5 6 7 8

Air (mL) 4 5 6 8 10 6.5 8.5 10.5Tiap campuran tersebut dipanaskan dalam penangas air dan campuran diaduk dengan pelan. Suhu dicatat pada saat campuran berubah dari keruh menjadi bening. Tabung reaksi besar dikeluarkan dari air, campuran (larutan) dibiarkan menjadi dingin dan suhu dicatat saat campuran menjadi keruh kembali. Dalam tabung reaksi sedang lainnya, campuran 4 g fenol dengan 6 m L larutan CH3OH 1%. Suhu ditentukan pada saat campuran berubah menjadi jernih dan menjadi keruh kembali. Hal yang sama dilakukan untuk campuran 4 g fenol dan 6 mL larutan NaCl 1 %.

5. Data Pengamatan

6. Pengolahan DataMassa jenis air pada 26 oC = 0.9967867 g/mLMassa air = (massa pikno + air) – massa pikno = 31.41 gVolume pikno = massa air/massa jenis air = 31.5112 mL Untuk komposisi 4.01 g fenol dan 4 mL air Mol fenol = massa fenol/ massa molar fenol = 0.04266 molMol air = volume air * massa jenis air/ massa molar air = 0.2215 molFraksi mol fenol = mol fenol / (mol fenol + mol air) = 0.1615

Suhu rata – rata = (suhu saat keruh + suhu saat jernih) / 2 = (52+60)/2 = 56 oC

Untuk komposisi 4.00 g fenol dan 6 mL larutan CH3OH 1%Massa larutan = (massa pikno + larutan CH3OH 1%) –massa pikno = 31.38 gVolume larutan = volume pikno = volume air = 31.5112 mL Massa jenis = massa larutan / volume larutan = 0.9958364 g/ mLMol fenol = massa fenol / massa molar fenol = 0.04255 molVolume metanol = volume larutan * konsentrasi metanol = 0.06 mL Massa metanol = volume metanol *massa jenis metanol = 0.06*0.791 = 0.047 gMol metanol = massa metanol / massa molar metanol = 1.4831 * 10^-3 molVolume air = volume larutan – volume metanol = 6-0.06 = 5.94 mL Massa air = volume air * massa jenis air = 5.9209 gMol air = massa air/ massa molar air = 0.3289 mol Fraksi mol fenol = mol fenol / (mol fenol + mol metanol + mol air) = 0.1141

Suhu rata – rata =(suhu saat keruh + suhu saat jernih) / 2 = (63+65)/2 = 64 oC Untuk komposisi 4.01 g fenol dan 6 mL larutan NaCl 1%Massa larutan = (massa pikno + larutan NaCl 1%) –massa pikno = 32.05 gVolume larutan = volume pikno = volume air = 31.5112 mLMassa jenis = massa larutan / volume larutan = 1.0171 g/ mLMol fenol = massa fenol / massa molar fenol = 0.04266 molMassa NaCl = volume larutan * konsentrasi NaCl = 0.06 gMol NaCl = massa NaCl / massa molar NaCl = 1.0265 * 10^-3 molMassa air = massa larutan – massa NaCl = 6.0426 gMol air = massa air/ massa molar air = 0.3357 molFraksi mol fenol = mol fenol / (mol fenol + mol metanol + mol air) = 0.1124

Suhu rata – rata =(suhu saat keruh + suhu saat jernih) / 2 = (76+78)/2 = 77 oC

Sistem Fenol – Air

T keruh (oC) T bening ( oC) T rata-rata (oC)60 52 5662 64 6364 65 64.565 66 65.565 70 67.564 67 65.562 65 63.564 68 66

Sistem Fenol – Air – Metanol

T keruh (oC) T bening ( oC) T rata-rata (oC)63 65 64

Sistem Fenol – Air – NaCl

T keruh (oC) T bening (oC) T rata- rata (oC)76 78 77

Tabel suhu rata-rata terhadap fraksi mol fenolSistem fenol – air

Fraksi mol fenol T rata-rata (oC)0.161486698 560.133501088 630.113531057 64.50.087635635 65.50.087955345 67.50.150406635 65.5

0.13659535 63.50.12767899 66

Sistem fenol – air - metanol

Fraksi mol fenol T rata-rata (oC)0.1141 64

Sistem fenol – air – NaCl

Fraksi mol fenol T rata-rata (oC)0.1124 77

GRAFIK SUHU RATA-RATA TERHADAP FRAKSI MOL FENOL

0.08 0.09 0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.170

10

20

30

40

50

60

70

80

f(x) = − 3219.08463000221 x² + 658.363994856416 x + 33.5307250110484R² = 0.953409551081629

Fraksi mol Fenol

Suhu

Kriti

s Rat

a-ra

ta (o

C)

*Dengan menghilangkan data yang “left alignment “pada tabel sistem air dan fenol

GRAFIK SUHU RATA – RATA TERHADAP FRAKSI MOL FENOL (METANOL DAN NaCl)

0.08 0.09 0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.170

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Fraksi mol fenol

Suhu

Kriti

s Ra

ta-r

ata

(oC)

Merah = Fenol dalam larutan NaClUngu = Fenol dalam larutan metanol

T kritik referensi = 66.8 oC

T kritik perhitungan = 67.2 oC

Galat T kritik = (T referensi – T perhitungan)/T referensi = 0.4/ 66.8 = 0.6 %

8. Kesimpulana. Suhu kritik sistem air dan fenol menurut hasil eksperimen adalah 67.2oC dengan galat 0.6%b. Fraksi mol fenol pada saat suhu kritik adalah 0.1022c. Suhu perubahan jumlah fasa dengan adanya NaCl meningkat menjadi 77 oC pada fraksi mol

0.1124 karena adanya efek “salting out”d. Suhu perubahan jumlah fasa dengan adanya CH3OH menurun menjadi 64 oC pada fraksi mol

0.1141 karena adanya efek “salting in”e. Diagram fasa sistem air dan fenol menurut hasil eksperimen adalah

0.08 0.09 0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.170

10

20

30

40

50

60

70

80

f(x) = − 3219.08463000221 x² + 658.363994856416 x + 33.5307250110484R² = 0.953409551081629

Fraksi mol Fenol

Suhu

Kriti

s Rat

a-ra

ta (o

C)

0.08 0.09 0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.170

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Fraksi mol fenol

Suhu

Kriti

s Ra

ta-r

ata

(oC)

9. SaranDiharapkan untuk menggunakan termometer dengan sensitivitas yang tidak terlalu tinggi

10. Pustakahttp://www.academia.edu/5189297/Water-Phenol_Miscibility_Diagram Tugas Pendahuluan Percobaan E-3 : Diagram Terner Sistem Zat Cair Tiga Komponen

Ivan Kurniawan 10513062Kelompok Vi Shift Rabu Pagi

1. Jelaskan tentang diagram terner.2. Dapatkah penggambaran komposisi cairan dalam diagram terner dinyatakan dalam %

volume?3. Jelaskan kegunaan pencatatan suhu kamar sebelum dan sesudah percobaan.

Jawaban

1. Diagram terner adalah diagram fasa sistem zat cair tiga komponen yang digambarkan dalam satu bidang datar yang berupa segitiga sama sisi dengan sudut segitiga yang menyatakan masing-masing komponen dalam keadaan murni. Sisi segitiga tersebut menyatakan fraksi mol dari komponen tertentu, dengan kata lain, sepanjang sisi segitiga tersebut, komponen yang ditunjukkan adalah campuran biner. Di dalam diagram tersebut akan terdapat kurva binodal yang menunjukkan kelarutan timbal balik terbatas dari salah satu komponen terhadap berbagai komposisi 2 komponen lainnya. Kurva tersebut yang akan membatasi jumlah fasa yang berbeda, yaitu 1 fasa yang berarti larutan yang sempurna, dan 2 fasa yang berarti pemecahan larutan tiga komponen yang homogen menjadi dua larutan terner yang terkonjugasi. Perubahan itulah yang dilihat berupa kejernihan yang berubah menjadi keruh.

2. Komposisi cairan dalam diagram terner tidak bisa dinyatakan dalam % volume karena interaksi antar molekul cairan bisa mengubah jumlah volume total, karena terkadang penambahan volume tidak bersifat aditif, apalagi dengan adanya konsep volume molar parsial, hal ini cukup menjelaskan bahwa volume tidak bisa dijadikan dasar untuk komposisi dalam diagram terner, karena volume akhir larutan bisa bertambah ataupun berkurang, dan hal itu tergantung dengan interaksi yang terbentuk antar molekul komponen dari larutan yang dibuat. Apalagi, volume bisa berubah dengan adanya perubahan suhu, karena massa jenis pun berubah-ubah seiring dengan perubahan suhu, sehingga volume tidak bisa menjadi parameter tetap yang digunakan terus-menerus dalam pembuatan diagram terner 3 komponen ini.

3. Kegunaan pencatatan suhu kamar sebelum dan sesudah praktikum yaitu untuk mendeteksi terjadinya pemuaian atau perubahan volume selama dilakukannya pengukuran, karena semua zat cair yang digunakan ditentukan volumenya terlebih dahulu sebelum dikonversi ke fraksi mol. Lagipula, massa jenis dari masing-masing cairan murni pun bergantung terhadap temperatur. Sehingga perubahan temperatur pun harus tercatat.

LAPORAN PRAKTIKUM KI2241

ENERGETIKA KIMIA

PERCOBAAN E-2

KELARUTAN TIMBAL BALIK

Nama : Ivan Kurniawan

NIM : 10513062

Kelompok : VI

Tanggal Percobaan : 25 Februari 2015

Tanggal Pengumpulan : 4 Maret 2015

Asisten 1 :

NIM Asisten 1 :

Asisten 2 :

NIM Asisten 2 :

LABORATORIUM KIMIA FISIKA

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2015