KIMIA FISIKA : TIMBAL BALIK FENOL-AIR

(1)

LABORATORIUM KIMIA FISIKA

Percobaan : TIMBAL BALIK FENOL-AIR Kelompok : X A

Nama :

1. Davi Khoirun Najib NRP. 2313 030 009 2. Zandhika Alfi Pratama NRP. 2313 030 035 3. Rizuana Nadifatul Mukhoyada NRP. 2313 030 043 4. Thea Prastiwi Soedarmodjo NRP. 2313 030 095 Tanggal Percobaan : 18 Nopember 2013

Tanggal Penyerahan : 25 Nopember 2013

Dosen Pembimbing : Nurlaili Humaidah, S.T., M.T.

Asisten Laboratorium : Dhaniar Rulandri W.

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA 2013

(2)

ABSTRAK

Percobaan Timbal Balik Fenol Air ini bertujuan untuk menentukan temperatur kritis pada kelarutan fenol-air dan fenol-HCl 0,09 N dengan variabel berat fenol sebesar 1,5 gram dan 3 gram.

Prosedur pada praktikum timbal balik fenol air ini tahap pertama yang dilakukan adalah dengan mencari temperatur kritis yaitu menimbang 1,5 gram fenol dan memasukkannya dalam tabung reaksi besar yang telah dilengkapi dengan termometer dan pengaduk, kemudian menambahkan 1 ml aquadest dan memasukkannya dalam waterbath. Mencatat besarnya temperatur ketika larutan mulai jernih, setelah itu mengangkatnya dari waterbath. Mencatat besarnya temperatur ketika larutan mulai keruh. Mengulangi tahap percobaan dengan variabel penambahan kelipatan 1 ml hingga mencapai 5 ml. Mengulangi tahap percobaan dengan variabel jenis pelarut HCl 0,09 N dan dengan variabel berat fenol 3 gram. Pada tahap kedua adalah menghitung persentase berat fenol. Pertama adalah Menimbang 1,5 gram fenol dan memasukkan ke dalam tabung reaksi besar yang telah dilengkapi dengan termometer dan pengaduk, lalu menambahkan 1 ml aquadest dan kemudian menghitung persentase berat fenol dalam larutan fenol-air. Mengulangi tahap percoobaan dengan variabel penambahan kelipatan 1 ml hingga mencapai 5 ml. Mengulangi tahap percobaan dengan memakai HCl 0,09 N dan dengan variabel berat fenol 3 gram.

Dari percobaan timbal balik fenol- air dengan berat fenol 1,5 gram ini dapat diambil kesimpulan bahwa temperatur kritis untuk kelarutan fenol-air adalah 72,5°C dengan komposisi berat fenol sebesar 27,27 %. Percobaan timbal balik fenol- air dengan berat fenol 3 gram ini dapat diambil kesimpulan bahwa temperatur kritis untuk kelarutan fenol-air adalah 70°C dengan komposisi berat fenol sebesar 37,50 %. Percobaan timbal balik fenol- HCl 0,09 N dengan berat fenol 1,5 gram ini dapat diambil kesimpulan bahwa temperatur kritis untuk kelarutan fenol-HCl 0,09 N adalah 74,5°C dengan komposisi berat fenol sebesar 20,13 %. Percobaan timbal balik fenol- HCl 0,09 N dengan berat fenol 3 gram ini dapat diambil kesimpulan bahwa temperatur kritis untuk kelarutan fenol-HCl 0,09 N adalah 70°C dengan komposisi berat fenol sebesar 33,52 %. Faktor – faktor kelarutan pada percobaan ini antara lain massa, konsentrasi, ion senama, temperatur, pengadukan, dan luas penampang. Analisa yang digunakan dalam percobaan ini yaitu analisa kualitatif dan kuantitatif.

Kata kunci: fenol, temperatur kritis, kelarutan, fenol-air, fenol-HCl 0,09 N

(3)

ii

DAFTAR ISI

ABSTRAK... i

DAFTAR ISI... ii

DAFTAR GAMBAR... iv

DAFTAR TABEL... v

DAFTAR GRAFIK... vi

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang... I-1 I.2 Rumusan Masalah... I-2 I.3 Tujuan Percobaan... I-2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Dasar Teori... II-1 BAB III METODOLOGI PERCOBAAN III.1 Variabel Percobaan... III-1 III.2 Bahan yang Digunakan... III-1 III.3 Alat yang Digunakan... III-1 III.4 Prosedur Percobaan... III-1 III.5 Diagram Alir Percobaan... III-2 III.6 Gambar Alat Percobaan... III-4 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1 Hasil Percobaan... IV-1 IV.2 Pembahasan... IV-2 BAB V KESIMPULAN... V-1 DAFTAR PUSTAKA... vii

DAFTAR NOTASI... viii

APPENDIKS... ix LAMPIRAN

Laporan Sementara Fotokopi Literatur Lembar Revisi

(4)

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Daerah Satu dan Dua Fasa... II-2 Gambar II.2 Struktur Molekul Fenol... II-8 Gambar II.3 Padatan Fenol... II-9 Gambar II.4 Struktur Molekul Air... II-11 Gambar II.5 Perbedaan Polar Fenol dan Air... II-13 Gambar III.6 Gambar Alat Percobaan... II-13

(5)

iv

DAFTAR TABEL

Tabel IV.1.1 Tabel Perhitungan Timbal Balik Fenol-Air 1... IV-1 Tabel IV.1.2 Tabel Perhitungan Timbal Balik Fenol-Air 2... IV-1 Tabel IV.1.3 Tabel Perhitungan Timbal Balik Fenol-HCl 1... IV-1 Tabel IV.1.4 Tabel Perhitungan Timbal Balik Fenol-HCl 2... IV-2

(6)

DAFTAR GRAFIK

Grafik IV.2.1 Timbal Balik Fenol-Air dengan Berat Fenol 1,5 gram... IV-2 Grafik IV.2.2 Timbal Balik Fenol-Air dengan Berat Fenol 3 gram... IV-3 Grafik IV.2.3 Perbandingan Timbal Balik Fenol-Air pada Variabel 1,5gram dan

3gram... IV-4 Grafik IV.2.4 Timbal Balik Fenol-HCl 0,09 N dengan Berat Fenol 1,5 gram... IV-5 Grafik IV.2.5 Timbal Balik Fenol-HCl 0,09 N dengan Berat Fenol 3 gram... IV-6 Grafik IV.2.6 Perbandingan Timbal Balik Fenol-Air pada Variabel 1,5gram dan

3gram... IV-7

(7)

I-1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Dalam praktikum Kimia Fisika, salah satu modul yang akan dipelajari adalah kelarutan. Kelarutan atau solubilitas adalah kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat terlarut (solute) untuk dapat larut dalam suatu pelarut (solvent). Kelarutan tersebut dapat bercampur secara sempurna (etanol dalam air), bercampur sebagian (fenol dalam air), ataupun tidak bercampur sama sekali. Tingkat kelarutan tersebut dipengaruhi oleh perubahan suhu. Suatu fasa dapat mengalami perubahan menjadi dua fasa bila suhu berubah, begitu pun sebaliknya. Contohnya pada keadaan larut sebagian, larutan tersebut dapat mencapai keadaan larutan kritis. Larutan kritis merupakan larutan yang memiliki komposisi larutan yang berada dalam keadaan kesetimbangan. Larutan kritis dapat ditemukan melalui percobaan kelarutan timbal balik fenol-air.

Kelarutan timbal balik fenol-air adalah kelarutan dari larutan fenol dengan air yang bercampur sebagian bila temperaturnya dibawah temperatur kritis. Temperatur kritis adalah kenaikan temperatur tertentu dimana akan diperoleh komposisi yang berada dalam kesetimbangan. Tempratur kritis pada percobaan timbal balik fenol dapat diperoleh melalui suhu rata-rata maksimum pada saat keadaan jernih dan keruh. Pada saat larutan tersebut mencapai temperatur kritis maka larutan tersebut mencapai larutan kritis. Oleh karena itu praktikum ini dilaksanakan dengan tujuan agar praktikan dapat mengetahui kelarutan dua jenis zat yang tidak saling campur ketika dicampurkan pada saat mencapai titik kritis maupun sebelum mencapai titik kritis.

Aplikasi kelarutan dalam bidang industri dapat dimanfaatkan untuk memurnikan zat dari kotoran–kotoran hasil samping suatu reaksi dengan cara rekristalisasi bertingkat.

Pada cara ini zat yang masih bercampur dengan pengotor dilarutkan dalam sedikit pelarut panas, dimana pengotor lebih mudah larut daripada zat yang akan dimurnikan. Setelah larutan dingin kotoran akan tertinggal dalam larutan zat murni akan memisah sebagai endapan. Kristal murni yang dihasilkan lalu disaring dan dikeringkan.

I.2. Rumusan Masalah

1. Bagaimana hubungan temperatur kritis dalam kelarutan timbal balik fenol-air dan fenol-HCl 0,09 N dengan variabel berat fenol sebesar 1,5 gram dan 3 gram beserta

(8)

I-2

Bab I Pendahuluan

penambahan aquadest dan larutan HCl 0,09 N dengan variabel 1 ml dengan kelipatan penambahan sebanyak 5 kali ?

2. Berapakah persentase berat fenol dalam kelarutan timbal balik fenol-air dan fenol-HCl 0,09 N dengan variabel berat fenol sebesar 1,5 gram dan 3 gram beserta penambahan aquadest dan larutan HCl 0,09 N dengan variabel 1 ml dengan kelipatan penambahan sebanyak 5 kali ?

I.3. Tujuan Percobaan

1. Mengetahui hubungan temperatur kritis dalam kelarutan timbal balik fenol-air dan fenol-HCl 0,09 N dengan variabel berat fenol sebesar 1,5 gram dan 3 gram beserta penambahan aquadest dan larutan HCl 0,09 N dengan variabel 1 ml dengan kelipatan penambahan sebanyak 5 kali.

2. Mengetahui persentase berat fenol dalam kelarutan timbal balik fenol-air dan fenol- HCl 0,09 N dengan variabel berat fenol sebesar 1,5 gram dan 3 gram beserta penambahan aquadest dan larutan HCl 0,09 N dengan variabel 1 ml dengan kelipatan penambahan sebanyak 5 kali.

I-2

(9)

II-1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Dasar Teori

Sistem biner fenol air merupakan sistem yang memperlihatkan sifat solubilitas timbal balik antara fenol dan air pada suhu tertentu dan tekanan tetap. Solubilitas (kelarutan) adalah kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat terlarut (solut), untuk larut dalam suatu pelarut (solven). Konsentrasi larutan menyatakan secara kuantitatif komposisi zat terlarut dan pelarut di dalam larutan. Konsentrasi umumnya dinyatakan dalam perbandingan jumlah zat terlarut dengan jumlah total zat dalam larutan, atau dalam perbandingan jumlah zat terlarut dengan jumlah pelarut. Contoh beberapa satuan konsentrasi adalah molar, molal, dan bagian per juta (part per million, ppm). Sementara itu, secara kualitatif, komposisi larutan dapat dinyatakan sebagai encer (berkonsentrasi rendah) atau pekat (berkonsentrasi tinggi). Molekul komponen- komponen larutan berinteraksi langsung dalam keadaan tercampur. Pada proses pelarutan, tarikan antarpartikel komponen murni terpecah dan tergantikan dengan tarikan antara pelarut dengan zat terlarut. Terutama jika pelarut dan zat terlarut sama-sama polar, akan terbentuk suatu struktur zat pelarut mengelilingi zat terlarut; hal ini memungkinkan interaksi antara zat terlarut dan pelarut tetap stabil. Bila komponen zat terlarut ditambahkan terus-menerus ke dalam pelarut, pada suatu titik komponen yang ditambahkan tidak akan dapat larut lagi.

Misalnya, jika zat terlarutnya berupa padatan dan pelarutnya berupa cairan, pada suatu titik padatan tersebut tidak dapat larut lagi dan terbentuklah endapan. Jumlah zat terlarut dalam larutan tersebut adalah maksimal, dan larutannya disebut sebagai larutan jenuh. Titik tercapainya keadaan jenuh larutan sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor lingkungan, seperti temperature, tekanan, dan kontaminasi (Isnaeni, 2013).

Secara umum, kelarutan suatu zat yaitu jumlah suatu zat yang dapat terlarut dalam pelarut tertentu sebanding terhadap suhu. Hal ini terutama berlaku pada zat padat, walaupun ada perkecualian. Kelarutan zat cair dalam zat cair lainnya secara umum kurang peka terhadap suhu daripada kelarutan padatan atau gas dalam zat cair. Kelarutan gas dalam air umumnya berbanding terbalik terhadap suhu (Wikipedia, 2013).

Di dalam larutan terdapat juga yang disebut larutan ideal. Bila interaksi antarmolekul komponen-komponen larutan sama besar dengan interaksi antarmolekul komponen- komponen tersebut pada keadaan murni, terbentuklah suatu idealisasi yang disebut larutan ideal. Larutan ideal mematuhi hukum Raoult, yaitu bahwa tekanan uap pelarut (cair)

(10)

II-2

Bab II Tinjauan Pustaka

berbanding lurus dengan fraksi mol pelarut dalam larutan. Larutan yang benar-benar ideal tidak terdapat di alam, namun beberapa larutan memenuhi hukum Raoult sampai batas-batas tertentu. Contoh larutan yang dapat dianggap ideal adalah campuran benzena dan toluena. Ciri lain larutan ideal adalah bahwa volumenya merupakan penjumlahan tepat volume komponen- komponen penyusunnya. Pada larutan non-ideal, penjumlahan volume zat terlarut murni dan pelarut murni tidaklah sama dengan volume larutan (Wikipedia, 2013).

Larutan ideal mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :

1. Pada pengenceran komponennya todak mengalami perubahan sifat.

2. Tidak terjadi perubahan panas pada pembuatan atau pengenceran.

3. Volume total adalah jumlah volume komponennya.

4. Mengikuti hukum Raoult tentang tekanan uap.

5. Sifat fisiknya adalah rata-rata sifat fisika penyusun.

(Sukardjo,1989)

Kelarutan dinyatakan dalam jumlah maksimum zat terlarut yang larut dalam suatu pelarut pada kesetimbangan. Larutan hasil disebut larutan jenuh. Zat-zat tertentu dapat larut dengan perbandingan apapun terhadap suatu pelarut. Contohnya adalah etanol di dalam air.

Sifat ini dalam bahasa Inggris lebih tepatnya disebut miscible. Pelarut umumnya merupakan suatu cairan yang dapat berupa zat murni ataupun campuran (Rizhwandy, 2011).

Pada sistem biner fenol–air, terdapat 2 jenis campuran yang dapat berupa pada kondisi tertentu. Suatu fase didefinisikan sebagai bagian sistem yang seragam atau homogen diantara keadaan submakroskopiknya, tetapi benar – benar terpisah dari bagian sistem yang lain oleh batasan yang jelas dan baik. Campuran padatan atau dua cairan yang tidak saling bercampur dapat membentuk fase terpisah. Sedangkan campuran gas-gas adalah satu fase karena sistemnya yang homogen. Simbol umum untuk jumlah fase adalah P (Dogra SK dan Dogra S, 2008).

Kelarutan timbal balik adalah kelarutan dari suatu larutan yang bercampur sebagian bila temperaturnya di bawah temperatur kritis. Jika mencapai temperatur kritis, maka larutan tersebut dapat bercampur sempurna (homogen) dan jika temperaturnya telah melewati temperatur kritis maka sistem larutan tersebut akan kembali dalam kondisi bercampur sebagian lagi. Salah satu contoh dari temperatur timbal balik adalah kelarutan fenol dalam air yang membentuk kurva parabola yang berdasarkan pada bertambahnya % fenol dalam setiap perubahan temperatur baik di bawah temperatur kritis (Indah, 2011).

II-2

(Sukardjo,1989)

II-2

(Sukardjo,1989)