LAPORAN HASIL KEGIATAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA

(1)

LAPORAN HASIL KEGIATAN PRAKTIKUM

KIMIA – FISIKA

Instruktur : Endang Supraptiah, S.T.,M.T.

Judul Praktikum : Campuran Biner I

Disusun Oleh :

Kelompok : 3 (Tiga) Anggota :

Optimisma Situngkir (061330400330)

Ridhollahi (061330400331)

Robby Admiral Saputra (061330400332) Siti Rahma Yanti (061330400333) Sri Darmayanti (061330400334) Temmy Gusrini (061330400335) Virta Puspita Sari (061330400336) Kelas : 2KB

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

2013/2014

(2)

Campuran Biner I

Chemical Engineering Department Polteknik Negeri Sriwijaya

CAMPURAN BINER I

I. TUJUAN

Setelah melakukan percobaan ini mahasiwa diharapkan :

1. Mengetahui dan dapat membuktikan bahwa campuran dua buah (atau lebih) azeotropik atau zeotropik.

2. Dapat membuat diagram fase dua komponen.

3. Dapat menentukan indeks bias suatu zat atau campuran dengan menggunakan reflaktometer.

4. Mengikuti penerapannya pengetahuan ini di beberapa industri kimia (pabrik arak dan spiritus).

II. ALAT DAN BAHAN KIMIA YANG DIGUNAKAN : 1. Alat-alat yang digunakan :

- Reflaktometer 1 buah - Erlenmeyer 100 ml 6 buah - Gelas Ukur (Gelas piala) 100 ml - Termometer 10 – 100 ^oC

- Seperangkat alat distilasi - Aluminium Foil

- Pipet Ukur 10 ml, 25 ml - Bola karet

2. Bahan Kimia yang digunakan : - Larutan Etanol

- Larutan Aquadest

III. DASAR TEORI 3.1 ETANOL

(3)

Campuran Biner I

Etanol (C2H5OH) (memiliki nama trivial etil alkohol) adalah turunan senyawa organik yang memiliki dua atom karbon, dengan rantai lurus (alifatik).

Alkohol mempunyai sifat fisik tidak berwarna dan memiliki bau khas. Dan dapat menyala bila tersulut api. Karena hal inilah etanol dapat dijadikan sebagai bahan bakar alternatif dan diminati saat ini.

(dikutip dari : ) 3.2 DISTILASI

Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan Bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volalitas bahan).

Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki Titik didih lebih rendah akan menguap lebih dahulu

3.3 AZEOTROP

Azeotrop merupakan campuran 2 atau lebih komponen pada komposisi tertentu dimana komposisi tersebut tidak bisa berubah hanya melalui distilasi biasa. Ketika campuran azeotrop dididihkan, fasa uap yang dihasilkan memiliki komposisi yang sama dengan fasa cairnya. Campuran azeotrop ini sering disebut juga titil didih konstan campuran (constant boiling mixture) karena komposisinya yang senantiasa tetap jika campuran tersebut dididihkan.

(dikutip dari : http://majarimagazine.com/2007/11/proses-distilasi-campuran- biner/)

Sebenarnya ada banyak cara untuk melewati titik azeotrop, beberapa cara yang dapat kita gunakan adalah :

1. Menggunakan membran

2. Proses sorpsi (dehidrasi), dengan menyerap kadar air sisa dari campuran etanol, setelah dilakukan distilasi

3. Distilasi, pada distilasipun terdapat tiga teknik yang dapat digunakan, yaitu :

a. Menggunakan dua kolom dengan perbedaan tekanan (kondisi operasi), yang biasa disebut pressure swing

(4)

Campuran Biner I

b. Sama halnya dengan pressure swing, namun disini tidak dilakukan perubahan kondisi operasi. Namun, pada kolom kedua ditambahkan entrainer (solven), untuk memecah titik azeotropnya.

c. Menggunakan distilasi ekstraktif, yaitu dengan menambahkan pelarut (pelarut) sebelum proses distilasi dimulai.

(Dikutip dari : http://en.wikipedia.org/wiki/Azeotropic_distillation)

Hubungan antara titik didih campuran pada komposisi tertentu dari campuran zat cair dengan komposisi uapnya adalah sebagai berikut :

1. Campuran Zeotropik

Bila garis kurva itu tidak menunjukkan titik maksimum ataupun minimum pada titik didih campuran zat cair itu, maka titik didih campuran zat cair terletak antara titik didih zat –zat cair murninya.

Campuran ini disebut camouran zeotrpik. Pada penyulingan zat cair semacam ini. Komposisi destilatnya lebih banyak mengandung zat cair yang bertekanan uap lebih besar dibandingkan dengan campuran. Zat cair yang sedang disuling itu. Oleh karena itu campuran zat cair ini dapat dipisahkan menjadi zat-zat cair murninya melalui penyulingan berkali-kali.

2. Campuran Azeotropik

a. Bila titik titik didih campuran dua zat cair yang saling melarut menunjukkan adanya titik maksimum, maka campuran ini disebut campuran azeotropik . pada titik dimana garis titik titik didih mencampai maksimum, garis titik-titik tekanan uapnya pun mencapai titik itu. Pada titik ini campuran zat cair ini akan mendidih secara konstan. Dengan demikian campuran zat cair semacam ini tidak dapat dipisahkan ke dalam zat murninya secara menyulingnya. Titik azeotropik campuran ini terletak lebih tinggi dari pada titik-titik didih zat murninya.

b. Dalam hal dimana titik-titik didih campuran dua zat cair yang saling melarut menunjukkan adanya titik minimum, terjadi gejala yang sebaliknya dengan apa yang terjadi pada campuran zat cair

(5)

Campuran Biner I

yang menunjukkan adanyatitik maksimum. Campuran zait cair semacam ini yang juga disebut campuran azeotropik, tidak dapat dipisahkan kedalam zat murninya secara penyulingan.

c. Campuran Zeotropik biner

1. Benzena (titik didih 80,2 ^oC) dan toluena (titik didih 110,6 ^oC).

2. Benzena (t.d 80,2 ^oC) dan heksana (t.d 69,0 ^oC).

d. Campuran azeotropik biner dengan titik didih maksimum.

1. Kloroform (t.d 61,2 ^oC) dan aseton (t.d 56,4 ^oC) titik didih azeotropik

64,5 ^oC pada 65,5 mol % khloroform.

2. Air (t.d.100 ^oC) dan asam format (t.d.99,9 ^oC) titik didih azeotropik

107.1 ^oC pada 43,5 mol % air.

e. Campuran azeotropik biner dengan titik didih minimum.

1. Isopropil akhohol (t.d 82,5 ôC) dan benzina dengan titik didih 80,2 ôC, titik didih azeotropik 71,9 ôC pada 39,3 mol % isopropil alcohol.

2. Karbon tetra khlorida t.d 76,8 ôC dan metanol t.d nya 64,7 ôC titik didih azeotropik 55,7 ôC pada 44,5 mol % karbon tetra khlorida.

3. Metanol t.d 64,7 ôC dan benzena t.d 80,2 ôC titik didi azeotropik 58,3 ôC pada 61,4 mol % metanol.

IV. KESELAMATAN KERJA

Dalam percobaan ini gunakan jas praktikum dan kaca pelindung, dan jangan menghirup zat yang digunakan. Dan pada destilasi dilakukan dalam lemari asam.

V. CARA KERJA

1. Menentukan masing-masing indeks bias dari air dan Etanol dengan refaktometer pada suhu tertentu.

2. Buatlah campura cairan air/etanol dengan komposisi 10-20-40-60-80 dan 90 mol %, masing-masing sebanyak 80 ml.

(6)

Campuran Biner I

3. Menetukan masing-masing indeks bias dari campuran-campuran cairan itu dengan reflaktometer pada suhu tertentu.

4. Membuat grafik (dengan skala agak besar) hubungan antara komposisi cairan dengan indeks biasnya.

5. Menentukan masing-masing titik didih dari air dan Etanol (sebagai koreksinya).

6. Menentukan masing-masing titik didih dari campuran-campuran pada point 2 dengan menggunakan modifikasi labu didih Claisen seperti pada gambar (III).

7. Bila suhu campuran cairan yang di didihkan itu mulai tetap (kostan), ambil lah, destilatnya sebanyak 0,5 – 1 ml diambil dengan mengalirkannya ke dalam botol timbang yang dingin

8. Menentukan indeks bias cuplikan pada kondisi yang sama seperti pengamatan pada point 3.

9. Membandingkan hasil pengamatan pada point 8 dengan grafik yang dibuat pada point 4.

10. Membuat grafik titik didih dan titik uap campuran air dan Etanol.

VI. DATA PENGAMATAN 1. Menentukan indeks bias

Etanol : 1,33515 Air : 1,332

2. Menentukan indeks bias campuran Air dan Etanol

% Etanol 20 % 40 % 60% 80%

Indeks Bias 1,3305 1,3384 1,33835 1,3373

3. Titik didih

Etanol : 80,36 ⁰C Air : 69 ⁰C

4. Titik didih campuran Air dan Etanol

(7)

Campuran Biner I

Mol 20 % 40% 60% 80%

Titik Didih 66⁰C 76⁰C 78⁰C 83⁰C Titik Uap 74⁰C 78⁰C 79⁰C 89⁰C

VII. PERHITUNGAN

1. PERHITUNGAN FRAKSI MOL CAMPURAN AIR DAN ETANOL

 Campuran 80 % Etanol dengan 20 % air

X mol =

_________________________________

+

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Tempratur (°C)

Fraksi Mol Etanol

Grafik Hubungan Fraksi mol dengan Titik Didih dan Titik Uap

Titik didih (°C) Titik Uap (°C)

(8)

Campuran Biner I

=

+

=

^0,92

X etanol = 1 – 0,92 = 0,08

Maka fraksi mol etanol = 0,08 x 100 % = 8 % Fraksi mol air = 0,92 x 100 % = 92%

 Campuran 60 % Etanol dengan 40% air

X mol =

_________________________________

+

=

+

=

^0,83

X etanol= 1 – 0,83 = 0,17

 Campuran 40% Etanol dengan 60% air

X mol =

_________________________________

+

=

(9)

Campuran Biner I

+

=

^0,68

X etanol = 1 – 0,68 = 0,32 Maka fraksi mol etanol = 0,32 x 100 % = 32 % Fraksi mol air = 0,68 x 100 % = 68%

 Campuran 80% Etanol dan 20% air

X mol =

_________________________________

+

=

+

=

^0,45

X etanol= 1 – 0,45 = 0,55

VIII. ANALISA PERCOBAAN

Pada Percobaan campuran Biner kali ini digunakan air dan etanol yang nantinya akan dicampur dan dianalisis pengaruh fraksi tau komposisi zat tersebut dalam campuran terhadap titik didih dan ditik uap. Kedua zat ini memiliki perbedaan titik didih sampai 22^oC. Campuran zat ini didihkan sampai menguap. Pada kolom akan terjadi kondensasi yang dibantu oleh pendingin uap. Pada campuran ini tentu etanol akan lebih dahulu menguap

(10)

Campuran Biner I

karena etanol memiliki titik didih yang lebih rendah dari air yaitu 78^oC.

Pada penentuan titik didih campuran, tetesan pertama dari destilat merupakan pertanda titik didih dari campuran tersebut. Masing-masing campuran ini juga diukur indeks biasnya sebagai perbanding begitupun juga dengan destilatnya. Indeks bias diukur dengan refaktometer. Dari percobaan didapatkan titik didih dan titik uap yang mengalami penurunan seiring dengan kenaikan fraksi mol etanol, dan jika dihubungkan dengan grafik terlihat jika campuran ini merupakan campuran azeotropik

IX. KESIMPULAN

Dari hasil percobaan, didapatkan kesimpulan bahwa :

1. Semakin besar fraksi mol zat dengan titik didih yang lebih rendah dalam campuran, maka titik didih akan menurun

2. Campuran Air dan Etanol merupakan campuran azeotropik.

3. Dari Percobaan didapatkan :

 Indeks bias

Etanol : 1,33515 Air : 1,332

Dalam bentuk Campuran campuran Air dan Etanol

% Etanol 20 % 40 % 60% 80%

Indeks Bias 1,3305 1,3384 1,33835 1,3373

4. Susunan dari senyawa campuran juga mempengaruhi titik didih dan titik uap