LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA
KESETIMBANGAN FASA SISTEM TIGA KOMPONEN
Nama : Dini
Safitri
NIM : 1622230016
Kelompok : 1 (satu)
Asisten :
Riska Yusniawan
Dosen :
Luthfi Ulva Irmita, M. Pd
LABORATORIUM KIMIA FISIKA
FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI (UIN) RADEN FATAH
PALEMBANG
2018
I.
Judul Praktikum
Kesetimbangan Fasa Sistem Tiga Komponen
II.
Tanggal Praktikum
Praktikum Penurunan Titik Beku dilaksanakan pada hari
Senin, tanggal 21 Mei 2018 di Laboratorium Kimia Universitas Islam Negeri Raden
Fatah Palembang.
III.
Tujuan Praktikum
Menggambarkan
diagram fase sistem terner dan dapat memperhatikan menentukan letak “pleit
point” atau jali pada diagram terner.
IV. Dasar Teori
Fasa adalah
bagian yang serbasama dari suatu sistem, yang dapat dipisahkan secara mekanik;
serbasama dalam hal komposisi kimia dan sifat-sifat fisika. Jadi suatu system
yang mengandung cairan dan uap masing-masing mempunyai bagian daerah yang
serbasama. Dalam fasa uap kerapatannya serbasama disemua bagian pada uap
tersebut. Dalam fasa cair kerapatannya serbasama disemua bagian pada cairan
tersebut, tetapi nilai kerapatannya berbeda dengan di fasa uap. Sistem yang
terdiri atas campuran wujud gas saja hanya ada satu fasa pada kesetimbangan
sebab gas selalu bercampur secara homogeny (Rohman,
2013).
Pada dasarnya,
suatu sistem disebut setimbang secara termodinamika jika dipenuhi kriteria
kesetimbangan termal, kesetimbangan mekanik, dan kesetimbangan material. Jika Tα
> Tβ, maka panas akan mengalir spontan dari fasa α ke fasa β
sampai Tα = Tβ. Jika ρα > ρβ kerja akan “mengalir” spontan dari fasa α ke
fasa β sampai ρα = ρβ. Jika μiα
> μiβ maka zat i akan mengalir spontan dari fasa α ke
fasa β sampai μiα = μiβ. Fungsi
keadaan T menentukan ada tidaknya kesetimbangan termal antar fasa.
Fungsi keadaan P menentukan ada tidaknya kesetimbangan mekanik antar
fasa. Fungsi keadaan μ menentukan ada
tidaknya kesetimbangan material antar fasa (Rohman, 2013).
Dalam sistem
yang hanya terdiri atas wujud cairan-cairan pada kesetimbangan bisa terdapat
satu fasa atau lebih, tergantung pada kelarutannya. Padatan-padatan biasanya
mempunyai kelarutan yang lebih terbatas dan pada suatu sistem padat yang
setimbang bisa terdapat beberapa fasa padat yang berbeda. Jumlah komponen dalam
suatu sistem merupakan jumlah minimum dari spesi yang secara kimia independen
yang diperlukan untuk menyatakan komposisi setiap fasa dalam sistem tersebut.
Cara praktis untuk menentukan jumlah komponen adalah dengan menentukan jumlah
total spesi kimia dalam sistem dikurangi
dengan jumlah reaksi-reaksi kesetimbangan yang berbeda yang dapat terjadi
antara zat-zat yang ada dalam sistem tersebut (Rohman, 2013).
Menurut aturan
fase, derajat kebebasan diberikan oleh
F = C - P
+ S
= 5 – P
Dan bila tekanan tempetaur ditetapkan, persamaan di atas menjadi
F = 3 - P
Untuk satu fase kita membutuhkan dua derajat kebebasan untuk
menggambarkan system secara sempurna, dan untuk dua fase dalam kesetimbangan ,
satu derajat kebebasan. Jadi kita
dapat menggambarkan diagram fase dalam satu bidang. Cara terbaik untuk
menggambarkan diagram fase dalam satu bidang. Cara terbaik untuk menggambarkan
system tiga komponen adalah dengan mendapatkan suatu kertas grafik segitiga.
Konsentrasi dapat dinyatakan dalam istilah % berat atau faraksi mol.
Puncak-puncak dihubungkan ke titik tengah dari sisi yang berlawanan, yaitu
Aa,Bb,Cc. Titik Nol mulai dari titik-titik a,b,c dan titik-titik A,B,C
menyatakan komposisi adalah 100% atau satu. Jadi garis-garis Aa,Bb,Cc merupakan
konsentrasi komponen A,B,C. Lebih lanjut, segitiga adalah sama sisi, jumlah
jarak-jarak garis tegak lurus dari sembarang titik dalam segitiga kesisi-sisi
adalah konstan dan sama dengan panjang garis tegak lurus antar sudut dan pusat
dari sisi yang berlawanan,yaitu 100% atau satu (Dogra, 2009).
Diagram fasa merupakan cara mudah
untuk menampilkan wujud zat sebagai fungsi suhu dan tekanan. Contoh khas
diagram fasa tiga komponen air, kloroform, dan asam asetat. Dalam diagram fasa
bahwa zat tersebut diisolasi dengan baik dan tidak ada zat lain yang masuk
maupun keluar dari sistem ini. Asam asetat lebih suka pada air dibandingkan
kloroform oleh karenanya bertambahnya kelarutan kloroform dalam air lebih cepat
dibandingkan kelarutan air dalam kloroform. Penambhan asam asetat berlebih
lebih lanjut akan membawa sistem bergerak ke daerah atau satu fasa (fase
tunggal). Namun demikian, saat komposisi mencapai titik a3, ternyata masih ada
dua lapisan maupun sedikit. Setelah penambahan asam asetat diteruskan, pada
saat akan menjadi satu fasa yaitu pada titik P.titik P disebut pleit point atau
titik jalin yaitu semacam titik kritis (Milama, 2014).
Gambar 1. Komposisi dalam diagram Terner
Konsentrasi dapat dinyatakan dalam istilah % berat atau fraksi mol. Bila komposisi masing-masing dinyatakan dalam persen berat masing-masing komponen, maka perlu diketahui massa jenis tiap komponen untuk menghitung beratnya masing-masing.
m = ρ .V
Keterangan :
m = massa
ρ = massajenis
V = volume
Bila berat masing-masing komponen
sudah dihitung, hitung persen berat masing-masing komponen (fraksi dari
masing-masing komponen). Alas segitiga menggambarkan komposisi campuran
air dan kloroform. Oleh karena itu, system
tiga komponen pada temperature dan tekanan tetap mempunyai jumlah derajat
kebebasan paling banyak dua, maka diagram fasa system ini dapat digambarkan
dalam fasa bidang datar berupa suatu segitiga samasisi yang disebut diagram
Terner.
Dengan ini dapat digambarkan diagram fasa yang menyatakan susunan dua komponen. Diagram ini digambarkan sebagai segitiga samasisi. Air dan asam asetat dapat bercampur seluruhnya, demikian juga dengan kloroform dan asam asetat. Air dan kloroform hanya dapat campur sebagian (Atkins, 2006). Dengan ini dapat digambarkan diagram
fasa yang menyatakan susunan dua komponen. Diagram ini digambarkan sebagai
segitiga samasisi.
Gambar 2. Diagram
Fasa Sistem Tiga Komponen
Sudut-sudut A, B, C menyatakan
susunan komponen murni. Campuran antara A dan B, A dan C serta B dan C,
terletak pada sisi-sisi segitiga. Campuran antara A, B dan C terletak dalam
segitiga. Suatu campuran berisi 30% A, 20% B dan 50% C terletak dititik D
(Sukardjo, 2005). Air dana sama asetat dapat bercampur seluruhnya, demikian juga dengan kloroform dan asam asetat. Air dan kloroform hanya dapat campur sebagian (Atkins, 2006).
V. Alat Dan Bahan
A.
Alat
1.
Pipet tetes
2.
Buret 50 ml
3.
Statif daan kelm 1 buah
4.
Labu erlenmeyer 250 ml 4 buah
5.
Gelas ukur 10 ml
6.
Batang pengaduk
7.
Neraca digital
8.
Piknometer
B.
Bahan
1.
Akuades
2.
Kloroform (CHCl3)
3.
Asam Asetat Glacial (CH3COOH)
4.
tisu
VI. Prosedur
Percobaan
A.
Pengukuran
Massa Jenis
|
 |
-dibersihkan
-ditimbang
-dicatat
-ditambahkan |
-ditimbang
|
B.
Sistem Tiga
Komponen
|
 |
-diisi
 |
-siapkan |
-diisi dengan
-ditambahkan |
-ditambahkan
 |
|
 |
-hentikan jika sudah menjadi 1 fasa
VII.
Data Hasil Pengamatan
Tabel 1. Hasil
Pengamatan Massa Jenis
|
Sampel
|
Piknometer
Kosong
(gram)
|
Piknometer +
sampel
(gram)
|
Volume
sampel
(ml)
|
Massa jenis
(g/ml)
|
|
Akuades
|
48,885 gr
|
74,668 gr
|
25 ml
|
1,031 g/ml
|
|
Kloroform
|
86,736 gr
|
1,514 g/ml
|
||
|
Asam asetat glasial
|
75,951 gr
|
1,083 g/ml
|
Tabel 2. Hasil
Pengamatan Sistem Tiga Komponen
|
Volume
Kloroform
(ml)
|
Volume
akuades
(ml)
|
Volume Asam
Asetat
|
|
3 ml
|
5 ml
|
9 ml
|
|
4 ml
|
7 ml
|
|
|
7 ml
|
12 ml
|
Diagram 1. Diagram Terner
Keterangan:
:
Kloroform
:
Air
: Asam
Asetat Glacial
VIII. Reaksi dan
Perhitungan
A. Reaksi
CHCl3(aq) + H20(l)
→ CH2(aq) + Cl3(aq) + OH(aq)
CHCl3(aq) + CH3COOH(aq)
→ C2H4(aq) + Cl3(aq) + COOH(aq)
B. Perhitungan
1. Massa Jenis (ρ)
a. Akuades
Diketahui:
Massa piknometer = 48,885 gr
Massa piknometer + akuades = 74,668 gr
Massa akuades = 74,668 – 48,885
=
25,783 gr
Ditanya: ρ?
Jawab:
= 
b. Kloroform
Diketahui:
Massa piknometer = 48,885 gr
Massa piknometer + kloroform = 86,736 gr
Massa akuades = 86,736 – 48,885
= 37,851
gr
Ditanya: ρ?
Jawab:
= 
c. Asam Asetat
Diketahui:
Massa piknometer = 48,885 gr
Massa piknometer + asam asetat = 75,951 gr
Massa akuades = 75,951– 48,885
=
27,066 gr
Ditanya: ρ?
Jawab:
= 
2. Berat sampel
a. Akuades
Diketahui:
ρ = 1,031 gr/ml
V = 5 ml
Ditanya: m akuades?
m = ρ x V
= 1,031 x 5
5,155 gr
b. Kloroform
1) Klorofirm 3 ml
Diketahui:
ρ = 1,514 gr/ml
V = 3 ml
Ditanya: m kloroform?
m = ρ x V
= 1,514 x 3
= 4,542 gr
2) Klorofirm 4 ml
Diketahui:
ρ = 1,514 gr/ml
V = 4 ml
Ditanya: m kloroform?
m = ρ x V
= 1,514 x 4
= 6,056gr
3) Klorofirm 7 ml
Diketahui:
ρ = 1,514 gr/ml
V = 7 ml
Ditanya: m kloroform?
m = ρ x V
= 1,514 x 7
= 10,598 gr
c. Asam Asetat
1) Asam Asetat 9 ml
Diketahui:
ρ = 1,083 gr/ml
V = 9 ml
Ditanya: m asam asetat?
m = ρ x V
= 1,083 x 9
= 9,747 gr
2) Asam Asetat 7 ml
Diketahui:
ρ = 1,083 gr/ml
V = 7 ml
Ditanya: m asam asetat?
m = ρ x V
= 1,083 x 7
= 7,581 gr
3) Asam Asetat 12 ml
Diketahui:
ρ = 1,083 gr/ml
V = 12 ml
Ditanya: m asam asetat?
m = ρ x V
= 1,083 x 9
= 12,996 gr
3. Persen massa
a. Persen massa akuades
1) Perocbaan 1
a) Akuades
b) Kloform
c) Asam Asetat
2) Percobaan 2
a) Akuades
b) Kloform
c) Asam Asetat
3) Percobaan 3
a) Akuades
b) Kloform
c) Asam Asetat
d. Persen Volume
1) Percobaan 1
a) Akuades
= 29,412
b) Kloroform
= 17,647
c) Asam asetat
=
29,166
2) Percobaan 2
a) Akuades
= 31,25
b) Kloroform
= 25
c) Asam asetat
= 43,75
3) Percobaan 3
a) Akuades
= 20,833
b) Kloroform
=
29,166
c) Asam asetat
= 50
IX. Pembahasan
Pada praktikum kali ini, percobaan yang dilakukan mengenai kesetimbangan fasa dengan sistem tiga komponen yang
memiliki tujuan agar dapat menggambarkan diagram fase sistem
terner dan menentukan letak pleit point atau titik jalin pada diagram fasenya.
Sistem
terner yang dimaksud sistem yang
membentuk sepasang zat cair yang bercampur sebagian dimana campuran kloroform, air dan asam
asetat. Pada praktikum kali ini, yang pertama
dilakukan mengukur massa jenis Kloroform (CHCl3), Asam Asetat Glacial (CH3COOH), dan akuades. Sebelum melakukan sistem tiga komponen, terlebih
dahulu dilakukan penentuan massa jenis dari tiap larutan dengan menggunakannya
piknometer untuk dapat diketahui massa jenis larutannya. Piknometer yang harus dibersihkan dan dikeringkan. Hal ini
bertujuan untuk menghilangkan semua zat yang kemungkinan masih terdapat di
dalamnya.
Dari hasil pengamatan, didapatlah massa jenis ketiga bahan yang
akan di uji coba, yaitu hasil pengamatan massa jenis Kloroform (CHCl3) adalah 1,514 g/ml, massa
jenis akuades 1,031 g/ml dan massa jenis Asam Asetat
Glacial (CH3COOH) 1,083 g/ml. Setelah itu, melakukan
percobaan sistem tiga komponen dimana Kloroform (CHCl3) ditambahkan dengan 5 ml akuades kemudian
di titrasi dengan Asam Asetat
Glacial (CH3COOH). Asam Asetat Glacial (CH3COOH) yang digunakan untuk menitrasi Kloroform (CHCl3) 3 ml sebanyak 9 ml, untuk Kloroform (CHCl3) 4 ml membutuhkan 7 ml larutan Asam Asetat
Glacial (CH3COOH), dan untuk 7 ml Kloroform (CHCl3) membutuhkan 12 ml larutan Asam Asetat
Glacial (CH3COOH).
Dalam percobaan ini sistem tiga komponen digunakan tiga komponen
bahan yang memiliki sifat berbeda-beda, akuades bersifat polar, Kloroform (CHCl3) bersifat nonpolar, dan Asam Asetat
Glacial (CH3COOH) yang bersifat semi polar. Ketiga zat ini digunakan karena hanya
akan bercampur sebagian. Ketika Kloroform (CHCl3) dicampur dengan akuades maka akan terbentuk dua lapisan yang mana air yang bersifat polar berada di bagian atas sedangkan Kloroform (CHCl3) di bagian bawah, karena massa jenis air lebih rendah dari Kloroform (CHCl3) jadi air berada pada lapisan atas. Campuran ini kemudian dititrasi
dengan Asam Asetat
Glacial (CH3COOH) agar larutan menjadi satu fasa.
Namun awalnya terbentuk
larutan keruh yang kemudian menjadi tidak berwarna kembali dan tidak terlihat
adanya lapisan pemisah antara kedua zat. Kekeruhan pada akhir titrasi terjadi
karena air dapat campur seluruhnya dengan Asam Asetat
Glacial (CH3COOH), sedangkan Kloroform (CHCl3) dan air hanya campur sebagian.
Campuran sebagian antara
air dan Kloroform (CHCl3) ini akan membentuk suatu lapisan yang menyebabkan timbulnya
kekeruhan, dengan tercampurnya zat dapat dilihat dari batas larutan yang
menghilang. Titrasi kedua zat tersebut dapat dihentikan ketika campuran zat
menjadi satu fasa. Penyebab Kloroform (CHCl3) larut menjadi satu fasa dengan air karena Asam Asetat
Glacial (CH3COOH) bersifat semipolar sehingga dapat mencampurkan dua jenis larutan
yang berbeda sifat menjadi satu fasa. Semakin banyak volume Kloroform (CHCl3)nya maka semakin banyak Asam Asetat
Glacial (CH3COOH) yang dibutuhkan untuk menitrasi larutan agar menjadi satu fasa.
Hal itu disebabkan karena semakin banyak Kloroform (CHCl3) maka semakin banyak juga Asam Asetat
Glacial (CH3COOH) yang dibutuhkan untuk melarutkannya. Sehingga semakin banyak
volume Kloroform (CHCl3) maka semakin banyak pula volume Asam Asetat
Glacial (CH3COOH) yang dibutuhkan untuk menitrasi Kloroform (CHCl3).
X.
Jawaban Tugas
A. Pertanyaan
1.
Apa yang dimaksud dengan fasa?
2.
Sebutkan contoh sistem 1 komponen, sistem dua komponen, sistem tiga
komponen?.
3.
Apakah fungsi asam asetat glacial?
4.
Apakah yang dimaksud dengan titik tripel?
5.
Apa pula arti titik kritik dalam diagram terner? Berapa derajat
kebebasannya?
B. Jawaban
1. Fasa adalah keadaan materi yang seragam di seluruh
bagiannya, tidak hanya dalam komposisi kimia tetapi juga sifat-sifat fisikanya.
2. Contoh sistem 1 komponen adalah air murni, sistem dua
komponen adalah campuran etanol dan air, dan sistem tiga komponen adalah air,
kloroform, dan asam asetat.
3. Fungsi asam asetat galsial adalah untuk produksi
monumer vinil asetat, anhindral asetat, produksi ester, dan sebagai pelarut
protik polar yang sangat baik.
4. Titik triple suatu zat adalag temperatur dan tekanan
dimana ketiga-tiga fase (gas, cair, dan padat) zat tersebut berada dalam
keadaan kesetimbangan termodinamika.
5. Titik kritik pada diagram terner menunjukkan keadaan
dimana fasa A dan B, untuk cairan A dan B yang tidak saling larut atau hanya
sedikit larut, tepat bercampur sebagai 1 fasa secara makroskopik. Derajat
kebebasannya sama dengan 1.
XI.
Kesimpulan
1.
Semakin
banyak volume kloroform maka semakin banyak pula volume asam asetat gliseral
yang dibutuhkan untuk menitrasi kloroform.
2.
Asam
asetat bersifat semi polar, akuades bersifat polar, dan kloroform bersifat
nonpolar sehingga asam asetat glacial yang bersifat semi polar berfungsi untuk melarutkan
kloroform dengan air.
XII.Daftar Pustaka
Atskins, P. W. 1996. Kimia Fisika. Jakarta:
Erlangga.
Chang,
Raymond. 2005. Kimia Dasar: Konsep-Konsep
Inti. Jakarta: Erlangga.
Dogra, S.K. 1990. Kimia Fisik
dan Soal-soal. Jakarta: UI-Press.
Milama, Burhanudin. 2014. Panduan
Praktikum Kimia Fisika 2. Jakarta: UIN P.IPA FITK-Press.
Rohman, I dan Mulyani, S. 2013. Kimia
Fisika I. Bandung: UPI-Press.
Sukardjo. 2013. Kimia Fisika. Yogyakarta: Rineka Cipta.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar