Jurnal Praktikum
Kimia Fisika II
“
Kesetimbangan Fasa
”
Tanggal Percobaan:
Selasa, 22-April-2014
Disusun Oleh:
Aida Nadia
(1112016200068)
Kelompok 3 Kloter I:
Wiwiek Anggraini (1112016200045)
Millah Hanifah (1112016200073)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
I.
Abstrak
Telah dilakukan praktikum mengenai Kesetimbangan Fasa dengan Sistem Tiga Komponen. Dalam hal ini bahan yang digunakan adalah kloroform, asam asetat glasial, dan akuades. Praktikum ini bertujuan untuk menggambarkan diagram fase sistem terner dan
dapat memperhatikan menentukan letak “pleit point” atau titik jalin pada diagram fasenya.
Sistem terner yang dimaksud adalah sistem yang membentuk sepasang zat cair yang bercampur sebagian yaitu campuran kloroform-air dan asam asetat. Pada praktikum ini dilakukan pengukuran massa jenis terlebih dahulu untuk ketiga bahan tersebut.
Berdasarkan percobaan, maka didapatlah massa jenis akuades 0,988 g/ml, kloroform 1,436 g/ml, dan asam asetat glasial 1,028 g/ml.
Kata kunci : kesetimbangan fasa, sistem tiga komponen, diagram terner
II.
Pendahuluan
Fasa adalah bagian yang serbasama dari suatu sistem, yang dapat dipisahkan secara mekanik; serbasama dalam hal komposisi kimia dan sifat-sifat fisika. Jadi suatu sistem yang mengandung cairan dan uap masing-masing mempunyai bagian daerah yang serbasama. Dalam fasa uap kerapatannya serbasama disemua bagian pada uap tersebut. Dalam fasa cair kerapatannya serbasama disemua bagian pada cairan tersebut, tetapi nilai kerapatannya berbeda dengan di fasa uap. Sistem yang terdiri atas campuran wujud gas saja hanya ada satu fasa pada kesetimbangan sebab gas selalu bercampur secara homogen. Dalam sistem yang hanya terdiri atas wujud cairan-cairan pada kesetimbangan bisa terdapat satu fasa atau lebih, tergantung pada kelarutannya. Padatan-padatan biasanya mempunyai
Pada dasarnya, suatu sistem disebut setimbang secara termodinamika jika dipenuhi kriteria kesetimbangan termal, kesetimbangan mekanik, dan kesetimbangan material. Jika , maka panas akan mengalir spontan dari fasa ke fasa sampai . Jika kerja akan “mengalir” spontan dari fasa ke fasa sampai . Jika maka zat i akan mengalir spontan dari fasa ke fasa sampai . Fungsi keadaan T menentukan ada tidaknya kesetimbangan termal antar fasa. Fungsi keadaan P
menentukan ada tidaknya kesetimbangan mekanik antar fasa. Fungsi keadaan menentukan ada tidaknya kesetimbangan material antar fasa (Rohman, 2013 : 158).
Kesetimbangan : jika sebuah sistem mempunyai energi bebas minimum pada temperatur, tekanan dan komposisi tertentu, maksudnya tidak terjadi perubahan kondisi. Makin tinggi energi bebas, maka gerak atom pada bahan makin acak dan tidak teratur. Secara makro : sifat-sifat sistem tidak berubah terhadap waktu maka stabil. Kesetimbangan fase : adalah kesetimbangan pada sistem yang terdiri lebih dari 1 fase. Masing-masing fase tidak mengalami perubahan (Daryus, 2012).
Derajad kebebasan (F) dari suatu sistem setimbang merupakan variabel intensif independen yang diperlukan untuk menyatakan keadaan sistem tersebut. Untuk
menentukan derajad kebebasan dibutuhkan aturan fasa (Widjajanti, 2008).
Sistem tiga komponen, menurut aturan fase, derajat kebebasan diberikan oleh:
F = C – P + 2 = 5 – P
Dan bila tekanan dan temperatur ditetapkan, persamaan diatas menjadi:
F = 3 – P
segitiga adalah sama sisi, jumlah jarak-jarak garis tegak lurus dari sembarang titik dalam segitiga ke sisi-sisi adalah konstan dan sama dengan panjang garis tegak lurus antara sudut dan pusat dari sisi yang berlawanan, yaitu 100% atau satu (Dogra, 1990 : 473).
Diagram fasa merupakan cara mudah untuk menampilkan wujud zat sebagai fungsi suhu dan tekanan. Contoh khas diagram fasa tiga komponen air, kloroform, dan asam asetat. Dalam diagram fasa bahwa zat tersebut diisolasi dengan baik dan tidak ada zat lain yang masuk maupun keluar dari sistem ini. Asam asetat lebih suka pada air dibandingka kloroform oleh karenanya bertambahnya kelarutan kloroform dalam air lebih cepat dibandingkan kelarutan air dalam kloroform. Penambhan asam asetat berlebih lebih lanjut
akan membawa sistem bergerak ke daerah atau satu fasa (fase tunggal). Namun demikian saat komposisi mencapai titik a3, ternyata masih ada dua lapisan maupun sedikit. Setelah penambahan asam asetat diteruskan, pada saat akan menjadi satu fasa yaitu pada titik P. titik P disebut pleit point atau titik jalin yaitu semacam titik kritis (Milama, 2014 : 18).
Diagram Terner (ternery diagram)
(Situmeang, 2012)
III.
Material dan Cara Kerja
A. Material
Alat:
Pipet tetes (secukupnya)
Buret 50 ml
Statif dan klem 1 buah
Labu erlenmeyer 250 ml 4 buah
Gelas ukur 10 ml
Batang pengaduk
Neraca o’hauss
Piknometer
Bahan:
Akuades
Kloroform (CHCl3)
Asam asetat glacial (CH3COOH)
B. Cara Kerja
a. Pengukuran massa jenis
1. Membersihkan piknometer
2. Mengukur berat kosong piknometer
3. Memasukkan air dalam piknometer sampai penuh dan kemudian menimbangnya
4. Mengulangi kegiatan diatas dengan mengganti air dengan kloroform dan asam asetat glasial
b. Sistem tiga komponen
1. Menyediakan buret yang bersih dan mengering (1 buah), mengisi dengan asam asetat glasial.
2. Meyediakan labu erlenmeyer 3 buah masing-masing diisi dengan 3 ml, 4 ml, dan 7 ml kloroform mengerjakannya satu-persatu mengingat kloroform mudah menguap dan toksik.
3. Menambahkan masing-masing 5 ml aquades, mengocok sebentar, campuran akan membentuk dua lapisan.
4. Menitrasi dengan asam asetat glasial sampai ke-2 lapisan membentuk satu fasa.
Mencatat volume asam asetat glasial yang ditambahkan “Menitrasi sebanyak 2 kali (duplo)”.
IV.
Hasil Praktikum dan Pembahasan
A. Hasil Praktikum
Hasil Pengamatan:
A. Hasil Pengamatan Pengukuran Massa Jenis
Sampel Piknometer
B. Hasil Pengamatan Sistem Tiga Komponen
- Massa kloroform 4 ml = 1,436 g/ml x 4 ml = 5,744 gram
Massa akuades 5 ml = 0,988 g/ml x 5 ml = 4,940 gram
Massa asam asetat glacial= 1,028 g/ml x 9,6 ml = 9,8688 gram
- Massa kloroform 7 ml = 1,436 g/ml x 7 ml = 10,052 gram
Massa akuades 5 ml = 0,988 g/ml x 5 ml = 4,940 gram
Massa asam asetat glacial= 1,028g/ml x 12,3ml=12,6444 gram
%W/W = (Berat zat terlarut:x berat larutan total) x 100 %
- kloroform 3 ml :
Massa larutan total= (4,308 + 4,940 + 9,1492) = 18,3972 gram % W/W (kloroform)= 4,308/18,3972 x 100% = 23,42 % % W/W (akuades)= 4,940 /18,3972 x 100% = 26,85 %
% W/W (asam asetat galsial )= 9,1492/18,3972 x 100% = 49,73 %
- kloroform 4 ml :
Massa larutan total= (5,744 + 4,940 + 9,8688) = 20,5528 gram % W/W (kloroform)= 5,744 /20,5528 x 100% = 27,95 %
% W/W (akuades)= 4,940 /20,5528 x 100% = 24.04 %
% W/W (asam asetat galsial )= 9,8688/20,5528 x 100% = 48,02 %
- kloroform 7 ml :
Massa larutan total= (10,052 + 4,940 + 12,6444) = 27,6364 gram % W/W (kloroform)= 10,052 /27,6364 x 100% = 36,37 %
% W/W (akuades)= 4,940 /27,6364 x 100% = 17,88 %
% W/W (asam asetat galsial )= 12,6444/27,6364 x 100% = 45,75 %
%V/V= (volume zat terlarut:x volume larutan total) x 100 %
- kloroform 3 ml :
% V/V (akuades)= 5/16,9 x 100% = 29,59 %
% V/V (asam asetat galsial )= 8,9/16,9 x 100% = 52,66 %
- kloroform 4 ml :
Volume larutan total= (3 + 5 + 9,6)= 17,6 gram % V/V (kloroform)= 3/17,6 x 100% = 17,05 % % V/V (akuades)= 5/17,6 x 100% = 28,41 %
% V/V (asam asetat galsial )= 9,6/17,6 x 100% = 54,55 %
- kloroform 7 ml :
Volume larutan total= (3 + 5 + 12,3)= 20,3 gram % V/V (kloroform)= 3/20,3 x 100% = 14,78 % % V/V (akuades)= 5/20,3 x 100% = 24,63 %
% V/V (asam asetat galsial )= 12,3/20,3 x 100% = 60.59 %
B. Pembahasan
Pada praktikum kali ini dilakukan percobaan mengenai kesetimbangan fasa dengan sistem tiga komponen. Sebelum dilakukan sistem tiga komponen, terlebih dahulu dilakukan penentuan massa jenis dari tiap larutan dengan digunakannya alat piknometer untuk dapat diketahui massa jenis larutannya. Piknometer yang telah
dibersihkan dan dikeringkan, hal ini bertujuan untuk menghilangkan semua zat yang kemungkinan masih terdapat di dalamnya. Dari hasil pengamatan, didapatlah massa jenis ketiga bahan yang akan di uji coba, yaitu: massa jenis akuades 0,988 g/mL, massa
jenis kloroform 1,436 g/ml, dan asam asetat glasial 1,028 g/ml.
Dalam percobaan sistem tiga komponen digunakan tiga komponen bahan yang memiliki sifat berbeda-beda, akuades bersifat polar, kloroform bersifat nonpolar, dan asam asetat glasial yang bersifat semi polar. Ketiga zat ini digunakan karena hanya akan bercampur sebagian. Ketika kloroform dicampur dengan akuades maka akan terbentuk dua lapisan yaitu air yang bersifat polar berada di bagian atas sedangkan kloroform di bagian bawah, karena massa jenis air lebih rendah dari kloroform jadi air berada pada lapisan atas. Campuran ini kemudian dititrasi dengan asam asetat glasial agar larutan menjadi satu fasa, namun awalnya terbentuk larutan keruh yang kemudian menjadi tidak berwarna kembali dan tidak terlihat adanya lapisan pemisah antara kedua zat. Kekeruhan pada akhir titrasi terjadi karena air dapat campur seluruhnya dengan asam asetat, sedangkan kloroform dan air hanya campur sebagian. Campur sebagian antara air dan kloroform ini akan membentuk suatu lapisan yang menyebabkan timbulnya kekeruhan, dengan tercampurnya zat dapat dilihat dari batas larutan yang menghilang. Titrasi kedua zat tersebut dapat dihentikan ketika campuran zat menjadi satu fasa, penyebab kloroform larut menjadi satu fasa dengan air karena asam asetat
glasial bersifat semipolar sehingga dapat mencampurkan dua jenis larutan yang berbeda sifat menjadi satu fasa. Semakin banyak volume kloroformnya maka semakin banyak
V.
Kesimpulan
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan:
Massa jenis akuades 0,988 g/mL, massa jenis kloroform 1,436 g/ml, dan asam asetat
glasial 1,028 g/ml.
Semakin banyak volume kloroform maka semakin banyak pula volume asam asetat
gliseral yang dibutuhkan untuk menitrasi kloroform.
Asam asetat bersifat semi polar, akuades bersifat polar, dan kloroform bersifat
nonpolar.
Karena asam asetat glasial yang bersifat semi polar maka ia berfungsi untuk melarutkan kloroform dengan air.
VI.
Referensi
Dogra, S.K. 1990. Kimia Fisik dan Soal-soal. Jakarta: UI-Press.
Milama, Burhanudin. 2014. Panduan Praktikum Kimia Fisika 2. Jakarta: UIN P.IPA FITK-Press.
Rohman, I dan Mulyani, S. 2013. Kimia Fisika I. Bandung: UPI-Press.
Daryus, A. 2012. http://ft.unsada.ac.id/wp-content/uploads/2012/06/bab5-mt.pdf . Diakses pada tanggal 26 April 2014 Pukul 15:01 WIB.
Situmeang, R. 2012. http://www.scribd.com/doc/82025667/Kimfis-2-Kesetimbangan-Fasa-Tugas-Makalah#download . Diakses pada tanggal 26 April 2014 Pukul 15:21 WIB.
Universitas Indonesia. 2003.
http://staff.ui.ac.id/system/files/users/setijo.bismo/material/panduankimiafisika.pdf . Diakses pada tanggal 26 April 2014 Pukul 15:03 WIB.
