LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA I
KELARUTAN DUA CAIRAN YANG BERCAMPUR SEBAGIAN
Oleh :
Kelompok VIII Anggota : 1. Dian Oktaviana ( 00330 ) 2. Hilda Salmi ( 02012 ) 3. Okta suryani ( 00335 ) 4. Zikra Azizah ( 02020 ) Dosen : 1. Yerimadesi, S.Pd, M.Si 2. Hari Sanjaya, S.Si, M.Si Asisten : 1. Al-Izzah Chan 2. Rika Purnama 3. Wiwi Deswita
JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2010
Kelarutan Dua Cairan yang Bercampur Sebagian
A. Tujuan 1. Membuat kurva kelarutan dua zat cair yang bercampur sebagian. 2. Menentukan suhu kritis larutan dua zat cair yang bercampur sebagian.
B. Teori Dasar Bila dua zat cair dicampur dengan komposisi yang berbeda-beda, maka ada tiga kemungkinan yang dapat terjadi, yaitu : 1. Kedua zat cair dapat bercampur dalam tiap komposisi, seperti campuran alcohol dan air. 2. Kedua zat cair tidak dapat bercampur sama sekali, seperti antara air dan air raksa. 3. Kedua zat cair hanya dapat bercampur pada komposisi tertentu, misalnya antara campuran air-butanol atau air-fenol.
Pada percobaanberikut yang akan dilakukan adalah membuaat kurva kelarutan airbutanol atau air-fenol ( diagram biner ) dan sekaligus menentukan suhu kritisnya. Bila ke dalalm sejumlah air ditambah butanol atau fenol sedikit demi sedikit pada suhu tertentu dan tetap, maka akan terjadi larutan butanol atau fenol dalam air. Bila penambahan ini diteruskan, pada suatu sat akan diperoleh larutan air dalam fenol atau butanol yang memisah sebagai larutan tersendiri. Pada penambahan selanjutnya akan dicapai larutan jenuh air dalam butanol atau fenil, dimana pada saat ini kedua lapissan akan hilang dan menjadi satu lapisan lagi. Kedua larutan jenuh air dalam buutanol atau air dalam fenol atau sebaliknya dikatakan sebagai larutan konjugat. Larutan konjugat ini hany terjadi pada range suhu 0 – 126 0C. berdasarkan literatur, maka diatas suhu ini air dan butanol selalu dapat saling melarutkan pada setiap komposisi yang diberikan. Suhu ini disebut suhu kritis air – butanol. Sistem biner fenol - air merupakan sistem yang memperlihatkan sifat kelarutan timbal balik antara fenol dan air pada suhu tertentu dan tekanan tetap. Disebut sistem biner karena jumlah komponen campuran terdiri dari dua zat yaitu fenol dan air. Fenol dan air kelarutanya akan berubah apabila dalam campuran itu ditambahan salah satu komponen
penyusunnya yaitu fenol atau air. Jika komposisi campuran fenol air dilukiskan terhadap suhu akan diperoleh kurva sebagai berikut.
T
L1
L2 A2
B2
A1
T2 B1
T1
T0 XA = 1
XC Mol Fraksi
XF = 1
L1 adalah fenol dalam air, L2 adalah air dalam fenol, XA dan XF masing-masing adalah mol fraksi air dan mol fraksi fenol, XC adalah mol fraksi komponen pada suhu kritis (TC). Sistem ini mempunyai suhu kritis (TC) pada tekanan tetap, yaitu suhu minimum pada saat dua zat bercampur secara homogen dengan komposisi CC. Pada suhu T1 dengan komposisi di antara A1 dan B1 atau pada suhu T2 dengan komposisi di antara A2 dan B2, sistem berada pada dua fase (keruh). Sedangkan di luar daerah kurva (atau diatas suhu kritisnya, TC), sistem berada pada satu fase (jernih). 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. Jika temperatur dari dalam kelarutan fenol aquadest dinaikkan di atas 50°C maka komposisi larutan dari sistem larutan tersebut akan berubah. Kandungan fenol dalam air untuk lapisan atas akan
bertambah (lebih dari 11,8 %) dan kandungan fenol dari lapisan bawah akan berkurang (kurang dari 62,6 %). Pada saat suhu kelarutan mencapai 66°C maka komposisi sistem larutan tersebut menjadi seimbang dan keduanya dapat dicampur dengan sempurna.
Temperatur kritis adalah kenaikan temperatur tertentu dimana akan diperoleh komposisi larutan yang berada dalam kesetimbangan.
D. Alat dan Bahan
Alat :
Tabung reaksi Beaker glass 800 ml Buret 50 ml Gelas ukur 50 ml Corong Pengaduk Pemanas
Bahan :
Aquades n - Butanol
D. Cara kerja I. Penambahan butanol ke dalam air
II. Penambahan air ke dalam butanol
Siapkan penangas air
Siapkan penangas air
Masukkan 10 ml air ke dalam tabung
Masukkan 10 ml butanol ke dalam tabung
reaksi
reaksi
Tambahkan 1 ml butanol ke dalam tabung
Masukkan 1 ml air ke dalam tabung
Panaskan dalam penangas air sambil diaduk
Panaskan dalam penangas air sambil diaduk
sampai larutan jernih
sampai larutan jernih
Dinginkan sampai larutan menjadi keruh,
Dinginkan sampai larutan menjadi keruh,
catat suhu larutan.
catat suhu larutan.
Ulangi percobaan hingga penambahan
Ulangi percobaan hingga penambahan air
butanol mencapai 10 ml
mencapai 10 ml
E. Data Pengamatan Massa jenis air
= 0,98 gram / ml
Massa jenis butanol
= 0,82 gram / ml
I. Penambahan butanol ke dalam air Volume butanol yang
Suhu ( 0C )
Suhu ( 0C )
ditambahkan ( ml )
Larutan jernih
Larutan keruh
1 ml
40
29
2 ml
90
60
3 ml
97
78
4 ml
98
84
5 ml
100
96
6 ml
102
98
Volume air yang ditambahkan
Suhu ( 0C )
Suhu ( 0C )
( ml )
Larutan jernih
Larutan keruh
1 ml
85
35
2 ml
90
36
3 ml
93
52
4 ml
72
58
5 ml
65
57
6 ml
69
53
II. Penambahan air ke dalam butanol
E. Perhitungan ⁄
ρ air
:1
ρ butanol
: 0,81
⁄
Berat butanol dalam tiap komposisi Massa butanol = 0,81
⁄
Berat air dalam tiap komponen
Untuk 1 ml air dalam 10 ml butanol Massa H20
⁄
= 2 gr
=1
⁄
= 3 gr
=1
⁄
= 4 gr
Untuk 5 ml air dalam 10 ml butanol Massa H20
=1
Untuk 4 ml air dalam 10 ml butanol Massa H20
= 1 gr
Untuk 3 ml air dalam 10 ml butanol Massa H20
⁄
Untuk 2 ml air dalam 10 ml butanol Massa H20
=1
=1
⁄
= 5 gr
Untuk 6 ml air dalam 10 ml butanol Massa H20
=1
⁄
= 6 gr
Penambahan butanol dalam 10 ml air Massa air
=ρ =
⁄
Untuk 1 ml butanol Massa butanol = 0,81
⁄
Untuk 4 ml butanol Massa butanol = 0,81
⁄
Untuk 3 ml butanol Massa butanol = 0,81
⁄
Untuk 2 ml butanol Massa butanol = 0,81
10 ml = 10 grm
⁄
Untuk 5 ml butanol Massa butanol = 0,81
⁄
Untuk 6 ml butanol Massa butanol = 0,81
⁄
Persen berat butanol dan air pada tiap komposisinya #Penambahan air dalam 10 ml butanol#
1 ml % berat butanol = % berat air =
= = = =
5 ml % berat butanol = % berat air =
=
4 ml % berat butanol = % berat air =
=
3 ml % berat butanol = % berat air =
=
2 ml % berat butanol = % berat air =
=
= =
6 ml % berat butanol = % berat air =
= =
#Penambahan butanol dalam 10 ml air#
1 ml % berat butanol = % berat air =
= =
2 ml % berat butanol = % berat air =
= =
3 ml % berat butanol = % berat air =
= =
5 ml % berat butanol = % berat air =
= =
6 ml % berat butanol = % berat air =
%
=
4 ml % berat butanol = % berat air =
=
= =
F.Pembahasan
Percobaan tentang kelarutan dua cairan yang bercampur sebahagian ini bertujuan untuk membuat kurva kelarutan dua zat cair yang bercampur sebahagian.selain itu juga bertujuan untuk menentukan suhu kritis larutan dua zat cair yang bercampur sebahagian. Dalam percobaan ini yang akan ditentukan suhu kritisnnya adalah larutan air-butanol yang kemudian akan dibuat Penentuan kelarutan timbal balik dua cairan dilakukan dengan cara memanaskan campuran air dan butanol sampai diperoleh suhu terendah kedua cairan saling melarutkan. Percobaan pertama dilakuakn dengan menambahkan air kedalam 10 ml butanol,diamati apaakh larutan saling larut, keruh atau membeentuk dua lapisan. Kemudian larutan dipanaskan. Untuk penambahan 1 ml air kedalam butanol diamati suhu cairan 30o C dan terllihat terbentuk dua lapisan tapi larutan tidak keruh. Keetika larutan dipanaskan ,pada suhu 850 C lapisan dua cairan hilang dan membentuk satu lapisan. Kemudian larutan didinginkan,pada suhu 35oC larutan membentuk dua lapisan kembali. Pada percobaan 2 ml,air kedalam 10 ml buatol, larutan juga tidak keruh tapi hanya membentuk dua lapisan. Ini menandakan bahwa pada komposisi ini kedua cairan masih larut. Kemudian campuran didinginkan dan pada suhu 36o C membentuk dua lapisan kembali. Pada penambahan 3 ml air kedalam butanol,larutan juga tidak keruh tapi juga hanya membentuk dua lapisan,setelah dipanaskan kedua lapisan hilang setelah dipanaskan hingga mencapai suhu
93o C,namun berbeda dengan penambah 1ml dan 2 ml air,pada saat pendinginan pada suhu 52o Clarutan menjadi keruh. Pada penambahan 4 ml himgga 6 ml air kedalam 10 ml buanol larutan menjadi keruh dan jernih kembali pada suhu rata-rata 70o C dan larutan keruh kembali rata-rata pada suhu 56o C. dari data ini diketahui suhu terendah kedua larutan saling melarut adalah pada suhu 56o C. Penentuan kelarutan air-butanol ditentukan juga dengan cara memanaskan campuran air –butanol dimana butanol ditambahkan kedalam 10 ml air. Berbeda dengan sebelumnya,peenambahan butanol kedalam air menimbulkan kekeruhan,ini terjadi pada semua penambahan,yaitu penambahan 1 ml, 2ml ,3ml ,4ml ,5ml, 6ml, dan 7ml. dari data pengamatan disimpulkan bahwa untuk membuat larutan menjadi keruh kembali larutan dipanaskan hingga suhu tertentu,dan kenaikan suhu sebanding dengan banyaknya butanol yang ditambahkan kedalam air. Namun kenaikan suhu tidak teratur. Berdasarkan literatur disebutik beberap kan bahwa suhu kritis aibutanol,yaitu ubkedua cairan saling melarutkan pada berbagai komposisi,adalah diatas suhu 126o C. namun dalam percobaan suhu kritis air-butanol tidak dapat ditentukan karena penambahan air kedalam buatnol dan sebaliknnya tidak mencapai pada penambahan 10 ml.
G. Kesimpulan Dari percobaan yang dialkukan dapat ditarik beberapa kesimpulan,yaitu:
Jika dua buah cairan yang bercampur sebahagian dicampurkan maka kedua zat cair dapat dapat saling melarutkan jika jumlah air yang ditambahkan kedalam butanol atau butanol ditambahkan kedalam air berada dalam jumlah yang sedikit. Air dan butanol adalah dua buah cairan yang dapat bercampur sebahagian, dimana kedua zat cair ini dapat saling larut dalam jumlah sedikit dan tidak dapat larut lagi jika air atau vutanol teralalu banyak yang ditambahkan. Bila kedalam 10 ml butanol ditambahkan 1ml air,maka akan terbentuk larutan air-butanol dimana air sebagai zat terlarut dan butanol sebagai pelarut . pada komposisi ini kedua larutan saling melarutkan. Namun jika penambahan air dilanjutkan maka akan didapat larutan keruh dimana air tidak larut semuanya dalam butanol. Begitu juga sebaliknya jika 1 ml butanol ditambahkan kedalam 10 ml air. Jika penambahan dilanjutkan lagi maka akan didapat larutan jenuh air-butanol yang saling melarutkan,larutaan ini disebut larutan konjugat,yaitu dimanaq air dan butanol saling melarutkan.
H. Jawaban pertanyaan 1. Apa yang dimaksud : a) Larutan konjugat : saat dimana larutan yang terdiri dari dua cairan yang dapat larut sebahagian berada dalam keadaan jenuh. b) Suhu kritis : suhu dimana dua cairan yang larut sebahagian melarut pada setiap komposisi yang diberikan.
2. Aplikasi konsep dua cairan yang bercampur sebahagian;
Daftar Pustaka Bird, Tony. 1985. Kimia Fisika Universitas. Jakarta : PT Gramedia Sukri, S dan Hardeli. 1997. Kimia Fisika 1. Padang : UNP Tim Kimia Fisika. 2010. Penuntun Praktikum Kimia Fisika 1. Padang : UNP www. Wikipedia.org
