LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II KESETIMBANGAN FASA
Selasa, 15 April 2014
Disusun Oleh : Yeni Setiartini 1112016200050
Kelompok : 4 Widya Fitriani Widya Mulyana Putri
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
ABSTRAK
Telah dilakukan percobaan kesetimbangan fasa dengan menggunakan 3 zat yakni H2O, asam asetat gracial, dan klorofom sebanyak 3ml, 4ml, dan 7 ml dengan menggunakan metode titrasi dimana sebagai larutan penitrasi adalah asam glacialsampai fasa zat campuran air dan klorofom menjadi satu fasa. Dari percobaan yang dilakukan maka dihasilkan diagram fasa terner terhadap fraksi mol dengan persen fraksimol sebagai berikut air, kloroform 3 ml, dan asam asetat glacial 62.6%, 6,6%,30%,, pada 4 ml kloroform 56.6%, 8.4%, 34,9%, serta pada klorofom 7 ml yakni 51%, 13%, dan 35,8%.
PENDAHULUAN
Suatu fase didefinisikan sebagai bagian sistem yang seragam atau homogen diantara keadaan submakroskopisnya, tetapi tidak benar-benar terpisah dari bagian sistem yang lain oleh batasan yang jelas dan baik. Campuran padatan atau dua cairan yang tidak dapat bercampur dapat membentuk fase terpisah, sedangkan campuran gas-gas adalah satu fase karena sistemnya yang homogen.
Komponen, jumlah komponen-komponen dalam suatu sistem didefinisikan sebagai jumlah minimum dari variabel bebas pilihan yang dibutuhkan untuk menggambarkan komposisi tiap fase dari suatu sistem (SK Dogra dan S Dogra. 2009: 454)
Derajat kebebasan didefinisikan sebagai jumlah minimum variable intensif yang harus dipilih agar keberadaan variable intensif dapat ditetapkan. Jumlah minimum variable intensif dapat berupa temperature, tekanan, konsentrasi. Simbol untuk derajat kebebasan
yaitu “F” dan invariant bila F=0, univarian bila F=1, bivarian bila F=2 dan seterusnya (SK Dogra dan S Dogra. 2009 : 455)
suatu bidang. Pada suhu dan tekanan tetap variable yang dapat digunakan untuk menyatakan keadaan sistem tinggal komposisi yakni XA, XB, XC yang dihubungkan melalui XA, XB, XC= 1. Komposisi salah satu komponen sudah tertentu jika dua komponen lainnya diketahui. Untuk menyatakannya dalm suatu grafik, Gibbs dan Rozenboom menggunakan suatu segitiga sama sisi. Titik A, B, C pada setiap sudut segitiga masing-masing menyatakan 100% A, 100% B, 100% C. setiap titik dalam segitiga tersebut jika dihubungkan secara tegak lurus ke sisi-sisinya akan diperoleh penjumlahan ketiga garis ini selalu konstan, sama dengan tinggi segitiga tersebut, h (Ijang Rohman & Sri Mulyani: 203)
Jika dalam sistem hanya terdapat satu fasa, maka V = 2. Berarti, untuk menyatakan keadaan sistem dengan tepat perlu ditentukan konsentrasi dari dua komponennya. Sedangkan bila dalam sistem terdapat dua fasa dalam kesetimbangan V = 1; berarti hanya satu komponen yang harus ditentukan konsentrasinya dan konsentrasi komponen yang lain sudah tentu berdasarkan diagram fasa untuk sistem tersebut. Oleh karena itu, sistem tiga komponen pada suhu dan tekanan tetap mempunyai jumlah derajat kebebasan maksimum = 2 (jumlah fasa minimum = 1), maka diagram fasa ini dapat digambarkan dalam satu bidang datar berupa suatu segitiga sama sisi yang disebut diagram terner. Tiap sudut segitiga tersebut menggambarkan suatu komponen murni. Prinsip penggambaran komposisi dalam diagram terner dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Fraksi mol tiga komponen dari sistem terner (C = 3) sesuai dengan XA + XB + Xc = 1.
XB
X
A
XC C
Titik pada sisi AB : campuran biner A dan B BC : campuran biner B dan C AC : campuran biner A dan C
Diagram fase yang digambarkan sebagai segitiga sama sisi menjamin dipenuhinya sifat ini secara otomatis sebab jumlah jarak ke sebuah titik didalam segitiga sama sisi yang diukur sejajar dengan sisi-sisinya sama dengan panjang sisi segitiga itu yang dapat diambil sebagai satuan panjang.
Sistem 3 komponen sebenarnya banyak memungkinkan yakni pada percobaan ini digunakan sistem 3 komponen yang terdiri atas zat cair yang sebagian tercampur. Sistem 3 zat cair yang sebagian dibagi menjadi :
Tipe 1 : Pembentukan sepasang zat cair bercampur sebagian Tipe 2 : Pembentukan 2 pasang zat cair bercampur sebagian Tipe 3 : Pembentukan 3 pasang zat cair bercampur sebagian Dalam percobaan yang dilakukan menggunakan tipe 1.
Tipe 1 : Pembentukan sepasang zat cair yang bercampur sebagian.
B
C
a1 a2 a3 a4
b1 b2 b3 b4
D
Diagram : 3 Cairan dengan 1 Binodal
Kalau B bercampur sebagian, maka campuran antara B dan C pada temperatur dan tekanan tertentu membentuk dua lapisan
I larutan C dalam B
Penambahan A pada campuran B dan C akan memperbesar daya larut keduanya. C adalah susunan keseluruhan antara B dan C. Pada penambahan A, susunan keseluruhan bergerak sepanjang CA. Susunan masing-masing lapisan dinyatakan dengan garis kesetimbangan 11,22dan seterusnya.
Pada titik b4 kedua lapisan hilang dan terbentuk lapisan tunggal. Hilangnya kedua lapisan tidak bersama-sama.
Kedua lapisan dapat menjadi identik hanya pada satu susunan yaitu d, titik D disebut titik isotermal kritis atau plait point.
Semua campuran yang terdapat di daerah a D b selalu terbagi kedalam dua lapisan. Grafik, a D b disebut kurva binodal. Hanya plait point tidak berimpit dengan maksimal grafik binodal. (Ummu hani. 2008)
MATERIAL DAN METODE Material:
Alat: buret 50 ml, statif dan klem, labu Erlenmeyer 3 buah, gelas ukur 2 buah, piknometer 1 buah, gelas kimia , Neraca o-hauss
Bahan: kloroform, asam asetat glasial, akuades, Metode :
a. Pengukuran massa jenis
1. membersihkan piknometer dan dikeriingkan 2. mengukur berat kosong piknometer
4. mengulangi kegiatan diatas dengan mengganti air dengan kloroform dan asam asetat glasial.
b. Sistem tiga komponen
1. menyediakan bure yang masih bersih dan mongering 1 buah, mengisi masing-masing dengan asam asetat glasial yang murni
2. menyediakan labu Erlenmeyer 3 buah, masing-masing diisi dengan 3 ml, 4ml, dan 7ml kloroform mengerjaakan satu persatu mengingat kloroform menguap dan toksik
3. menambahkan masing-masing 5 ml akuades, 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
3x (triplo)”
5. mengulangi untuk labu Erlenmeyer kedua dan seterusnya 6. membuat diagram fasa terner
HASIL DAN PEMBAHASAN
Volume kloroform (ml) Volume akuades (ml) Volume asam asetat (ml)
3 5 8.3
3 5 7.9
4 5 9.6
4 5 10.4
7 5 11.4
7 5 11.8
Massa piknometer kosong 22.00 gram
Massa piknometer + air 42.3 gram
Massa piknometer + asam glasial 43.4 gram Massa jenis asam glasial:
� = .. = 1.74 g/ml Massa jenis kloroform:
X CH3COOH = .
. + . + . � % = . %
Untuk 4 ml Kloroform
Mol
Untuk 7 ml kloroform
nCH3COOH = . � . �/
Diagram fase sistem terner
Ket :
: air : CHCl3 : CHCOOH
Pada praktikum kali ini bertujuan untuk menggambar diagram fase sistem terner. Sistem yang dimaksud adalah sistem yang membentuk sepasang zat cair yang bercampur sebagian yaitu campuran kloroform air dan asam asetat. Serta memperhatikan menentukan letak letak plaint poit atau titik jalin pada diagram fasenya.
Tahap yang pertama dilakukan pengukuran pengukuran massa jenis dengan piknometer didapat massa jenis air, asam asetat glasial dan kloroform berturut turut 1.69 g/ml,1.74 g/ml, 2.17 g/ml. kemudian dilakukan penitrasian dengan asam glasial sebagai penitrasi dan campuran kloform yakni pada 3 ml, 4ml, dan 7ml dengan air sebanyak 5 ml. data pencampuran terlihat pada air dan kloroform yang membentuk dua fasa ditandai dengan tidak bercampurnya kedua zat dimana terdapat lapisan seperti batas diantara keduanya hal ini disebabkan karena air yang sifatnya polar pada bagian atas karena memiliki massa jenis yang lebih rendah sedangkan kloroform yang bersifat nonpolar berada pada bagian bawah karena massa jenisnya lebih besar dari air . kemudian campuran dititrasi dengan asam glasial sampai larutan campuran tersebut menjadi satu fasa namun awalnya terbentuk larutan keruh yang kemudian menjadi bening 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 (Ummu hani. 2008), dengan tercampurnya zat dapat dilihat dari batas larutan yang menghilang. Titrasi kedua zat tersebut dapat dihentikan ketika campuran zat menjadi satu fasa, penyeb kloroform larut menjadi satu fasa dengan air karena asam asetat glassial bersifat semipolar sehingga dapat mencampurkan dua jenis larutan yang berbeda sifat menjadi satu fasa.
Pada diagram dapat dilihat bahwa petemuan garis antara zat tercampur dan penitrasian terdapat pada peremuan garis dimana terbentuk segitiga di mana masing–masing titik menggambarkan komposisi–komposisi masing–masing zat pada tiap campuran. Perbedaan persentase pada setiap zat disebabkan oleh volum komponen berbeda, sehingga terjadi perubahan daya saling larut antara komponen-komponen larutan
tersebut. Setiap penambahan aquadest pada campuran tersebut menyebabkan perubahan daya larut antara larutan, hal ini kemudian digambarkan dalam diagram terner.
Asam asetat,kloroform, dan air merupakan sistem 3 komponen yang dapat campur sebagian dan dapat digambarkan dalam diagram terner
Titik akhir titrasi asam asetat (CH3COOH) dan kloroform (CHCl3) dengan aquadest (H2O) di tandai dengan timbulnya kekeruhan
REFERENSI
Dogra, SK dan Dogra, S. 2009. Kimia Fisik dan Soal-Soal. Jakarta: UI Press
Rohman, Ijang dan Mulyani, sri. 2004. JICA: Kimia Fisika I. Bandung; UPI PRESS Ummu hani. 2008 Laboratorium Kimia PMIPA FKIP Unlam Banjarmasin, DIAGRAM TERNER diakses dari
