Page
Campuran Tiga Komponen (Diagram Terner )
Fahira Okta Ramadhani1, Nazwa Carissa Az-zahra2, Umar Kalmar Nizar, S.Si,M.Si,Ph.D*3
1Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Padang Jl. Prof. Dr. Hamka
Abstract — This article aims to explain important concepts in physical chemistry related to mixtures of three components. In this article, we will explain the Gibbs phase rule, which allows us to predict the number of phases that will be present in a three-component mixture under various conditions. . To determine the solubility of each component, this can be done by calculating the mole fraction of each component in the solution for each treatment.the results we got in flask 1, with nA: 0.027 mol nB: 0.078 mol nC: 0.1053 mol and CH3COOH mole fraction: 37.142%, water mole fraction: 12.857%, CHCl3 mole fraction: 50.142%, in flask 2 with nA : 0.055 mol nB: 0.069 mol nC: 0.055 mol and CH3COOH mole fraction: 38.547 %, water mole fraction: 30.726%, CHCl3
mole fraction: 30.726 %, in flask 3, with nA: 0.083 mol nB: 0.061 mol nC: 0.024 mol and CH3COOH mole fraction: 36.30%, water mole fraction: 49.40%, CHCl3 mole fraction: 14.28%, in flask 4, with nA: 0.1 mol nB:
0.05 mol nC: 0.012 mol and CH3COOH mole fraction: 30.86%, water mole fraction: 61.72%, CHCl3 mole fraction: 7.40%, in flask 5, with nA: 0.13 mol nB: 0.043 mol nC: 0.012 mol and CH3COOH mole fraction : 23.24%, water mole fraction: 70.27%, CHCl3 mole fraction: 6.48%, in flask 6, with nA: 0.166 mol nB: 0.034 mol nC: 0.0061 mol and CH3COOH mole fraction: 16, 49 %, water mole fraction: 80.54%, CHCl3 mole fraction:
2.96 %, in flask 7, with nA: 0.194 mol nB: 0.026 mol nC: 0.018 mol and CH3COOH mole fraction: 10.92 %, mole fraction water: 81.51%, CHCl3 mole fraction: 7.56%, in flask 8, with nA: 0.222 mol nB: 0.017 mol nC:
0.024 mol and CH3COOH mole fraction: 5.84%, water mole fraction: 76.28 %, CHCl3 mole fraction: 8.24 %, in flask 9, with nA: 0.25 mol nB: 0.008 mol nC: 0.0061 mol and CH3COOH mole fraction: 3.03 %, water mole fraction: 94.6% , CHCl3 mole fraction: 2.31%. From the practical work we have done, it can be concluded that the ternary diagram is a three-component system at constant temperature and pressure which has a maximum number of degrees of freedom of two, so that the phase diagram of this system can be depicted in one flat plane of an equilateral triangle.
Page Keywords — solubility, ternary, mole fraction
I. PENDAHULUAN
Diagram Tenner, juga dikenal sebagai "Tenner Grid,"
adalah alat visual yang digunakan dalam analisis data untuk memahami hubungan antara dua set variabel atau faktor yang berbeda. Diagram ini memiliki nama yang berasal dari namanya, yaitu Francis J. Tenney, seorang ahli statistik Amerika yang mengembangkannya pada awal abad ke-20. Diagram Tenner adalah alat yang bermanfaat dalam ilmu statistik, penelitian sosial, analisis bisnis, dan banyak disiplin lainnya[2].
Dalam artikel ini, kita akan menjelajahi apa yang dimaksud dengan Diagram Tenner, bagaimana cara menggunakannya, dan bagaimana alat ini dapat memberikan wawasan yang berharga dalam menggali hubungan antar variabel. Kita juga akan melihat contoh- contoh penggunaan Diagram Tenner dalam berbagai konteks, serta bagaimana langkah-langkah praktis untuk membuat dan menginterpretasinya.
Melalui pemahaman lebih lanjut tentang Diagram Tenner, kita akan dapat mengaplikasikannya dalam analisis data yang lebih mendalam, pengambilan keputusan yang lebih baik, dan pemecahan masalah yang lebih efektif. Artikel ini bertujuan untuk memberikan pemahaman yang komprehensif tentang alat ini dan memberikan dasar bagi siapa saja yang ingin memanfaatkannya dalam konteks penelitian atau pekerjaan mereka[1].
Telah dinyatakan bahwa fasa adalah bagian system yang mempunyai komposisi dan sifat yang seragam disemua posisi system tersebut. System yang mengandung beberapa
komponen dan fasa disebut system heterogen multi komponen. Fasa suatu komponen dipengaruhi oleh tekanan dan suhu, dan tentu demikian juga dengan system multi komponen. Oleh sebab itu, tekanan dan suhu adalah dua variable yang mempengaruhi fasa.
Artinya bila tekanan dan suhu (atau keduanya) dirubah maka komposisi system akan berubah, dan mungkin jumlah fasa system juga mengalami perubahan.
Seperti telah dinyatakan bahwa untuk satu fasa diperlukan dua variable bebas, yaitu tekanan dan suhu.
Dengan demikian jumlah variable F = P(C-1) +2. Tetapi harus diingat bahwa komponen antara fasa terdapat kesetimbangan. Dalam kesetimbangan dua fasa, jumlah zat pada fasa pertama berbeda dengan fasa kedua dan antara keduanya ada ketergantungan atau hubungan.
Seterusnya untuk tiga fasa ada tiga hubungan, tetapi dua yang perlu diketahui karena yang terakhir dapat dihitung.
Untuk P fasa diperlukan hubungan sebanyak (P-1), dan jika ada C komponen, aka nada C(P-1) hubungan.
Hubungan komposisi suatu komponen dalam berbagai fasa akan mengurangi hubungan dalam tiga fasa, sehingga jumlah variable (F) menjadi :
F = P(C – 1) + 2 – C(P - 1) F = C – P + 2
Dengan F = jumlah variable, C = jumlah komponen dan P = jumlah fasa. Persamaan di atas disebut hokum fasa Gibbs, sedangkan F disebut dengan derajat kebebasan[3].
Gambar 1. Diagram Fasa Tiga Komponen pada tekakan tetap.
Diagram tiga dimensi sulit digambarkan,maka disederhanakan pada suhu dan tekananan tetap. System tiga kkomponen pada temperatur dan tekanan tetap mempunyai jumlah derajat kwbwbasan paling banyak dua, maka diagram fasa system ini dapat digambarkan dalam satu bidang datar berupa suatu segi tiga sama sisi yang disebut diagram terner [1].
Kelarutan dapat dijelaskan sebagai kemampuan jumlah maksimum suatu zat kimia tertentu untuk larut dalam suatu pelarut pada kesetimbangan. Zat tertentu dapat larut dalam pelarut pada keadaan setimbang. Zat tertentu dapat larut pada perbandingan komposisi apa pun terhadap pelarut. Properti ini juga disebut miscibility. Pelarut yang digunakan pada umumnya dalam suatu zat cair berbentuk cair, gas, atau padat [2].
Kelarutan timbal balik adalah kelarutan suatu larutan yang tercampur sebagian ketika suhunya berada di bawah suhu kritis.
Jika mencapai suhu kritis, maka larutan dapat tercampur sempurna dan jika suhu sudah melewati suhu kritis maka larutan sistem akan kembali ke keadaan tercampur sebagian lagi.
Contoh suhu timbal balik adalah larutan fenol dalam air [3].
Kelarutan pasangan cairan yang tercampur sebagian dibedakan menjadi 4 jenis, yang pertama adalah campuran dengan suhu larut kritis maksimum Jenis ini terdapat pada campuran air-anilin, jika ditambahkan sedikit air pada anilin, maka campuran air dalam anilin diperoleh. Bila ditambahkan terus menerus akan timbul dua lapisan yaitu air dalam anilin dan anilin dalam air. Selama ada dua lapisan, susunannya tetap hanya jumlah masing-masing lapisan yang berubah. Saat campuran dipanaskan, pada titik tertentu kedua lapisan tersebut menghilang hingga membentuk campuran yang homogen. Yang kedua adalah campuran dengan suhu pelarutan kritis minimal.
Jenis ini terdapat pada campuran air trietilamina, dengan suhu kritis maksimum 18,5°C. juga disini selama suhunya tetap komposisi campurannya selalu tetap.
Ketiga, campuran dengan suhu pelarutan maksimum dan minimum. Campuran ini terdapat pada campuran air-nikotin.
Page Temperatur pelarutan kritis maksimum adalah 208°C dan
minimum adalah 60,8°C. Terakhir, campuran cair tanpa suhu pelarutan Air dan eter tercampur sebagian dalam perbandingan berapa pun, sehingga tidak mempunyai suhu pelarutan kritis, baik minimum maupun maksimum [4].
Sesuai dengan prinsipnya, proses mempelajari kelarutan timbal balik antara dua cairan yaitu fenol dengan air suling. Fenol dengan metanol dan fenol dengan Nacl dimana masing- masing mempunyai sifat fisika-kimia yang berbeda. Air suling memiliki BM gr/mol, titik didih 100°C dan titik leleh 42" C serta mudah larut dalam metanol dan dietil eter. Metanol memiliki BM 32,04 gr/mol, titik didih 64,5°C, titik leleh - 97,8°C dan mudah larut dalam air dingin dan air panas, sedangkan Nacl memiliki BM 58,44 gr/mol, titik didih 1413C, titik leleh 80°C dan mudah larut dalam air dingin dan air panas [5].
Menurut penelitian, pelarut yang memiliki berat molekul tinggi dengan tingkat polaritas rendah memungkinkan zat lain yang memiliki berat molekul sama mudah terekstraksi. Hal ini berkaitan dengan prinsip like dissolve like atau polar polar . Perbandingan berapa pun, sehingga tidak mempunyai suhu pelarutan kritis, baik minimum maupun maksimum [4].
II. METODE
Pada penelitian ini menggunakan alat dan bahan serta prosedur kerja untuk melakukan percobaan.
A. Alat dan Bahan.
Pada percobaan campuran tiga komponen ini menggunakan beberapa alat yaitu Erlenmeyer, pipet takar, bola hisap, buret, plastic penutup + karet, labu takar 100 mL, thermometer.
Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan campuran tiga komponen yaitu asam asetat glasial, air, kloroform; kloroform, air, asam asetat glasial; kloroform, methanol, asam asetat glacial; methanol, kloroform, air;
asam asetat, kloroform, air;asam asetat,benzene,air.
B. Prosedur Kerja
Prosedur yang dilakukan pada praktikum ini yaitu:
pada percobaan campuran tiga komonen ini kami pertama-tama menyiapkan alat-alat dan bahan bahan terlebih dahulu sebelum memulai percobaan langkah pertama yang kami lakukan yaitu mengambil cairan A(aquades), B(kloroform) dan C(asam asetat), yaitu A dan B saling larut sebagian, sedangkan C larut sempurna dalam A dan dalam B. Setelah itu, kami membuat membuat 9 macam campuran cairan A dan C yang saling larut didalam Erlenmeyer yang bersih, kering, dan tertutup dengan komposisi seperti digambar. Kami kemudian mulai mentitrasi pada tiap campuran dalam
masing-masing labu, yang terdiri dari labu 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, sebelum dititrasi kami mengukur suhu sebelum dititrasi dan juga mengukur suhu sesudah dititrasi dan kami mencatat volume zat C yang digunakan. Setelah selesai melakukan percobaan tersebut, kami mulai menghitung konsentrasi ketiga komponen dalam fraksi mol untuk tiap campuran ketika terjadi perubahan fasa.
III. PEMBAHASAN
Pada percobaan ini dilakukan pencampuran tiga komponen yaitu Aquades (polar), kloroform (non polar) dan Asam Asetat (semi polar). Untuk mengetahui kelarutan masing-masing komponen, pertama kloroform dicampurkan Asam Asetat dengan menggunakan buret. kemudian dititrasi dengan Aquades sampai larutan menjadi keruh (kloroform larut sebagian dalam Asam Asetat atau non polar larut sebagian dalam semi polar, tapi kloroform tidak larut dalam Aquades atau non polar tidak larut dalam polar [1].
Kloroform yang digunakan dalam percobaan kali ini dibuat bervariasi volumenya yakni 4,5 mL, 4 mL, 3,5 mL, 3 mL, 2,5 mL, 2 mL, 1,5 mL, 1 mL dan 0,5 mL. Hal ini
dilakukan untuk mengamati besarnya pengaruh kloroform terhadap banyaknya volume asam asetat glasial yang dibutuhkan terbentuk dua fasa. Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan kepolaran yakni kloroform bersifat nonpolar sedangkan air bersifat polar. Selain itu karena massa jenis kloroform = 1,48 g/mL sedangkan air sebesar 0,998 g/mL, maka pada percobaan ini diperoleh lapisan kloroform berada dilapisan bawah sedangkan air di lapisan atas karena ρ kloroform > ρ air [2].
Untuk mengetahui kelarutan masing-masing suatu komponen, dapat dilakukan dengan cara menghitung fraksi mol masing- masing komponen dalam larutan pada setiap perlakuan.
Konsentrasi dapat dinyatakan dalam istilah presentase % berat atau fraksi mol. Sistem tiga komponen pada suhu dan tekanan tetap mempunyai jumlah derajat kebebasan paling banyak. Jumlah fase dalam sistem zat cair tiga komponen bergantung pada daya aling larut antar zat cair tersebut dan suhu. Metode titrasi digunakan untuk memisahkan campuran yang terdiri dari dua cairan yang saling melarut sempurna. Sehingga di dapatkan kurva campuran tiga komponen (Diagram Terner) sebagai berikut:
Gambar 3. Kurva diagram terner hasil percobaan
Campuran air dan kloroform selanjutnya dititrasi dengan asam asetat glasial dan membentuk satu fasa. Hal ini disebabkan asam asetat glasial bersifat semipolar sehingga dapat larut sebagian dalam air dan sebagiannya lagi dalam kloroform. Disinilah penerapan dari sistem tiga komponen sistem terner yang
Page bercampur sebagian [3].
Dari percobaan, kloroform dan asam asetat mampu melarut dengan baik. Hal ini dikarenakan antara kloroform dan asam asetat dapat saling berikatan.
Dimana kloroform dapat berikatan disekitar gugus alkil dari asam asetat yang bersifat non polar pada gugus CH3 nya [4]
Pada percobaan ini melakukan pengukuran suhu terhadap larutan sesudah dan sebelum direaksikan hasil yang praktikan dapatkan tidak ada perubahan suhu yang signifikan di dapat sehingga suhu yang terbaca pada thermometer tetap sama yaitu 30ºc [5].
IV. KESIMPULAN
Dari praktikum yang telah kita lakukan dapat disimpulkan Diagram terner merupakan sistem tiga komponen pada temperatur dan tekanan tetap yang mempunyai jumlah derajat kebebasan paling banyak dua sehingga diagram fasa sistem ini dapat digambarkan dalam satu bidang datar segitiga sama sisi. Zat yang digunakan pada pervobaan Aquadest (polar), Kloroform (non polar), dan asam asetat (semi polar). Menandakan proses titrasi selesai yaitu larutan menjadi keruh
UCAPAN TERIMA
KASIH
Bismillahirrahmanirrahim kami mahasiswa program studi Kimia Semester ganjil Juli-Desember 2023 Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Kami dari kelompok III mata kuliah Kimia Fisika mengucapkan terimakasih kepada: Umar Kalmar Nizar, S.Si., M.Si., Ph.D, PLP laboratorium Kimia Fisika dan Segenap Asisten dan Tim pembimbing praktikum Kimia Fisika
Page REFERENSI
[1] Amran, A. Penuntun Praktikum Kimia Fisika. Padang:
Universitas Negeri Padang, 2019.
[2] Atkins, pater dkk. Cairan Campur sebagian. Jakarta:
Erlangga, 2014.
[3] karyadi. Kimia Fisika 1. Jambi: Universitas jambi, 2013.
[4] Sanga, L. dkk. Dasar-Dasar Kimia Fisika. Yogyakarta:
UGM, 2020
[5] Wahyuni. Diktet Petunjuk Praktikum Kimia Fisika.
Semarang: UNNES, 2023
[6] Yusuf. Suhu, Waktu dan kelarutan. Gresik: Granti, 2015 LAMPIRAN
Pengambilan Kloroform Sebelum Titrasi
Titrasi Setelah titrasi
Page
