MODUL PRAKTIKUM KIMIA FISIK DAN KOLOID

MODUL PRAKTIKUM

KIMIA FISIK DAN KOLOID

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah swt atas berkah dan kemampuan dari Nya sehingga kami dapat menyelesaikan penyusunan Modul Praktikum Kimia Fisik dan Koloid ini untuk dapat dimanfaatkan oleh siapapun khususnya mahasiswa Teknik Kimia.

Kami menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak terdapat kekurangan baik dari segi susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu, dengan tangan terbuka kami menerima segala bentuk saran dan kritik dari pembaca agar kami dapat memperbaiki isi buku ini.

Kami berharap semoga buku ini dapat memberikan manfaat dan inspirasi terhadap pembaca.

Tim Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... iii

TATA TERTIB PRAKTIKUM DAN SAFETY RULES ...1

PETUNJUK PENGGUNAAN ALAT DAN CONTOH ALAT ...6

MODUL I TEGANGAN PERMUKAAN ... 12

MODUL II SISTEM BINER FENOL-AIR ... 18

MODUL III EMULSI ... 24

MODUL IV ISOTERM ADSORPSI ... 28

MODUL V KENAIKAN TITIK DIDIH... 37

TATA TERTIB PRAKTIKUM DAN SAFETY RULES Tata Tertib Praktikum

1. Semua Praktikan diwajibkan mengenakan jas praktikum yang berwarna putih selama berada dalam laboratorium.

2. Hadir 15 menit sebelum jadwal praktikum dan menandatangani daftar hadir.

3. Mencatat semua hasil pengamatan dari percobaan yang dilakukan di dalam Laporan Awal praktikum. Pada akhir percobaan, semua hasil pengamatan harus diketahui dan ditandatangani Asisten.

4. Sebelum meninggalkan laboratorium, Praktikan harus membersihkan meja kerja dan alat-alat praktikum serta mengatur kembali letak bahan praktikum.

5. Kesalahan kerja atau kelalaian Praktikan sehingga terjadi kerusakan alat atau bahan yang terbuang, wajib diganti Praktikan dengan alat/bahan yang sama.

6. Bersikap sopan kepada Asisten selama praktikum berlangsung.

7. Ketidakhadiran praktikum pada waktu yang telah dijadwalkan dinyatakan GUGUR, kecuali ada alasan yang kuat.

8. Ketidakhadiran karena sakit, percobaannya dapat dilakukan di luar jadwal praktikum sesuai persetujuan asisten, setelah mendapat ijin dari Dosen Koordinator praktikum. Dispensasi perubahan jadwal karena sakit hanya dibolehkan satu kali selama periode praktikum.

Safety Rules

Safety di laboratorium benar-benar harus jadi perhatian semua pengguna laboratorium.

Senyawa kimia yang digunakan di laboratorium merupakan senyawa yang berbahaya, oleh sebab itu sangat penting untuk mematuhi safety rules yang ada di laboratorium.

Asumsikan bahwa semua senyawa di laboratorium itu sangat toksik dan berbahaya. Cari tahu lokasi peralatan safety di laboratorium seperti safety shower, eye-wash, alat pemadam kebakaran, alarm kebakaran dan pintu darurat.

Safety rules yang harus diikuti oleh semua mahasiswa:

1. Baca dan pahami terlebih dahulu percobaan yang akan dilakukan dan tata tertib laboratorium sebelum masuk.

2. Jangan lupa memakai jas laboratorium dan masker sebelum bekerja di laboratorium.

3. Gunakan goggle dan sarung tangan pada saat dibutuhkan.

4. Jangan menyentuh bahan kimia secara langsung dengan tangan.

5. Jangan makan dan minum di dalam laboratorium.

6. Jangan pernah mencoba mencicipi bahan kimia.

7. Jangan pernah mencium bahan kimia secara langsung, kibaskan dengan tangan untuk mencium bau senyawa.

8. Jangan pernah memipet larutan dengan mulut, tapi gunakanlah rubber pipet.

9. Jangan letakan cairan yang mudah terbakar dekat oven.

10. Lakukan pembakaran dekat jendela, dan jangan arahkan mulut tabung reaksi ke arah orang lain.

11. Jangan lupa matikan bunsen setelah melakukan pembakaran.

12. Jangan mengaktifkan HP ketika bekerja di laboratorium.

13. Jangan membuang bahan kimia ke wastafel, buanglah sisa bahan kimia ke dalam botol limbah.

14. Jika ada glassware yang pecah harus langsung dibersihkan.

15. Lakukan semua reaksi yang melibatkan bahan berbau dan berbahaya di lemari

16. Jika tangan atau bagian tubuh lainnya terkena tumpahan bahan kimia, cuci segera di air mengalir.

17. Ketika memindahkan cairan dari suatu wadah ke wadah lain, lakukan dengan perlahan dan hati-hati.

18. Ketika mengencerkan asam, tuangi asam ke dalam air, jangan lakukan sebaliknya.

19. Jangan berkerja sendirian di dalam laboratorium, jika harus bekerja sendirian, minta laboran untuk mendampingi.

20. Jangan lupa membersihkan dan merapikan kembali meja praktikum ketika sudah selesai bekerja di laboratorium.

Gambar di bawah ini memperlihatkan beberapa contoh APD (Alat Pelindung Diri) yang ada di laboratorium.

Jas laboratorium Masker

Goggle Sarung tangan

APAR Fire Detector

Shower Fire Flash

Exit Door Eye shower

PETUNJUK PENGGUNAAN ALAT DAN CONTOH ALAT

Untuk memperoleh hasil percobaan yang benar maka haruslah diketahui lebih dulu cara-cara pokok dalam penggunaan alat-alat laboratorium.

1. Pemanasan

Kebanyakan dari proses pemanasan dalam lab dilakukan dengan menggunakan alat pembakar gas, meski demikian untuk beberapa hal dipakai peralatan oven. Pembakaran atau bunsen seperti tergambar di bawah ini pada umumnya memiliki sebuah katup pengatur gas dan pengatur udara.

Untuk menyalakan bunsen, dilakukan tahap sebagai berikut:

• Katup udara dalam keadaan tertutup dan katup gas terbuka.

• Nayalakan api dengan korek api, pada tahap ini akan dihasilkan nyala berwarna merah yang tidak terlalu panas.

• Untuk mendapatkan nyala yang baik dan temperatur pembakaran yang lebih tinggi, katup udara dibuka perlahan-lahan sehingga didapat nyala biru.

• Setelah selesai digunakan, matikan bunsen dengan cara menutup katup aliran gas.

Jika bunsen digunakan untuk memanaskan zat dalam tabung reaksi/beaker glass, tata caranya dapat dilihat dalam gambar di bawah ini:

Perhatikan mulut tabung jangan mengarah ke wajah!

2. Penyaringan

Penyaringan bertujuan untuk memisahkan suatu cairan dari bahan padat dengan cara melewatkan cairan pada bahan penyaring, misalnya kertas saring.

Tata cara penyaringan adalah sebagai berikut:

• Lipat kertas saring seperti gambar di bawah ini:

• Pasanglah di atas corong, lalu basahi kertas saring tersebut dengan air suling dan hindari adanya rongga udara di balik kertas saring.

• Perhatikan posisi tepi kertas saring harus ½ sampai 1 cm dari tepi atas corong dengan jumlah endapan 2/3 dari ketinggian kertas saring (maksimum).

• Pasang corong pada penyangga dan taruhlah wadah penampung di bawahnya.

• Tuanglah cairan melalui batang pengaduk dengan hati-hati.

• Bilaslah beberapa kali dengan air suling hingga benar-benar bersih.

3. Pembacaan skala

Pada alat-alat pengukur volume cairan tertera tanda garis-garis melingkar yang menunjukkan batas tinggi cairan pada volume tertentu. Sebagai batas pembacaan adalah bagian permukaan lengkung cairan, kecuali untuk cairan yang berwarna pekat/gelap,

dibaca pada bagian atas permukaan lengkung cairan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut:

4. Pencucian alat

Alat-alat yang digunakan dalam lab kimia harus dalam keadaan bersih.

Alat yang bersih dapat diketahui bila permukaannya dibasahi maka akan terdapat suatu lapisan cairan yang merata. Adanya lemak atau debu akan menyebabkan lapisan tersebut tidak merata.

Pencucian/pembersihan alat dilakukan dengan cara mencucinya dengan detergen dan bila perlu digosok dengan sikat dan akhirnya dibilas dengan air suling. Untuk mencuci alat-alat yang sangat kotor digunakan larutan kalium

dikhromat dalam asam sulfat. Cara membuat larutan tersebut dapat ditanyakan kepada asisten.

Berikut beberapa contoh peralatan yang ada di laboratorium.

MODUL 1

TEGANGAN PERMUKAAN CAIRAN

I. TUJUAN

• Menentukan nilai tegangan permukaan suatu zat cair dengan menggunakan metode pipa kapiler.

• Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan cairan.

II. TEORI

Tegangan permukaan adalah suatu gaya dalam dyne yang bekerja sepanjang 1 cm pada permukaan zat cair. Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zat cair cenderung untuk menegang, sehingga permukaannya tampak seperti selaput tipis. Hal ini dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi antara molekul air. Pada zat cair yang adesiv berlaku bahwa besar gaya kohesinya lebih kecil dari pada gaya adesinya dan pada zat yang nonadesiv berlaku sebaliknya. Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk menentukan tegangan permukaan zat cair, diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Metode Cicin de-Nouy

Metode ini digunakan untuk mengukur tegangan permukaan dan tegangan antar permukaan pada fase cair. Prinsip kerja alat ini sesuai dengan gaya yang dibutuhkan yaitu untuk melepaskan cincin yang tercelup pada zat cair sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antar muka. Gaya yang dibutuhkan untuk melepas cincin dalam hal ini diberikan oleh kawat torsi yang dinyatakan dalam dyne.

Prinsip kerjanya adalah gaya yang diperlukan untuk melepas cincin platina-iridium yang dicelupkan pada permukaan atau antarmuka sebanding dengan tegangan tegangan permukaan atau tegangan antar muka.

Gambar Alat metode cincin pada penentuan tegangan permukaan dan tegangan antarmuka pada cairan

2. Metode Kenaikan Kapiler

(a) (b)

Gambar Gaya tegangan permukaan pada cairan dalam pipa kapiler. Cairan (a) naik jika 𝜽< 90⁰ atau (b) turun jika 𝜽> 90⁰

Bentuk permukaan cairan di dalam pipa kapiler bergantung pada sudut kontak (θ ) cairan tersebut. Permukaan cairan akan naik jika θ < 90° dan turun jika θ > 90°. Dalam pipa kapiler dengan jari-jari (r), panjang zat cair yang menyinggung dinding merupakan keliling lingkaran yaitu 2πr, dengan demikian, besarnya gaya tegangan permukaan komponen vertikal yang bekerja sepanjang permukaan kontak adalah :

𝛾 = ^𝐹 → 𝐹 = 𝛾𝑑 ...(1)

𝑑

F= 𝛾𝑑 cos 𝜃 ... (2) Dalam hal ini d=2πr

Sehingga, gaya total yang dibutuhkan untuk menaikkan atau menurunkan zat cair setinggi h adalah :

F= 2π rγcosθ ... (3) Gaya ke bawah tidak lain adalah W yaitu berat zat cair setinggi h dengan volume, V= π r²h , maka:

W= ρ g π r²h ... (4) Karena zat cair dalam pipa berada dalam keadaan setimbang maka:

mg = F cosθ ρ Vg = γ d cosθ ρ π r²hg = γ 2π r cosθ atau

h =

2𝛾 cos 𝜃 ...(5)

𝜌 𝑔 𝑟

Cairan akan mencapai ketinggian maksimum, apabilakomponen vertikal dari gaya tegangan permukaan seimbang dengan berat cairan setinggi h.

Adapun faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan antara lain:

1. Suhu

Tegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena meningkatnya energy kinetik molekul. Pada umumnya nilai tegangan permukaan zat cair berkurang dengan adanya kenaikan suhu.

2. Zat Terlarut

Keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi tegangan permukaan. Penambahan zat terlarut akan meningkatkan viskositas larutan, sehingga tegangan permukaan akan bertambah besar. Tetapi apabila zat yang berada dipermukaan cairan membentuk lapisan monomolecular, maka akan menurunkan tegangan permukaan, zat tersebut biasa disebut dengan surfaktan.

3. Surfaktan

Surfaktan (surface active agents), zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Sabun merupakan salah satu contoh dari surfaktan.

air, maka tegangan permukaannya juga besar. Sebaliknya pada cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil, maka tegangan permukaannya juga kecil.

5. Konsentrasi Zat Terlarut

Konsentrasi zat terlarut (solut) suatu larutan biner mempunyai pengaruh terhadap sifat-sifat larutan termasuk tegangan muka dan adsorbsi pada permukaan larutan.

Telah diamati bahwa solut yang ditambahkan kedalam larutan akan menurunkan tegangan muka, karena mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih besar daripada didalam larutan. Sebaliknya solut yang penambahannya kedalam larutan menaikkan tegangan muka mempunyai konsentrasi dipermukaan yang lebih kecil daripada didalam larutan.

III. TUGAS PERSIAPAN

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan gejala kapilaritas ! 2. Tuliskan:

(a) satuan dan dimensi tegangan permukaan (γ) dalam SI.

(b) γ untuk 3 cairan yang berbeda.

3. Sebatang pipa kapiler dengan diameter 6 mm dicelupkan kedalam suatu cairan. Cairan naik melalui pipa kapiler tersebut setinggi 5 cm dari permukaan cairan disekelilingnya. Sudut kontak yang dihasilkan adalah 30⁰. Berapakah besarnya tegangan permukaan cairan tersebut pada pipa kapiler?

4. Tentukan besarnya massa jenis suatu cairan jika diketahui volume cairan sebesar 600 mL dan massa cairan adalah 250 g?

5. Jelaskan definisi kohesi dan adhesi !

IV. ALAT DAN BAHAN Alat:

1. Pipa Kapiler 8. Gelas ukur 10 mL

2. Tabung ukur 25 mL 9. Gelas Beaker 100 mL, 250 mL 3. Mistar (30 cm)

4. Neraca Digital 5. Tissue

6. Corong

Bahan:

1. Aquadest 2. Gliserin 3. Alkohol 70%

V. PROSEDUR

A. Penentuan jari-jari pipa kapiler (r)

1. Dibersihkan pipa kapiler dan beaker glass dengan menggunakan tissue.

2. Diisi beaker glass dengan aquadest secukupnya.

3. Dicelupkan sebagian pipa kapiler ke dalam cairan (ditunggu sampai air tidak naik lagi)

4. Diukur tinggi cairan pada pipa kapiler dengan menggunakan mistar dan dicatat hasilnya.

5. Diulangi langkah (3) dengan memindahkan pipa kapiler pada lima posisi yang berbeda.

B. Penentuan tegangan permukaan cairan (𝜸) untuk beberapa jenis cairan.

1. Dibersihkan pipa kapiler dan beaker glass dengan menggunakan tissue.

2. Ditimbang beaker glass, kemudian diisi dengan cairan secukupnya.

3. Ditimbang kembali beaker glass untuk menghitung massa cairan.

4. Dicelupkan sebagian pipa kapiler ke dalam cairan (ditunggu sampai air tidak naik lagi)

5. Diukur tinggi cairan pada pipa kapiler dengan menggunakan mistar dan dicatat hasilnya.

6. Diulangi langkah (2-5) dengan memindahkan pipa kapiler pada lima posisi yang berbeda.

VI. DATA PERCOBAAN

1. Penentuan Jari-Jari PipaKapiler (r) Jenis cairan : Aquadest

Volume cairan : 𝑚𝐿

Tinggi permukaan

cairan, 𝒉(𝒄𝒎)

Posisi

𝒉̅(𝒄𝒎)

1 2 3 4 5

2. Penentuan tegangan permukaan cairan (𝜸) untuk beberapa jenis cairan

a. Jenis cairan : Alkohol 70%

Massa bejana : 𝑔

Volume cairan : 𝑚𝐿

Massa pikno+Massa cairan : 𝑔

Massa cairan : 𝑔

Tinggi permukaan

cairan, 𝒉(𝒄𝒎)

Posisi

𝒉̅ (𝒄𝒎)

1 2 3 4 5

b. Jenis cairan : Gliserin

Massa bejana : 𝑔

Volume cairan : mL

Massa bejana+Massa cairan : 𝑔

Massa cairan : 𝑔

Tinggi permukaan

cairan, 𝒉(𝒄𝒎)

Posisi

𝒉̅ (𝒄𝒎)

1 2 3 4 5

VII. ANALISIS DATA

1. Menentukan massa jenis cairan(ρc) ρ𝑐 = 𝑚𝑐

𝑉𝑐

a. Alkohol 96%

b. Gliserin

2. Menentukan jari-jari pipa kapiler (r) 𝑟 = 2𝛾

𝜌𝑔ℎ̅

g = 10 m/s²

𝛾 𝑎𝑞𝑢𝑎𝑑𝑒𝑠𝑡 = 76. 10⁻³ 𝑁⁄𝑚 𝜌 𝑎𝑞𝑢𝑎𝑑𝑒𝑠𝑡 = 10³ 𝑘𝑔⁄𝑚³

3. Menghitung nilai tegangan permukaan cairan (𝛾𝑐) 𝜌𝑔ℎ𝑟

𝛾 = 2

(a) Alkohol 96%

(b) Gliserin

4. Menghitung % Deviasi

%D =|^{𝛾𝑡−𝛾𝑝}| x 100% ; 𝛾𝑎𝑙𝑘𝑜ℎ𝑜𝑙 = 22,3 x 10^-3 N/m

𝛾𝑡

𝛾𝑔𝑙𝑖𝑠𝑒𝑟𝑖𝑛 = 63,1 x 10^-3 N/m

𝛾t = 𝛾 Teoritis

MODUL 2

SISTEM BINER FENOL-AIR

1. TUJUAN

• Membuat kurva komposisi pada sistem fenol-air terhadap suhu dan tekanan

• Menentukan suhu kritis kelarutan timbal balik sistem fenol-air

2. TEORI

Sistem dua komponen mempunyai derajat kebebasan F = 4 - P. Jika sistem adadalam satu fasa, maka F = 3. Hal ini berarti sistem mempunyai tiga varian atau tigaderajat kebebasan. Keadaan sistem digambarkan dengan tiga koordinat atau tiga dimensi(diagram ruang).

Diagram ruang sulit dibuat dan dipelajari. Untuk menyederhanakan maka slah atuvariabel ditas dibuat konstan atau tetap sehingga tingga 2 variabel bebas. Dengan penyederhanaan ini diagram dapat digambarkan dalam dua dimensi. Ada tiga kemungkinan bentuk diagram, yaitu:

• Diagram P-konsentrasi pada T tetap

• Diagram T-konsentrasi pada P tetap

• Diagram P-T pada konsentrasi tetap

Penyederhanaan selanjutnya dilakukan dengan cara mempelajari berbagaikesetimbangan yang mungkin terdapat dalam sistem secara terpisah. Hal ini dapatdilakukan dengan mengatur tekanan dan temperatur sistem.

Sistem biner fenol air merupakan sistem yang memperlihatkan sistem kelarutantimbal balik antara fenol dan air pada suhu dan tekanan tetap. Jika komposisi campuranfenol-air dilukiskan terhadap suhu akan diperoleh sebuah kurva seperti Gambar 1.

Gambar 1. Mutual Soubility Fenol-Air

Pada daerah di dalam kurva terdapat dua fasa. Titik-titik pasangan komposisi temperatur di dalam kurva selalu menggambarkan dua fasa. Komposisi tiap fasa terletak pada kurva. Diluar kurva hanya terdapat satu fasa. Titik maksimum kurva disebut titik kritis maksimum atau temperatur konsulat atas. Diatas temperatur titik kritis tidak mungkin terdapat dua fasa.

Sistem ini mempunyai suhu kritis (TC) pada tekanan tetap yaitu suhu minimum pada saat dua zat bercampur secara homogen dengan komposisi CC. Pada T1 dengan komposisi antara A2 dan B2, sistem berada pada dua fasa (keruh). Sedangkan pada saatsistem berada pada satu fasa, campuran berubah dari keruh menjadi jernih. Jika percobaandilakukan pada suhu yang lebih tinggi akan diperoleh batas kelarutan yang berbeda. Semakin tinggi suhu, kelarutan masing-masing komponen komponen sati sama lainmeningkat sehingga saerah dua fasa semakin menyempit.

3. TUGAS PERSIAPAN

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan biner, diagram terner!

2. Jelaskan sifat fisik dan kimia fenol dan air!

4. ALAT DAN BAHAN Alat:

1. Erlenmeyer 100 mL 2. Gelas Beaker 500 mL 3. Batang Pengaduk 4. Statif dan klem 5. Spatula

6. Pemanas Listrik 7. Buret 50 mL 8. Termometer 2 buah 9. Timbangan digital 10. Mangkok stainless 11. Test tube clamp (kayu) Bahan:

1. Fenol padat 5 gr 2. Aquades 50 ml 3. Air keran +- 400 ml

5. PROSEDUR

1. Panaskan air dalam mangkuk stainless yang sudah diisi air keran 2. Gerus fenol padat dalam lemari asam menggunakan spatula dengan hati-

hati karena jika terkena kulit bisa menyebabkan kulit melepuh.

3. Timbang Erlenmeyer kosong (bersih dan kering) dan diisi dengan fenol, kemudian timbang lagi sampai diperoleh massa fenol sekitar 5 gram.

4. Selanjutnya alat disusun seperti gambar berikut ini

5. Buret diisi dengan aquades sampai penuh.

6. Ke dalam erlenmeyer, ditambahkan aquades melalui buret dengan volume 0,1 ml (tergantung variasi percobaan). Jika larutan keruh, lanjutkan langkah selanjutnya. Namun jika larutan tidak keruh, tambahkan kembali akuades sebanyak x mL aquades sampai larutan menjadi keruh yang pertama kali. (Catat volume akuades yang ditambahkan sampai terjadi kekeruhan ini, dan catat pengamatan anda).

7. Panaskan campuran tersebut dalam mangkuk berisi air yang sudah di panaskan sebelumnya pada suhu +-90°C sambil diaduk perlahan dan konstan. Catat suhu campuran tersebut (T1) pada saat campuran mulai berubah dari keruh menjadi bening. Biarkan suhu naik menjadi T1+ 4°C.

8. Kemudian keluarkan Erlenmeyer dan biarkan campuran mendingin di udara dalam suhu ruang sambil diaduk. Catat suhunya (T2) pada saat kekeruhan muncul kembali, kemudian dihitung suhu rata-rata (T).

9. Selanjutnya ulang prosedur dengan menambahkan aquades untuk mendapatkan T1 dan T2 sesuai dengan langkah 5 untuk variasi lainnya.

10. Lakukan semua variasi sesuai dengan prosedur sebelumnya.

6. DATA PERCOBAAN

1. Suhu Kamar :

Kadar fenol yang digunakan : Massa fenol yang ditimbang : Massa jenis aquades :

2. Penambahan akuades sebelum terjadi kekeruhan

No Aquades (mL) Pengamatan

1 0,1 Fenol Mencair

Dst dst dst

Suhu saat terjadi kekeruhan =

3. Penambahan akuades setelah terjadi kekeruhan No Akuades

(mL)

Massa Fenol

Massa Air

T1 T2 T %mol

Fenol

%mol air

1 0 1 2 3 4 5 6 7

2 0,1 contoh contoh contoh contoh contoh contoh contoh

7. ANALISIS DATA

1. Menghitung jumlah mol fenol yang digunakan

Massa fenol =

MR Fenol =

Kadar Fenol =

Persamaan yang digunakan yaitu:

2. Menghitung massa dan mol air Penentuan massa air

Penentuan mol air seperti perhitungan penentuan mol fenol langkah 1. Lalu dibuat tabel setiap mol air yang ditambahkan dari volume air yang digunakan

3. Menghitung %mol

Lalu buatlah tabel antara %mol air dengan %mol fenol, dan buat grafik/diagram

MODUL 3 EMULSI

1. TUJUAN

• Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami pembuatan emulsi dengan komposisi yang tepat

• Mahasiswa mampu mengerti tentang menstabilkan dan merusak emulsi

2. TEORI

Emulsi adalah suatu sistem koloid yang fase terdispersi dan medium pendispersinya berupa cairan yang tidak dapat bercampur. Misalnya benzena dalam air, minyak dalam air, dan air susu. Mengingat kedua fase tidak dapat bercampur, keduanya akan segera memisah. Untuk menjaga agar emulsi tersebut mantap atau stabil, perlu ditambahkan zat ketiga yang disebut emulgator atau zat pengemulsi (emulsifying agent). (Sumardjo, 547).

Tipe emulsi ada dua, yaitu oil in water (O/W) atau minyak dalam air (M/A), dan water in oil (W/O). Emulsi tipe O/W (Oil in Water) atau M/A (minyak dalam air) adalah emulsi yang terdiri dari butiran minyak yang tersebar atau terdispersi ke dalam air. Minyak sebagai fase internal dan air sebagai fase eksternal. Emulsi tipe W/O (Water in Oil) atau M/A (air dalam minyak), adalah emulsi yang terdiri dari butiran air yang tersebar atau terdispersi ke dalam minyak. Air sebagai fase internal dan minyak sebagai fase eksternal. Terdapat dua macam komponen emulsi:

1. Komponen dasar, yaitu bahan pembentuk emulsi yang harus terdapat di dalam emulsi, terdiri atas:

a. Fase dispers/ fase internal/ fase diskontinu/ fase terdispersi/ fase dalam, yaitu zat cair yang terbagi-bagi menjadi butiran kecil di dalam zat cair lain.

b. Fase eksternal/ fase kontinu/ fase pendispersi/ fase luar, yaitu zat cair dalam emulsi yang berfungsi sebagai bahan dasar (bahan pendukung) emulsi tersebut.

c. Emulgator, adalah bagian dari emulsi yang berfungsi untuk menstabilkan emulsi.

2. Komponen tambahan, adalah bahan tambahan yang sering ditambahakan ke dalam emulsi untuk memperoleh hasil yang lebih baik. Misalnya corrigen saporis, odoris, colouris, pengawet (preservative), dan antioksidan. (Syamsuni, 119).

Dari emulsi yang paling baik, dapat diperoleh campuran surfaktan mana yang paling baik (ideal). Ketidakstabilan emulsi dapat digolongkan:

1. Flokulasi dan creaming

Creaming merupakan pemisahan dari emulsi menjadi beberapa lapis cairan, dimana masing-masing lapis mengandung fase dispers yang berbeda. Nama cream berasal dari peristiwa pemisahan sari susu dari susu (milk). Sari susu tersebut dapat dibuat Casein, keju, dan sebagainya.

2. Koalesen dan pecahnya emulsi (cracking atau breaking)

Creaming adalah proses yang bersifat dapat kembali, berbeda dengan proses cracking (pecahnya emulsi) yang bersifat tidak dapat kembali. Pada creaming, flokul fase dispers mudah didispersi kembali dan terjadi campuran homogen bila digojok perlahan-lahan. Sedangkan pada cracking, penggojokan sederhana akan gagal untuk mengemulsi kembali butir-butir tetesan dalam bentuk emulsi yang stabil.

3. Inversi

Adalah peristiwa berubahnya sekonyong-konyong tipe emulsi M/A ke tipe A/M atau sebaliknya. (Anief, 147).

Sifat – Sifat Fisik Emulsi 1. Wujud

Wujud emulsi dipengaruhi oleh ukuran pertikel emusi dan perbedaan indeks bias antara fase terdispersidan medium terdispersi. Pada prinsipnya emulsi yang tampak jernih hanya mungkin terbentuk bila indeks bias kedua fasenya sama atau ukuran partikel terdispersinya lebih kecil dari panjang gelombang cahaya sehingga terjadi

2. Viskositas

Faktor – faktor yang mempengaruhi viskositas suatu emulsi adalah viskositas medium dispersi, persentase volume medium dispersi, ukuran partikel fase terdispersi dan jenis serta konsentrasi emulsifier/stabilizer yang digunakan.

Semakin tinggi viskositas dan persentase medium dispersi, maka makin tinggi viskositas emulsi. Demikian juga semakin kecil ukuran partiker suatu emulsi, maka semakin tinggi viskositasnya dan makian tinggi konsentrasi emulsifier/stabilizer yang digunakan.

3. Dispersibilitas dan Daya Emulsi

Dispersibilitas atau daya larut suatu emulsi ditentukan oleh medium dispersinya.

Bila medium dispersinya air, maka emulsinya dapat diencerkan dengan air, sebaliknya bila medium dispersinya lemak, maka emulsinya dapat dilarutkan dengan minyak.

4. Ukuran Partkel Emulsi

Ukuran partikel emulsi tergantung pada peralatan mekanis dan total energy yang diperlukan pada waktu pembuatannya, perbedaan vikositas antara fase terdispersi dan medium disperse, tipe dan konsentrasi emulsifier yang digunakan serta lama penyimpanan.

Pada dasarnya siat-sifat emulsi yang kita buat bergantung pada beberapa faktor, yaitu

1. komposisi bahan yang digunakan,

2. jenis bahan yang menjadi medium dispersi,

3. jenis dan jumlah emulsifier, prosedur dan kondisi pengolahan serta macam-macam peralatan yang digunakan.

Dari ketiga faktor tersebut, faktor kedua yang terakhir merupakan faktor yang terpenting yang harus diawasi.

A. Penentuan Medium Dispersi

Sifat-sifat medium dispersi pada umumnya akan menjadi sifat-sifat emulsi. Jika emulsi yang diinginkan dapat larut dalam air, mudah mengering, dapat meresap pada bahan-bahan yang terbuat dari selulosa, seperti kertas dan serat tekstil, serta mempunyai sifat-sifat sama dengan air, maka medium dispersinya haruslah air. Jika

sifat-sifat yang diinginkan adalah sebaliknya, maka medium dispersinya haruslah minyak atau pelarut minyak.

Pada umumnya lebih mudah membuat emulsi yang stabil dalam jangka waktu lama bila tipenya minyak dalam air dibandingkan dengan bila tipenya air dalam minyak.

Pada pembuatan emulsi, tipe emulsi apa yang akan terbentuk tergantung pada perbandingan air dan minyak, jenis bahan yang terdapat pada kedua fase dan nilai HLB emulsifier yang digunakan. Dari ketiga faktor tersebut, dua faktor yang terakhir merupakan faktor-faktor penting yang harus diawasi.

2. Pemilihan Jenis Bahan

Jenis dan jumlah masing-masing bahan yang digunakan untuk membuat emulsi bergantung pada tujuan penggunaannya. Pada dasarnya bahan-bahan digunakan untuk membuat emulsi dapat dibagi menjadi tiga kelompok yaitu bahan hidrofilik, lipofilik, dan emusifier.

Bahan Lipofilik terdiri dari minyak, lemak, lilin, pelarut non polar, bahan-bahan yang larut lemak (zat warna, obat-obatan, pestisida dan lain-lain) serta emulsifier yang mudah larut dalam lemak. Pemilihan jenis bahan dan jumlah yang digunakan tergantung pada tujuan penggunaan emulsi dan sifat-sifat emulsi yang diinginkan, Kecuali untuk bahan-bahan aktif, bahan-bahan yang akan digunakan biasanya diseleksi menurut sifat-sifatnya, seperti mudah tidaknya bahan tersebut menghasilkan emulsi yang stabil. Sebagai contoh minyak nabati biasanya sulit mengemulsi dibandingkan dengan minyak mineral dan pelarut non polar yang mengandung klor lebih sulit mengemulsi dari pada hanya mengandung hidrokarbon biasa. Karena masalah pembuatan emulsi lebih kompleks (serta penyimpanan dan transportasinya) dibandingkan dengan pembuatan larutan, maka cara pembuatan terbaik adalah memilih bahan-bahan dasar yang mudah diemulsifikasi bila hal tersebut memungkinkan.

Bahan Hidrofilik yang biasa digunakan didalam emulsi adalah air, garam-garam,

dalam air. Pada waktu pembuatan emulsi, bila bahan lipofilik dipanaskan, maka lebih baik memanaskan bahan hidrofilik 2-3°C diatas suhu bahan lipofilik dengan tujuan mencegah pendinginan dan kristalisasi. Bila didalam formula suatu emulsi minyak dalam air terdapat garam atau asam, maka ada baiknya bahan hidrofiliknya dibagi menjadi dua bagian, bagian yang terakhir cukup sedikit saja untuk melarutkan garam atau asam dan ditambahkan setelah emulsi primer yang baik terbentuk.

3. TUGAS PERSIAPAN

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan emulsi dan contohnya?

2. Bagaimana cara membuat emulsi yang stabil?

3. Mengapa emulsi dapat rusak dan bagaimana untuk mengatasi permasalahan tersebut?

4. Apa yang dimaksud dengan emulsifier?

4. ALAT DAN BAHAN Alat:

1. Gelas arloji 2. Pipet tetes 3. Tabung reaksi 4. Spatula

5. Gelas ukur 250 mL 6. Gelas Beaker 100 mL

Bahan:

1. Minyak goreng murni 2. Aquades

3. Mayonais 4. Jeruk nipis 5. Kuning telur 6. Susu putih 7. Saus tomat 8. Santan

7. PROSEDUR

A. Pembuatan emulsi

1. Buatlah variasi komposisi air dan minyak sesuai data percobaan.

2. Tambahkan kuning telur ke dalam campuran tersebut sesuai data percobaan

3. Tutup tabung reaksi dan kocok sampel hingga bercampur 4. Amati perubahan yang terjadi

B. Penstabilan Emulsi

1. Buatlah komposisi air dan minyak sesuai data percobaan ke dalam 3 tabung reaksi.

2. Tambahkan masing-masing tabung reaksi dengan kuning telur, susu putih dan saus tomat sebanyak 10 tetes.

3. Tutup tabung reaksi dan kocok sampel hingga bercampur 4. Amati perubahan dan catat data yang terjadi.

C. Perusakan Emulsi

1. Letakkan mayonais sebanyak 1 gram pada gelas arloji dan sebanyak 5 mL untuk santan pada tabung reaksi (buatlah masing- masing sebanyak triplet)

2. Tambahkan masing-masing wadah tersebut dengan sari jeruk nipis sebanyak 5, 10 dan 15 tetes.

3. Aduk dan kocok sampel yang terdapat pada kaca arloji dan tabung reaksi 4. Amati perubahan yang terjadi dan catat hasilnya

8. DATA PERCOBAAN

Suhu Pengamatan : ^oC

A. Proses pembuatan dan kestabilan emulsi No Aquades

(mL)

Minyak (mL)

Penambahan kuning telur (tetes)

Visualisasi yang terjadi

1 5 5 0

2 5 5 5

3 5 5 10

4 5 5 15

5 3 7 15

6 7 3 15

B. Penstabilan Emulsi No Aquades

(mL)

Minyak (mL)

Penambahan zat sebanyak 10 tetes

Visualisasi dan kestabilan yang

terjadi

1 5 5 Kuning telur

2 5 5 Susu putih

3 5 5 Saus tomat

C. Proses perusakan emulsi

No Bahan Penambahan sari jeruk nipis (tetes)

Visualisasi yang terjadi

1 Mayonais 1 gram 5

2 Mayonais 1 gram 10

3 Mayonais 1 gram 15

4 Santan 5 mL 5

5 Santan 5 mL 10

6 Santan 5 mL 15

MODUL 4

ISOTERM ADSORPSI

1. TUJUAN

• Memahami secara kuantitatif sifat-sifat adsorpsi zat terlarut dari suatu larutan pada permukaan adsorben.

2. TEORI

Adsorpsi adalah peristiwa penyerapan sesuatu zat (gas atau cair) pada permukaan adsorben. Dalam industri penerapan prinsip adsorpsi ini banyak dijumpai, Misalnya bahan-bahan pengotor dan material berwarna yang terdapat dalam gula dan produk- produk organik lainnya dapat dibersihkan menggunakan adsorben seperti arang dan adsorben lainnya. Masker gas mengandung adsorben yang berfungsi menyerap gas- gas beracun yang berbahaya bagi manusia

Adsorpsi terjadi pada permukaan padatan sebagai akibat gaya-gaya valensi atau gaya-gaya atraktif lainnya dari atom-atom atau molekul-molekul pada permukaan padatan. Apabila ditinjau sebuah atom atau molekul dalam padatan, maka atom atau molekul tersebut menerima gaya tarik antar atom atau molekul pada permukaan padatan. Gaya tarik yang dialami tidak sama ke segala arah, sehingga sebagai konpensasinya atom-atom atau molekul-molekul tersebut bersifat adsoptif terhadap adsorbat.

Secara umum adsorpsi digolongkan menjadi dua macam yaitu adsorpsi fisika dan adsorpsi kimia. Pada adsorpsi fisika, gaya yang menyebabkan adsorpsi tersebut sama dengan gaya yang menyebabkan kondensasi dari suatu gas membentuk cairan.

Panas yang dibebaskan relatif kecil dan adsorpsi ini bersifat reversible. Adsorpsi fisika dapat membentuk lapisan adsorbat dengan ketebalan beberapa lapisan molekul. Pada adsorpsi kimia hanya terdiri dari satu lapis saja.

teradsorpsi. Sifat adsorpsi pada permukaan zat padat bersifat selektif, artinya pada campuran berbagai zat hanya stu komponen yang teradsorpsi oleh zat padat tertentu. Jika suatu adsorben dibiarkan kontak dengan larutan, maka jumlah zat teradsorpsi akan bertambah naik secara bertahap sampai suatu keadaan kesetimbangan tercapai (Moore, 1974).

Beberapa persamaan matematis telah dikembangkan untuk mempelajari data adsorpsi. Dua persamaan yang umum digunakan untuk mempelajari adsorpsi larutan pada adsorben yaitu persamaan Freudlich dan Langmuir. Pada persamaan isotem Freundlich pengaruh konsentrasi larutan terhadap adsorpsi dapat dinyatakan sebagai berikut:

𝑥 = 𝑘𝐶^𝑛 (2.1)

𝑚

dengan x adalah berat adsorbat, m adalah berat adsorben, C adalah konsentrasi adsorbat pada kesetimbangan (konsentrasi adsorbat yang ada dalam larutan), k dan n adalah tetapan empiris. Jika persamaan di atas ditulis dalam bentuk logaritmik maka akan diperoleh persamaan garis lurus yaitu:

𝑙𝑜𝑔 ^𝑥 = log 𝑘 + 𝑛 log 𝐶 (2.2)

𝑚

Dari persamaan (3.2) kita dapat menentukan k dari intersep dan nilai n dari gradien (slope). Tetapan n merupakan indikator dari besar energi dan macam-macam energi yang berhubungan dengan proses adsorpsi, sedangkan k mengindikasikan kapasitas serapan. Semakin tinggi nilai k, maka semakin besar afinitas adsorben terhadap adsorbat.

Adsorpsi Langmuir menggambarkan bahwa pada permukaan adsorben terdapat sejumlah situs aktif yang sebanding dengan luas permukaan adsorben. Pada setiap situs aktif hanya satu atom atau molekul yang diserap. Interaksi antara moleku- molekul adsorbat pada lapisan hasil adsorpsi diabaikan. Teori ini mengasumsikan bahwa ikatan yang terjadi tidak tergantung pada ikatan yang telah terbentuk pada situs aktif yang berada didekatnya.

Menurut persamaan isoterm Langmuir, pengaruh konsentrasi larutan terhadap adsorpsi dapat dituliskan sebagai berikut:

𝑥 𝛼𝐶 𝐶 1 𝛽 𝑚 =

(1 + 𝛽𝐶) 𝑎𝑡𝑎𝑢 _𝑥

𝑚

= 𝛼 + 𝛼 𝐶

Jika adsorpsi melibatkan proses penyerapan tunggal (monolayer), maka kurva C/(x/m) lawan C akan berupa garis lurus. Dari kurva tersebut nilai α dan β dapat ditentukan dari slope dan intersepnya.

3. TUGAS PERSIAPAN

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan adsorpsi, absorpsi, desorpsi 2. Jelaskan perbedaan antara isoterm Langmuir dan Freudlich?

4. ALAT DAN BAHAN Alat:

1. Timbangan analitik 2. Gelas Beaker 250 ml 3. Botol sampel

4. Erlenmeyer 5. Buret

6. Labu Takar 100 mL 7. Labu Takar 50 mL 8. Gelas ukur 50 ml 9. Statif & Klem 10. Pipet ukur 11. Pipet tetes

12. Batang pengaduk 13. Magnetic stirer 14. Corong kaca 15. Mortar 16.

Bahan:

1. Asam Cuka

2. Larutan Standar NaOH 0,5 M 3. Karbon Aktif

4. Indikator pp 5. Kertas saring 6. Akuades

5. PROSEDUR

1. Dari larutan asam asetat 1,0 M dibuat 5 sampel larutan asetat dengan konsentrasi rentang 0,1 M – 0,9 M, masing-masing sebanyak 50 mL.

Untuk mengetahui konsentrasi sebenarnya dari setiap larutan itu maka masing-masing larutan asam asetat ini perlu dititrasi kembali dengan larutan standar NaOH.

2. Untuk setiap larutan asam asetat diambil 10 mL lalu dititrasi dengan NaOH 0,5 M dengan indikator pp sebanyak 2 tetes

3. Diambil dari setiap larutan asam asetat (1) sebanyak 25 mL kemudian dimasukkan ke dalam erlenmeyer, ditambahkan masing-masing 1,0 g karbon aktif (yang sudah dihaluskan), kemudian diaduk dengan pengaduk magnet selama 3-10 menit. Selanjutnya ditutup dengan kertas saring dan dibiarkan selama 30 menit.

4. Campuran-campuran di atas kemudian disaring. Diambil 10 mL kemudian dititrasi dengan larutan standar NaOH 0,5 M untuk mengetahui konsentrsi asam asetat sisa yang ada dalam larutan.

6. DATA PERCOBAAN Berat adsorben (m) : g

Konsentrasi CH3COOH awal (M)

Volume CH3COOH yang dititrasi

Volume NaOH yang dibutuhkan (mL)

Volume NaOH rata-rata yang dibutuhkan

Titrasi 1 Titrasi 2 0,8

0,6 0,4 0,2 0,1

1. Hitunglah konsentrasi akhir CH3COOH pada masing-masing konsentrasi awal.

2. Hitunglah berat CH3COOH awal dan akhir.

3. Hitunglah berat CH3COOH yang teradsorpsi.

7. ANALISIS DATA Konsentrasi

CH3COOH awal (M)

Konsentrasi CH3COOH akhir, M

Berat CH3COOH awal, mg

Berat CH3COOH akhir, mg

Berat adsorbat (x), mg

x/m Log(x/m)

0,8 0,6 0,4 0,2 0,1

1. Buatlah grafik hubungan antara Log(x/m) dengan C (konsentrasi CH3COOH akhir)

2. Tentukan n dan k dari grafik yang Anda buat.

MODUL 5

KENAIKAN TITIK DIDIH

1. TUJUAN

• Untuk menentukan berat molekul suatu zat dengan metode kenaikan titik didih.

2. TEORI

Apabila zat padat yang tidak mudah menguap dilarutkan dalam pelarut, maka tekanan uap akhirnya akan turun sehingga tItik didih larutan akan naik dan titik bekunya akan turun dibandingkan dengan pelarut murni.

Untuk larutan ideal, menurut Raoult kenaikan titik didih sebanding dengan jumlah zat terlarut dan dapat ditunjukkan dengan hubungan:

∆T = Kb.m atau Kb = MA WA ∆T/(1000 WB)

dimana

∆T : Kenaikan titik didih

Kb : Tetapan kenaikan titik didih molal m : Molalitas zat terlarut

WA : Massa pelarut (gram) WB : Massa zat terlarut (gram) MB : Berat molekul zat terlarut

Harga Kb dapat diketahui jika massa m zat terlarut diketahui. Jadi dari penentuan titik didih pelarut murni, dan kenaikan titik didih larutan yang diketahui konsentrasinya, dapat ditentukan berat molekul zat terlarut.

3. TUGAS PERSIAPAN

1. Jelaskan teori sifat koligatif larutan?

2. Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kenaikan titik didih

4. ALAT DAN BAHAN Alat:

1. Beaker Glass 50 mL dan 250 mL, 500 m:

2. Termometer 3. Bunsen

4. Batang Pengaduk 5. Statif, klem 6. Neraca analitik 7. Pemantik api 8. Kaca arloji 9. Spatula

Bahan:

1. NaCl 2. Gula Pasir 3. Senyawa X 4. Akuades

10. PROSEDUR

1. Pengaruh jenis zat terlarut terhadap kenaikan titik didih a. Menyiapkan alat dan bahan!

b. Menaruh gelas kimia yang berisi air 50 ml di atas pembakar Bunsen sekaligus mengukur suhu dengan menggunakan termometer

c. Menghitung suhu air yang dipanaskan selang 2 menit, sampai suhu yang ditunjukkan oleh termometer konstan

d. Mengulang percobaan dengan memanaskan larutan NaCl (air 50 ml + NaCl 1 g) dan larutan air (air 50 mL + air 10 mL)

e. Mencatat hasil kenaikan suhu dari setiap percobaan dan dibandingkan!

2. Hubungan konsentrasi larutan dengan kenaikan titik didih

pasir 0,5 g) di atas pembakar bunsen sekaligus mengukur suhu dengan menggunakan termometer

c. Menghitung suhu larutan yang dipanaskan selang 2 menit sampai suhu yang ditunjukkan oleh termometer konstan

d. Mengulang percobaan dengan memanaskan larutan gula (air 50 mL + gula 1 g) dan larutan gula (air 50 mL + gula 1,5 g)

e. Mencatat hasil kenaikan suhu dari setiap percobaan dan dibandingkan!

3. Lakukan prosedur yang sama dengan percobaan sebelumnya dengan penambahan 1 g senyawa x

11. DATA PERCOBAAN

Titik didih pelarut murni (Tb⁰) : ⁰C

No Waktu (menit)

Suhu °C

Air 50 mL

Air 50 mL + NaCl 1 g

Air 50 mL + air

10 mL

Air 50 mL + Gula 0,5

g

Air 50 mL + Gula 1 g

Air 50 mL + Gula 1,5

g

Air 50 mL + senyawa

X 1g

1 0

2 2

3 4

4 6

5 8

6 10

12. ANALISIS DATA

1. Perubahan titik didih atau ΔTb merupakan selisih dari titik didih larutan dengan titik didih pelarutnya, seperti persamaan:

∆𝑇𝑏 = 𝑇𝑏 − 𝑇𝑏⁰ 2. Untuk larutan elektrolit perhitungannya:

∆𝑇𝑏 = 𝐾𝑏. 𝑚[1 + (𝑛 − 1) 𝖺 dimana

n = Jumlah ion-ion dalam alarutan