KELARUTAN TIMBAL BALIK ABSTRAK
Kelarutan timbal balik adalah kelarutan dari suatu larutan yang bercampur sebagian bila temperaturnya di bawah temperatur kritis, maka larutan tersebut akan bercampur secara homogen, dan jika melewati temperatur kritis, maka larutan tersebut akan kembali bercampur sebagian. Sifat-sifat kelarutan suatu zat banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam bidang industri. Pada percobaan ini, suhu menjadi sangat penentu apakah suatu campuran bercampur sebagian atau bercampur sempurna. Dalam percobaan ini juga dikenal diagram fase. Diagram fase adalah grafik yang menunjukkan kondisi kesetimbangan antara fase-fase yang berbeda dari suatu zat yang yang sama. Dari hasil pecobaan diperoleh fraksi mol fenol (X fenol) dari campuran fenol-air berturut-turut adalah 0,105 ; 0,095 ; 0,083 ; 0,066 ; 0,082 ; 0,111 ; 0,113 ; 0,102, serta suhu yang teramati berturut-turut adalah 64,5°C ; 64°C ; 61,5°C ; 64,5°C ; 62,5°C ; 63°C ; 62,5°C ; 63,5°C. Temperatur kritisnya adalah 64,5°C. Campuran fenol-CH3OH
dengan perbandingan 2 gr : 4 mL diperoleh suhu rata-rata 60,5°C, serta campuran fenol-NaCl dengan perbandingan 2 gr : 4 mL diperoleh suhu rata-rata 77,5°C.
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Prinsip kelarutan banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam bidang industri. Dalam kehidupan sehari-hari biasanya kita sering melarutkan suatu padatan dalam cairan, contohnya adalah melarutkan gula dalam air, melarutkan garam dalam air, dan masih banyak contoh lain. Prinsip kelarutan sangat penting khususnya faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan, karena dengan mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan, maka kelarutan suatu zat dapat dipercepat maupun diperlambat. Prinsip kelarutan juga berhubungan dengan laju reaksi. Sedangkan dalam bidang industri banyak dimanfaatkan untuk menghasilkan suatu produk dengan cepat, misalnya dengan menaikkan suhu, dan tekanan, dan memperbesar luas permukaan bidang sentuh.
1.2 Prinsip Percobaan
Prinsip percobaan dari kelarutan timbal balik fenol-air adalah dengan menggunakan prinsip temperatur kritis suatu zat. Jika suatu campuran mencapai temperatur kritis, maka larutan tersebut akan bercampur homogen, dan jika melewati maupun di bawah temperatur kritis, maka larutan tersebut akan bercampur sebagian. Pada percobaan digunakan campuran fenol dan air dengan perbandingan tertentu, serta campuran fenol dan metanol, dan campuran fenol dan NaCl. Dengan dipanaskan campuran tersebut, maka campuran tersebut akan larut (bening), kemudian didinginkan akan kembali memisah (keruh). Catat suhu yang diperlukan dari keruh menjadi bening dan dari bening menjadi keruh.
1.3 Tujuan
Mempelajari kelarutan timbal balik antara dua cairan dan menggambarkan hubungan kelarutan tersebut dengan suhu dalam suatu diagram fasa.
BAB II
2.1 Larutan dan Kelarutan
Larutan adalah campuran homogen antara zat terlarut dan pelarut. Suatu larutan disebut campuran karena susunannya dapat berubah-ubah. Homogen karena susunannya seragam sehingga tidak dapat diamati ada atau tidaknya bagian yang berbeda (Hardjono, 2001)
Kelarutan adalah kuantitas maksimal suatu zat kimia terlarut (solut) untuk dapat larut pada pelarut tertentu membentuk larutan homogen. Kelarutan suatu zat pada dasarnya sangat bergantung dengan sifat fisika dan kimia zat terlarut dan pelarut, seperti temperatur, tekanan dan pH larutan, dan lain-lain. Secara luas kelarutan suatu zat pada pelarut tertentu merupakan suatu pengukuran konsentrasi kejenuhan dengan cara menambahkan sedikit demi sedikit zat terlarut pada pelarut sampai zat terlarut tersebut mengendap (tidak dapat larut lagi). Rentang kelarutan sangat bervariasi, ada banyak sekali zat kimia yang mempunyai kelarutan tak terbatas, dan hasilnya bercampur sempurna (miscible), misalnya adalah etanol dalam air. Ada pula zat kimia yang sama sekali tidak larut, sebagai contoh adalah perak klorida dalam air. Namun kebanyakan suatu zat dapat terlarut dalam pelarut sampai tepat jenuh, setelah itu mengendap seperti NaCl dalam air (Anonim, 2013).
2.2 Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Kelarutan
Faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan adalah sebagai berikut (Sukardjo, 2003) :
a. Temperatur b. Jenis zat terlarut c. Tekanan
2.3 Kelarutan Timbal Balik
Kelarutan timbal balik adalah kelarutan dari suatu larutan yang bercampur sebagian bila temperaturnya di bawah temperatur kritis, maka larutan tersebut akan bercampur secara homogen, dan jika melewati temperatur kritis, maka larutan tersebut akan kembali bercampur sebagian. Sebagai contoh adalah
kelarutan timbal balik fenol dalam air yang berdasarkan pertambahan persen fenol akan membentuk kurva parabola dalam setiap perubahan temperatur baik di bawah temperatur kritis mapun di atas temperatur kritis (Sukardjo, 2003).
2.4 Sistem Biner Fenol Air
Sistem biner fenol-air merupakan sistem yang memperlihatkan sifat kelarutan timbal balik antara fenol dan air pada suhu tertentu dan tekanan tetap. Campuran fenol dan air disebut campuran/sistem biner, karena terdiri dari dua komponen yaitu fenol dan air. Sistem biner fenol-air tergolong fase padat-cair, fenol berupa padatan dan air berupa cairan. Kelarutan sistem ini akan berubah apabila dalam campuran itu ditambahkan salah satu komponen penyusunnya yaitu fenol atau air. Temperatur mempengaruhi komposisi kedua fase pada kesetimbangan. Menaikkan temperatur aka menambah kemampuan bercampurnya (Atkins, 1996).
2.5 Analisis Bahan 2.5.1 Akuades (H2O)
Akuades merupakan cairan tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa dengan rumus molekul H2O dan bersifat polar, sehingga merupakan pelarut yang baik untuk bermacam-macam zat ; molekul air terikat oleh ikatan hidrogen satu sama lain. Air membeku pada 0 oC, mendidih pada 100 oC, dan mempunyai kerapatan (1 g cm-3) terbesar pada 4 oC (Pudjaatmaka, dkk, 1993 ; Wertheim, 2000).
2.5.2 Fenol (C6H5OH)
Fenol merupakan zat padat tak berwarna, bersifat racun, biasanya digunakan sebagai antiseptik, desinfektan, bahan peledak, zat celup, dan merupakan suatu asam lemah penyebab korosi (Rahayu dan Giriarso, 2011).
2.5.3 Metanol (CH3OH)
Metanol merupakan cairan tak berwarna yang digunakan sebagai pelarut. Disebut juga alkohol kayu. Spirtus adalah salah satu jenis penggunaan metanol yang diberi warna biru agar tidak tertukar dengan air. Sifatnya sangat beracun (Rahayu dan Giriarso, 2011).
Natrium korida adalah senyawa ionik sederhana berbentuk padatan rapuh dengan titik leleh 801°C. Dalam bentuk lelehan dan larutannya, senyawa ini dapat menghantarkan arus listrik (Sutresna, 2008).
BAB III METODOLOGI 3.1 Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah batang pengaduk, tabung reaksi sedang, tabung reaksi besar, termometer, penangas air, spatula, gelas kimia, dan botol semprot.
Bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah fenol (C6H5OH), natrium klorida (NaCl), metanol (CH3OH), dan akuades (H2O).
3.2 Prosedur Kerja
dibuat dengan perbandigan 2 gr : 3 mL, 2 gr : 3,5 mL, 2 gr : 4 mL, 2 gr : 5 mL, 2,5 gr : 6 mL, 3 gr : 4,25 mL, 3,5 gr : 5,25 mL, 4 gr : 6,25 mL
Fenol+Air
dipanaskan tiap cairan tersebut, aduk campuran dengan pelan, catat suhu pada saat campuran berubah dari keruh menjadi bening. Keluarkan tabung reaksi besar dari air, biarkan campuran menjadi dingin dan catat suhu pada saat campuran keruh kembali
3.3 Rangkaian Alat
Gambar 3.1 Pemanasan Gambar 3.2 Memasukkan Gambar 3.3 Suhu dari Gambar 3.4 Suhu dari air campuran fenol-air dalam keruh ke bening bening ke keruh air yg telah dipanaskan
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil
4.1.1 Tabel Pengamatan Fenol-Air
No Fenol (gram) Air (mL) Tkeruh ke bening (°C) Tbening ke keruh (°C)
1 2 3 66 63 2 2 3,5 64 64 3 2 4 65 58 4 2 5 65 64 5 2,5 6 63 62 6 3 4,25 63 63 7 3,5 5,25 63 62 8 4 6,25 63 64
4.1.2 Tabel Pengamatan Fenol-CH3OH
No Fenol (gram) CH3OH (mL) Tkeruh ke bening (°C) Tbening ke keruh (°C)
1 2 4 61 60
4.1.3 Tabel Pengamatan Fenol-NaCl
No Fenol (gram) NaCl (mL) Tkeruh ke bening (°C) Tbening ke keruh (°C)
1 2 4 78 76
4.2 Pembahasan
dilakukan hal yang sama untuk fenol dan CH3OH 1%, fenol dan NaCl 1% dengan perbandingan 2 gr : 3 mL.
Kelarutan adalah kuantitas maksimal suatu zat kimia terlarut (solut) untuk dapat larut pada pelarut tertentu membentuk larutan homogen. Kelarutan suatu zat pada dasarnya sangat bergantung dengan sifat fisika dan kimia zat terlarut dan pelarut, seperti temperatur, tekanan dan pH larutan, dan lain-lain. Rentang kelarutan sangat bervariasi, ada banyak sekali zat kimia yang mempunyai kelarutan tak terbatas, dan hasilnya bercampur sempurna (miscible), misalnya adalah etanol dalam air. Ada pula zat kimia yang sama sekali tidak larut, sebagai contoh adalah perak klorida dalam air. Namun kebanyakan suatu zat dapat terlarut dalam pelarut sampai tepat jenuh, setelah itu mengendap seperti NaCl dalam air (Anonim, 2013).
Dalam kelarutan juga dikenal dengan like disolve like, yang artinya zat yang polar cenderung larut dengan zat yang polar, dan zat yang nonpolar cenderung larut dengan zat yang non polar. Selain itu juga dikenal dengan salting out dan salting in. Salting Out adalah peristiwa adanya zat terlarut tertentu yang mempunyai kelarutan lebih besar dibanding zat utama, akan menyebabkan penurunan kelarutan zat utama atau terbentuknya endapan karena ada reaksi kimia. Contohnya : kelarutan minyak atsiri dalam air akan turun bila kedalam air tersebut ditambahkan larutan NaCl jenuh. Sedangkan salting in adalah adanya zat terlarut tertentu yang menyebabkan kelarutan zat utama dalam solvent menjadi lebih besar. Contohnya : Riboflavin tidak larut dalam air tetapi larut dalam larutan yang mengandung Nicotinamida.
Kelarutan timbal balik adalah kelarutan dari suatu larutan yang bercampur sebagian bila temperaturnya di bawah temperatur kritis (titik konsulat bawah), maka larutan tersebut akan bercampur secara homogen (titik konsulat), dan jika melewati temperatur kritis (titik konsulat atas), maka larutan tersebut akan kembali bercampur sebagian. Sebagai contoh adalah kelarutan timbal balik fenol dalam air yang berdasarkan pertambahan persen fenol akan membentuk kurva parabola dalam setiap perubahan temperatur baik di bawah temperatur kritis mapun di atas temperatur kritis (Sukardjo, 2003). Temperatur kritis adalah temperatur dimana terjadinya fase transisi (peralihan fase), sedangkan fase adalah
suatu keadaan zat yang mempunyai sifat fisik dan kimianya yang seragam (homogen), fase terdiri atas tiga yaitu fase padat, cair, dan gas.
Prosedur percobaan kelarutan timbal balik antara fenol-air adalah pertama-tama membuat campuran antara fenol dan air dengan perbandingan masing-masing 2 gr : 3 mL, 2 gr : 3,5 mL, 2 gr : 4 mL, 2 gr : 5 mL, 2,5 gr : 6 mL, 3 gr : 4,25 mL, 3,5 gr : 5,25 mL, 4 gr : 6,25 mL. Tujuan dari variasi perbandingan pencampuran adalah untuk mengetahui pengaruh fraksi mol fenol (X fenol) terhadap perubahan suhu dan menentukan titik kritis campuran fenol dan air. Kemudian buat campuran fenol-CH3OH 1%, dan fenol-NaCl 1% masing-masing dengan perbandingan 2 gr : 4 mL. Kemudian dipanaskan dan diaduk masing-masing campuran dari keruh menjadi bening, catat suhunya. Tujuan dari pemanasan campuran ini adalah untuk mencapai temperatur kritis (campuran sudah larut) Keluarkan biarkan campuran tersebut keruh kembali dan catatnya. Lakukan hal yang sama untuk setiap larutan.
4.2.2 Analisis Hasil
Dari hasil percobaan antara campuran fenol-air dengan perbandingan masing-masing 2 gr : 3 mL, 2 gr : 3,5 mL, 2 gr : 4 mL, 2 gr : 5 mL, 2,5 gr : 6 mL, 3 gr : 4,25 mL, 3,5 gr : 5,25 mL, 4 gr : 6,25 mL diperoleh fraksi mol fenol (X fenol) berturut-turut adalah 0,105 ; 0,095 ; 0,083 ; 0,066 ; 0,082 ; 0,111 ; 0,113 ; 0,102, serta suhu yang teramati berturut-turut adalah 64,5°C ; 64°C ; 61,5°C ; 64,5°C ; 62,5°C ; 63°C ; 62,5°C ; 63,5°C. Temperatur kritisnya adalah 64,5°C. Campuran fenol-CH3OH dengan perbandingan 2 gr : 4 mL diperoleh suhu rata-rata 60,5°C, serta campuran fenol-NaCl dengan perbandingan 2 gr : 4 mL diperoleh suhu rata-rata 77,5°C.
BAB V PENUTUP 5.1 Simpulan
Dari hasil percobaan antara campuran fenol-air dengan perbandingan masing-masing 2 gr : 3 mL, 2 gr : 3,5 mL, 2 gr : 4 mL, 2 gr : 5 mL, 2,5 gr : 6 mL, 3 gr : 4,25 mL, 3,5 gr : 5,25 mL, 4 gr : 6,25 mL diperoleh fraksi mol fenol (X fenol) berturut-turut adalah 0,105 ; 0,095 ; 0,083 ; 0,066 ; 0,082 ; 0,111 ; 0,113 ; 0,102, serta suhu yang teramati berturut-turut adalah 64,5°C ; 64°C ; 61,5°C ; 64,5°C ; 62,5°C ; 63°C ; 62,5°C ; 63,5°C. Temperatur kritisnya adalah 64,5°C. Campuran fenol-CH3OH dengan perbandingan 2 gr : 4 mL diperoleh suhu rata-rata 60,5°C, serta campuran fenol-NaCl dengan perbandingan 2 gr : 4 mL diperoleh suhu rata-rata 77,5°C.
5.2 Saran
Untuk percobaan selanjutnya disarankan untuk menggunakan campuran heksana dan nitrobenzen.
Anonim. 2013. http://www.ilmukimia.org/2013/04/kelarutan.html. (Dikunjungi pada tanggal 16 Maret 2014).
Atkins, P.W. 1996. Kimia Fisika. Jakarta : Erlangga. Hardjono. 2001. Kimia Dasar. Yogyakarta : UGM press.
Pudjaatmaka, dkk. 1993. Kamus Kimia. Jakarta : Balai Pustaka.
Rahayu dan Giriarso. 2011. Kamus Kimia SMA. Jakarta : Gagas Media. Sukardjo. 2003. Kimia Fisika. Jakarta : Rineka Cipta.
Sutresna, Nana. 2008. Kimia SMA Kelas X. Bandung : Grafindo Media Pratama. Wertheim, dkk. 2000. Kamus Kimia Bergambar. Jakarta Erlangga.
Jawaban Pertanyaan 1. A
2. A 3. A 4. A
5. Salting Out adalah Peristiwa adanya zat terlarut tertentu yang mempunyai kelarutan lebih besar dibanding zat utama, akan menyebabkan penurunan kelarutan zat utama atau
