KESETIMBANGAN UAP CAIR

LAPORAN LABORATORIUM TEKNIK KIMIA I “KESETIMBANGAN UAP CAIR”

Disusun oleh :

Bintoro

1307114533

Helsa Audrya

1307123100

Rifati Hanifa

1307114666

Setiani Br Manurun

1307123452

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU PEKANBARU 2015 ABSTRAK 

 Kesetimbangan mengandung pengertian bahwa suatu keadaan dimana tidak  terja terjadi di peru peruba baha han n sifa sifatt makr makrok okop opis is dari dari siste sistem m terh terhad adap ap wakt waktu. u. Untu Untuk  k  material dalam jumlah tertentu hal tersebut dapat diartikan tidak ada perubahan  sifat material tersebut dengan waktu. Percobaan ini bertujuan untuk mempelajari data data keset kesetim imba bang ngan an etan etanol ol-a -air ir.. Pada Pada perc percob obaa aan n ini ini dila dilaku kuka kan n peng penguj ujia ian n konse konsent ntra rasi si volu volum m etan etanol ol dala dalam m caira cairan n deng dengan an meng menggu guna naka kan n alat alat hand  hand  refractom refractometer eter.. Konsentras Konsentrasii volum etanol etanol dalam dalam kondensat kondensat ditentukan ditentukan dengan dengan menggunakan rumus hukum Roult. Semakin besar fraksi etanol dalam campuran maka 0 ri! akan semakin besar pula.  "ika fraksi etanol diperbesar dalam campuran maka fraksi etanol dalam fasa uap dan fasa cair akan meningkat.  "ika  fraksi etanol dalam campuran diperbesar maka temperatur kesetimbangan akan menurun.  #pabila fraksi etanol dalam campuran diperbesar maka nilai K akan  semakin kecil. !ata "un#i : "eseti$%anan& "eseti$%anan ua' #air& fra"si (olu$& oBri)*

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Tujua

+u,uan dari 'ra"ti"u$ ini adalah: a* Meran# Meran#an an dan $en,ela $en,elas"a s"an n e"s'e e"s'eri$e ri$en n  %* Me$%uat dan $enanalisis "ur(a "eseti$%anan ua' #air 

1.2 1.2.1

Da!a" T# T#$"% $"%

K"%&#"%a K#!#&%'(a)a K#!#&%'(a)a  !rit !r iteri eriaa ya yan n di di$a $a"s "sud ud di si sini ni %u %u"a "an n se" se"ed edar ar "r "rit iter eria ia ya yan n %e %eru ru'a 'a "eseti$%anan ter$al dan $e"ani"al se#ara internal yan %iasa "ita ter,e$ah"an se%aai %erla"unya + dan - yan unifor$& $elain"an 'e$%atasan.'e$%atasan ter$od ter$ odina$ ina$i"a i"a 'ad 'adaa sist siste$ e$ den denan an fasa %an %anya" ya" dan "o$ "o$'on 'onen en %an %anya ya" " yan yan  $enala$i "eadaan "eseti$%anan* Se"ali'un sudah ada "eseti$%anan ter$al dan $e"ani"al dala$ siste$ de$i"ian $asih di$un"in"an 'er'indahan $assa antar fasa* /adi "riteria yan di$a"sud"an di sini ter$asu" "eseti$%anan antar  fasa ditin,au dari sei "e$un"inan 'er'indahan antar fasa terse%ut* !riteria ini  'erta$a "ali diturun"an oleh i%%s  A%%ott&  A%%ott& 1* Di$isal"an %aha siste$ $ulti "o$'onen yan tertutu' yan terdiri dari se,u$lah fasa $e$'unyai te$'eratur dan te"anan yan unifor$& a"an teta'i 'ada "eadaa "ea daan n aa aall tid tida" a" set seti$% i$%an an dit ditin, in,au au dar darii se seii 'er 'er'in 'indah dahan an $as $assa* sa* Set Setia' ia'  'eru%ahan yan ter,adi $esti %ersifat irre(ersi%le& yan $ende"at"an siste$ itu "e "eadaan "eadaa n seti$%a seti$%an* n* Siste$ itu di%ay di%ayan"a an"an n se%aa se%aaii di"el di"elilini ilini "eadaan yan selalu sela lu set seti$% i$%an an se#a se#ara ra ter$ ter$al al dan $e" $e"ani ani"al "al den denan an sist siste$ e$ itu se se"ali "ali'un 'un  'eru%ahan ter,adi dala$ siste$* !arenanya 'ertu"aran 'anas dan 'e$uaian "er,a "er, a antar an tar si sist ste$ e$ da dan n se" se"eli elili lin n ter ter,ad ,adii se se#ar #araa re( re(ers ersi% i%le le** Da Dala$ la$ "e "ead adaa aan n ya yan n de$i"ian 'eru%ahan entro'i dari se"elilin siste$: +i$  +i$ -enyusun& 2015* d% sur  dS  sur  = $  sur  2*1

Ditin,au dari siste$ 'anas yan %er'indah adalah d yan $e$'unyai hara nu$eri" $utla" sa$a denan dsur* Selan,utnya +sur 8 + dari siste$ seti$%an se#ara ter$al* Ma"a : d% sur  − d% = dS  sur  = $  sur  $  2*2 $enurut hu"u$ "e dua ter$odina$i"a: dS t  + dS sur 

≥0 2*3

t

di$ana S  8 entro'i total dari siste$* a%unan dari 'ersa$aan 2 dan 3 $en,adi : d% dS t  − ≥0 d% ≤ $dS t  $   atau -enera'an hu"u$ 'erta$a ter$odina$i"a:

dU t  d%

= d% − d'  = d% − Pd& t 

= dU t  +  Pd& t 

dU t  +  Pd&  ≤ $dS t  /adi dU t  +  Pd& t  − $dS t 

≤0

Atau

( dS  ) t 

U t  && t 

≥0

2*4 Suatu siste$ yan terisolasi $esti $e$'unyai syarat %aha eneri internal dan (olu$ee teta'& $a"a untu" siste$ se$a#a$ itu di"etahui lansun dari hu"u$ "edua %aha 'ersa$aan tera"hir %erla"u ean"o'lis& 17 * dU t  +  Pd& t  − $dS t 

≤0

Dari 'eru$'a$aan siste$ 'ersa$aan   %erla"u untu" + dan - yan teta'* -ersa$aan itu %isa ,ua ditulis se%aai %eri"ut:

dU t $ & P  + ( dP& t  )$ & P  − ( d$S t  ) $ & P  ≤ 0  atau

d (U 

t 

+  P&  − $S t  )$ & P  ≤ 0

2*5 -ersa$aan tera"hir 'entin $eninat +&- teta' $eru'a"an 'ersyaratan yan $udah di atur* !eadaan seti$%an dari siste$ tertutu' adalah "eadaan yan eneri %e%as i%%s totalnya adalah $ini$u$ ditin,au dari 'eru%ahan 'ada +&- tertentu* -ada "eadaan seti$%an (ariasi dala$ "adar differensial da'at ter,adi didala$ siste$  'ada + dan - yan teta'* +an'a $ena"i%at"an 'eru%ahan  t ean"o'lis& 17*

/adi:

( d( ) = 0 t 

$ & P 

2*6 9ntu" $enera'"an "riteria ini 'ada "eseti$%anan fasa& se%ai"nya ditin,au se%uah siste$ tertutu' yan terdiri dari dua fasa& a dan B* Setia' fasa da'at diana' se%aai siste$ ter%u"a yan $e$un"in"an 'er'indahan $assa dari fasa yan satu "e yan lain* 9ntu" $asin.$asin fasa %erla"u:

( n( ) = −( nS ) α  d$  + ( n& ) α  dP  +

∑ ( µ  dn ) α 

i

α 

i

2*7a

( n( ) = −( nS ) β  d$  + ( n& ) β  dP  +

∑ ( µ  dn β 

i

β 

i

2*7% !arena + dan - teta' $a"a 'en,u$lahan "e dua 'ersa$aan $enhasil"an:

( n( ) t 

$ & P 

= ∑ ( µ iα dniα  + ∑ ( µ i β dni β  2*

Di dala$ siste$ yan tertutu' %erla"u:

dni

β 

= −dniα  2*

/adi&

∑ ( µ  i

α 

− µ i β  dniα  = 0 2*10

dni

α 

!arena se$%aran dan %e%as $a"a satu.satunya 'enyelesaian aar   'ersa$aan tera"hir sa$a denan 0 adalah: α 

 µ i

=  µ i β  2*11

untu" siste$ $ulti "o$'onen: α 

 µ i

=  µ i β  = *** =  µ iπ  ( i = 1&2&3*** ) ) 2*12

di"etahui %aha : d  µ i

=  R$d ln

6

f  i

 + teta' :

 µ i

=  R$  ln f  i + Θ

Atau

Θ  adalah teta'an interasi haranya hanya terantun 'ada +* ;leh "arena 'ada "eseti$%anan fasa& se$ua fasa %erada 'ada + yan sa$a& $a"a syarat diatas da'at dianti ean"o'lis& 17:

:

α 

 f  i

:

β 

=  f  i = *** =

:

π 

f  i

2*13 1.2.2

K$!#* K#!#%'(a)a Ditin,au siste$ "onta" ua' dan #air #a$'uran A dan B:

) 8fra"si $ol difase #air* y 8fra"si $ol difase ua'* -ada "eadaan sei$%an e 8 + ? +(8suhu ua'& + ? 8Suhu #airan* 2* !eseti$%anan $e"anis 8!eseti$%anan se$ua aya.aya: -( 8-? 3* !eseti$%anan 'otensi "i$ia: =  siste$ @ $ini$u$*   i> 8   i? Dari 'ersa$aan ini a"an di'eroleh hu%unan antara "o$'osisi di fase ua' dan di fase #airan @ Bidan ter$odina$i"a -rausnit& 11*

1.2.+

K#!#&%'(a)a Ua* Ca%" ,KUC/u$lah dera,at "e%e%asan C 'ada "eseti$%anan adalah 'er%edaan antara  ,u$lah (aria%el yan di'erlu"an untu" "ara"terisasi "eadaan intensif siste$ dan  ,u$lah 'ersa$aan %e%as yan $enyata"an hu%unan (aria%el.(aria%el terse%ut* Didala$ !9 denan ,u$lah "o$'onen n dan ,u$lah fasa 2 terda'at (aria%el +& -& E.1 fra"si $ol dala$ #airan dan E.1 fra"si $ol dala$ ua'& ,adi ,u$lah (aria%el adalah 2E* -ersa$aan i%%s.Duhe$ se%aai "riteria "eseti$%anan +i$ -enyusun& 2015*

f ^ i

V 

= ^f  Li

  i 8 1& 2& ***& E

2*14

Me$%eri"an E 'ersa$aan %e%as sehina ,u$lah (aria%el yan harus diteta'"an &&&Funtu" fi)in siste$ adalah E& y*i + atau - dan E.1 fra"si $ol #airan atau ua' E (aria%el yan lain selan,utnya da'at dihitun& diuna"an 'ersa$aan:

= Θ vi * i P  f ^ V  i

 f  i v

f ^ i

V 

Dan

V 

Θ  x i P

=^i

V 

Θ  y i P

=^i

 f  i v

2*15

= Θ vi !i P  2*16

a%unan 'ersa$aan 15& 16 dan 17:

Θ +i !i = Θ iv *i

 L

V 

Θi  x i= Θi  y i ^

^

2*17

Θ +i Didala$ 'ersa$aan tera"hir !i dan *itida" %erdiri e)'lisit $eninat %ai" 

Θ iv $au'un

adalah funsi dari +& - dan "o$'osisiG hu%unan terse%ut $eru'a"an

Θi hu%unan yan "o$'le"s* Menyata"an hu%unan antara denan +& - dan "o$'osisi $e$erlu"an 'ersa$aan "eadaan yan $ena$%ar"an se#ara teliti "eadaan $asin.$asin #a$'uran ua' dan #airan* Be%era'a "esu"aran yan dihada'i dala$ "aitan ini: 1 Data %iasanya tersedia untu" at $urni dan tida" ada aturan.aturan yan  %erla"u se#ara u$u$ untu" #a$'uran* 2 +ida" ada 'ersa$aan "eadaan yan se#ara u$u$ %erla"u untu" fasa #airan* 9ntu" $enda'at"an %entu" 'ersa$aan yan le%ih $udah diuna"an dila"u"an 'enyederhanaan %ila hal terse%ut di%enar"an* Hasil yan 'alin sederhana di'eroleh %ila diu$'a$a"an %aha fasa ua' %ersifat as ideal dan fasa #airan $eru'a"an larutan ideal* 1 Bila fasa ua' %ersifat as ideal:

Θ ^

2

Θ iv = 1

V 

Θi =1 ^

2*1

Bila fasa #airan $eru'a"an larutan ideal:

Θ =  + i

3

V  i =1

 f  i +  !i P 

=

 !i  f  i +  !i P 

=

 f  i +  P 

 L i=

Θ

^f  Li

^

 xi P

 L

 x i f i

=

 x i P

 L

=

f i

 P

2*1

Bila fuasitas #airan tida" 'e"a terhada' te"anan:

f ^ i =f  i  L

 f  i +

Berdasar"an ana'an

=

f  i sat 

sat 

 f  i +

=

f  i sat 

2*20

Θ =  + i

 L sat   f  i + = f  i sat  f ^ i =f  i

 P  sat  P 

 L i=

Θ ^

sat 

 P  P

Hasil se#ara "eseluruhan: sat 

 x i

 P  P

 y i

=

 ! i

 P  sat   P 

= *i

 Pi= y i P = x i P

sat 

-i 8 yi - 8 )i-sat

-ersa$aan tera"hir $eru'a"an ru$us hu"u$ Raoult* -ersa$aan tida"  realisti"& dise%a%"an teruta$a oleh asu$si "edua yan %iasanya tida" %erla"u& "e#uali siste$nya terdiri dari "o$'onen yan seru'a se#ara "i$iai dan dala$ u"uran $ole"ul* Se%aai "ore"si terhada' "eadaan tera"hir diintrodu"si"an "oefisien a"tifitas* Beri"ut ini diturun"an 'ersa$aan yan u$u$: v &  ^f V i = y i ΘV i  P  f  i =  *i Θ i P  ^

 f  i +

=  !i γ  i f  i o  !i γ  i  f  i o

 L

untu" fasa ua' dan

o

f i = x i γ i f i

= Θ& i * i P 

untu" fasa #air  o

V 

 x i γ i f i =Θ i  y i P ^

2*21

Denan 'ersa$aan tera"hir 'enyelesaian !9 dila"sana"an $elalui  'ende"atan: 19ntu" fasa ua' diuna"an "onse' "oefisien fuasitas yan dihitun denan $enuna"an ->+ data*

Θ& i = Θ P & $ & *i &*****& * ) −1  2*22 29ntu" fasa #air diuna"an "onse' "oefisien a"tifitas* !onse' ini $enanti"an "onse' "oefisien fuasitas yan tida" %isa ditera'"an "arena tida" ada 'ersa$aan "eadaan yan %erla"u se#ara untu" #airan*

γ  i

= γ   P & $ & !i & ! 2 &****& ! ) −1 

γ i = γ ( P , T , xi , x 2 … … x N − 1)

2*23

Θ & i Dua "onse' itu ter'isah satu sa$a lain* Dala$ arti "ata di'enaruhi oleh "o$'osisi #airan dan se%ali"nya

γ i

tida" 

 tida" di'enaruhi oleh

"o$'osisi ua'* +elah diurai"an %aha untu" siste$ E "o$'onen dan dua fasa ada E dera,at "e%e%asan& artinya E (aria%el da'at ditentu"an se#ara %e%as sedan E (aria%el yan lain $eru'a"an (aria%el tida" %e%as dan da'at dihitun* Be%era'a  %entu" 'ersoalan dala$ !9:

1

Menhitun + dan  *i  'ada titi" ele$%un& %ila ditentu"an - dan  !ii 8 1&2&***E.1 2 Menhitun - dan  *i 'ada titi" ele$%un& %ila ditentu"an + dan  !i i 8 1&2&***E.1 3 Menhitun + dan  !i  'ada titi" e$%un& %ila ditentu"an - dan  *i  i 8 1&2&***E.1 4 Menhitun - dan  !i  'ada titi" e$%un& %ila ditentu"an + dan  *i  i 8 1&2&***E.1 9ntu" $enentu"an te"anan ua' $urni "o$'onen da'at dide"ati denan  'ersa$aan Antoine yaitu: B sat  ln P = A − 2*24 T + C  9ntu" $e$'redi"si"an te"anan ua' etanol: 303*  ,nP  sat  = 1*11 − sat  $  − 41*6 ln P = 18.9119 −

9ntu" $e$'redi"si"an te"anan ua' air: 316*44  sat   ,nP  = 1*3036 − sat  $  − 46*13 ln P =18.3036 −

3803.98

T −41.68

2*25

3816.44

T −46.13

2*26

-sat dan + 'ada 'ersa$aan 1*26 dan 1*27 dala$ satuan $$H dan dera,at "el(in* !onstanta "eseti$%anan ua' #air da'at ditentu"an dari 'ersa$aan Hu"u$ Raoult:

 K  =

 P i sat   P 

=

 * i  !i

2*27 Dala$ se%uah #a$'uran dua fasa ua'.#air 'ada "eseti$%anan& suatu "o$'onen dala$ fasa %erada dala$ "eseti$%anan denan "o$'onen yan sa$a dala$ fasa lain* Hu%unan "eseti$%anan terantun "e'ada suhu& te"anan& dan "o$'osisi #a$'uran terse%ut* a$%ar 1*1 $eru'a"an salah satu #ontoh diara$ dari "eseti$%anan ua' #air untu" siste$ c*clohe!ane-toluene di$ana 'ada a "eseti$%anan'ada te$'eratur "onstan dan % "eseti$%anan 'ada te$'eratur  "onstan  #bbott & 1* !ur(a AB 'ada a$%ar 1*1 $enun,u""an "eadaan #a$'uran #air ,enuh& yan dise%ut denan "ur(a bublepoint. !ur(a AD $eru'a"an "ur(a dewpoint yan $enun,u""an ua' ,enuh* 1.2.

Fu)a!%&a! /% Fa!a Ua* Cuasitas di fasa ua' dinyata"an dala$ %entu" "oefisien fuasitas yan didefinisi"an se%aai 'er%andinan antara fuasitas di fasa ua' dan te"anan

 'arsial "o$'onen* Berdasar"an definisi ni& hu%unan antara fuasitas dan "oefisien fuasitas di fasa ua' dinyata"an se%aai: f i > 8  i> *y P 2*2 i di$ana    adalah "oefisien fuasitas& y adalah fra"si $ol "o$'onen di fasa ua' dan - adalah te"anan total* !oefisien fuasitas dihitun %erdasar"an data (olu$eetri" denan #ara se%aai %eri"ut:

 ∂&    R$        −   dP  ln θ i =  ∂  R$  ∫  n  P     i $ & P & n 0    1

 P 

i

  2*2 atau

ln θ i

=

 ∂&    R$       d&  − ln  /   −     R$  ∫  0   ∂ni $ & P &n  P    1

 P 

i

  2*30 di$ana + adalah te$'eratur& ( adalah (olu$e 'arsial& n adalah ,u$lah $ol&  adalah fa"tor 'e$a$'atan compressibilit* factor  dan R adalah "onstanta as* !edua 'ersa$aan di atas $enun,u""an %aha "oefisien fuasitas da'at dihitun denan $enuna"an 'ersa$aan "eadaan& 'ersa$aan yan $enhu%un"an te"anan& te$'eratur& (olu$e danatau "o$'osisi* -ersa$aan denan funsi d- di'a"ai a'a%ila 'ersa$aan "eadaan yan ada %eru'a funsi e"s'lisit dala$ (olu$e& te$'eratur& dan "o$'osisi* Sedan"an 'ersa$aan denan funsi d( di'a"ai %ila 'ersa$aan "eadaan yanada %eru'a funsi e"s'lisit dala$ te"anan& te$'eratur& dan "o$'osisi* 1.2.5 Fu)a!%&a! /% Fa!a Ca%" Cuasitas di fasa #air u$u$nya dinyata"an dala$ %entu" "oefisien a"tifitas yan didefinisi"an se%aai 'er%andinan antara fuasitas di fasa #air dan hasil "ali antara fra"si $ol "o$'onen di fasa #air dan fuasitas "o$'onen 'ada "eadaan standar dala$ 'erhitunan.'erhitunan "oefisien a"tifitas adalah "ondisi #airan $urni* 1* /i"a "eadaan #airan $urni di'a"ai se%aai "eadaan standar& "oefisien a"tifitas ;? dinyata"an se%aai: f i ? 8 i ) f  i i di$ana I adalah "oefisien a"tifitas& ) adalah fra"si $ol "o$'onen di fasa #air&  f ;? adalah fuasitas #airan $urni* 2* !oefisien fuasitas da'at dihitun %erdasar"an data eneri %e%as i%s  %erle%ih e!cess (ibbs energ** -ersa$aan.'ersa$aan untu" $enhitun "oefisien a"ti(itas anatara lain -ersa$aan >an ?aar& 'ersa$aan Marules&  'ersa$aan Jilson& 'ersa$aan ER+?& dan se%aainya* !oefisien a"ti(itas ,ua da'at dihitun denan $enuna"an $etoda "elo$'o"  group method  se'erti denan $etoda 9EKCA dan $etoda AS;* Su"u e"s'onen dala$ 'ersa$aan di atas dina$a"an fa"tor "ore"si  Po*nting 1Po*nting correction* /i"a #airan %ersifat tida" ter$a$'at"an dan ua'

"o$'onen 'ada "eadaan ,enuhnya da'at diana' se%aai as ideal& 'ersa$aan di atas da'at disederhana"an $en,adi:

  P  & i 2+  P  −  P i S       e)'  ∫    P     R$      i

2+

 f  i

= P i

S 

$ & P 

& 

i

  2*31 /i"a fa"tor "ore"si Po*nting $ende"ati 1& $a"a : 2+

 f  i

$ & P 

=θ i S&  P i S    2*32

Cuasitas di fasa #air ,ua serin dinyata"an dala$ %entu" "oefisien fuasitas* Dala$ hal ini fuasitas dinyata"an se%aai :  +

 f  i

=θ i S&  !i  P    2*33

ara di atas $e$un"in"an $asalah "eseti$%anan ua'.#air da'at diselesai"an denan $enuna"an se%uah 'ersa$aan "eadaan*

1.2.

Huu' H#" Diuna"an untu" "o$'onen yan fra"si $olnya $ende"ati nol& se'erti fas en#er yan dilarut"an se%aai #airan :  Pi =  3i* !i

  2*34 9ntu" -i adalah te"anan dala$ fase as dari "o$'onen en#er 'ada "eseti$%anan 'ada suatu suhu& dan H i  adalah "onstanta hu"u$ Henry* atat  %aha dala$ li$it di$ana )i80* -i80* Eilai Hi da't ditentu"an dala$ %u"u referensi* -erhitunan te"anan 'arsial suatu as dala$ fase as yan %erada dala$ "eseti$%anan denan as terlarut dala$ fase #air ,i"a Hu"u$ Henry %erla"u sunuh sederhana * A$%il se%aai #ontoh ; 2 yan dilarut"an dala$ air 'ada 400 di$ana nilai H adalah 6*600 at$fra"si $ol* Eilai H yan %esar  $enunu,u""an %aha ; 2 hanya sedi"it larut dala$ air* 1.2.3

Huu' Ra$u4& Diuna"an untu" "o$'onen yan fra"si $olnya $ende"ati satu atau larutan dari "o$'onen."o$'onen yan %enar.%enar $iri' dala$ sifat "i$ia& se'erti rantai lurus hidro"ar%on*Misalnya su%s"ri' i $enun,u""an "o$'onen& -i te"anan 'arsial dari "o$'onen i dala$ fase as *i fra"si $ol as.as dan !i fra"si $ol fase #air*Ma"a :

 Pi =  Pi* !i  2*35 di$ana !i 8 1 : Pi4Pi * Denan $enuna"an 'ersa$aan diatas dan $enasu$si"an %aha Hu"u$ Dalton %erla"u untu" fasa as  Pi4P t ot .*i $a"a dida'at"an 'ersa$aan untu" !onstanta !eseti$%anan& ya"ni :  *i  Pi =  Ki =  !i  Ptot   2*36

BAB II METODOLOGI PERCOBAAN

2.1 A4a& /a Baa 2.1.1 A4a& a) /%)uaa 1* ?a%u u"ur 100 $l 2* ?a%u -e$anas 3* +er$o$eter  4* -ena$%il sa$'el ua' yan ter"ondensasi 5* !ondenser  5. 3and Refractometer  7* Lrle$eyer 100 $l * elas "i$ia * -i'et tetes 10* !etel 'e$anas

Ga'(a" 2.1 Ra)a%a A4a& P#"6$(aa K#!#&%'(a)a Ua*7Ca%"

2.2.2

Baa a) /%)uaa Bahan yan diuna"an adalah etanol dan air 

2.2.+

Ga'(a" A4a&

Ga'(a" 2.1 Alat 3and Refractometer 

2.2

P"$!#/u" P#"6$(aa

-enu"uran "onsentrasi etanol dala$ #a$'uran etanol air 'ada 'er#o%aan ini $enuna"an  Hand Refraktometer * Satuan 'enu"uran hand refractometer  adalah dera,at Bri) Bri)* -er#o%aan ini da'at di"elo$'o""an $en,adi 2 taha'& yaitu : 2.2.1

S&a/a"%!a!%

+aha' ini %ertu,uan untu" $enda'at"an "ur(a hu%unan "onsentrasi etanol denan dera,at Bri)  oBri)* Ada'un lan"ah "er,anya adalah : a*

Buat larutan etanol denan "onsentrasi $asin.$asin 10N& 15N& 20N& 25N& 30N dan 35N (olu$e*

 %*

?arutan etanol 10N (olu$e ditetes"an "e dala$ hand refractometer sehina da'at di"etahui oBri) dari "onsentrasi etanol terse%ut& ya"ni s"ala yan ditun,u""an 'ada 'er%atasan daerah teran dan daerah ela' 'ada hand refractometer *

#*

2.2.2

-er#o%aan diulani denan "o$'osisi larutan etanol yan %er%eda*

P##&ua 8"a!% ua* /a 6a%"a *a/a #!#&%'(a)a

?an"ah "er,a 'ada taha' ini adalah se%aai %eri"ut : a*

Ran"aian 'eralatan !9 di'asan se'erti Ga'(a" 2.1.

 %*

Buat larutan etanol denan "onsentrasi $asin.$asin 10N& 15N& 20N& 25N& 30N dan 35N (olu$e*

#*

?a%u diisi denan larutan etanol 10 N (olu$e se%anya" 50 $l*

d*

+utu' la%u terse%ut denan $e$asan ran"aian "ondensor denan  'ena$%il sa$'el "ondensat dan 'ena$%il sa$'el #airan*

e*

!etel 'e$anas dan aliran air 'endinin dinyala"an*

f*

A$ati "enai"an suhu dan tunu sa$'ai "ondisi seti$%an 'ada te$'eratur teta'*

*

-ada saat seti$%an& sa$'el #air yan tertinal di la%u dia$%il*

h*

Sa$'el terse%ut "e$udian dianalisa denan $enuna"an hand  refractometer untu" $enda'at"an oBri)nya*

i*

-er#o%aan diulani denan "o$'osisi larutan etanol yan %er%eda*

BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN +.1 Ha!%4

Ta(#4 +.1 -enaruh "o$'osisi u$'an terhada' 0Bri) 0

Cra"si (olu$ etanol 10N 15N 20N 25N 30N 35N

Bri) 1&5 2 2&5 3 4 5

6 5 f(x) = 13.71x - 0.09 R² = 0.97

4 Brix

3 2 1 0 0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

Fraksi Etanol (% volum)

Ga'(a" +.1 !ur(a standarisasi fra"si etanol dan 0Bri)

Ta(#4 +.2 !o$'osisi etanol  oBri) 'ada te$'eratur "eseti$%anan

Cra"si (olu$ etanol 10N 15N 20N 25N 30N 35N

+e$'eratur  "eseti$%anan 0! 372 371*5 371 370* 36 367

!o$'osisi "ondensat 0Bri) 4&5 4&25 4&5 5 5 3&5

!o$'osisi #airan 0Bri) 1&0 0&5 1&25 0&5 1&5 1&5

Ta(#4 +.+ !o$'osisi etanol fra"si (olu$ dan - sat 'ada "eseti$%anan

Cra"si (olu$ etanol 10N

!o$'osisi !o$'osisi "ondensat #airan 0Bri) 0Bri) 4&5 1&0

Cra"si (olu$ etanol 'ada "ondensat 0*32134

Cra"si (olu$ etanol 'ada #airan 0*06672

15N 20N 25N 30N 35N

4&25 4&5 5 5 3&5

0&5 1&25 0&5 1&5 1&5

0*303704 0*32134 0*3533 0*3533 0*24016

0*030261 0*045 0*030261 0*10317 0*10317

Ta(#4 +.+ !o$'osisi etanol fra"si (olu$ dan - sat 'ada "eseti$%anan

Cra"si (olu$ etanol

!o$'osisi "ondensat 0Bri)

!o$'osisi #airan 0Bri)

10N 15N 20N 25N 30N 35N

4&5 4&25 4&5 5 5 3&5

1&0 0&5 1&25 0&5 1&5 1&5

Cra"si (olu$ etanol 'ada "ondensat 0*32134 0*303704 0*32134 0*3533 0*3533 0*24016

Cra"si (olu$ etanol 'ada #airan 0*06672 0*030261 0*045 0*030261 0*10317 0*10317

-sat etanol $$H 1641*42 1612*5 154*7 1573*4 1425*1 1374*

Ta(#4 +. -er%andinan N %erat etanol denan literatur 

Cra"si etanol  'ada "ondensat 0*32134 0*303704 0*32134 0*3533 0*3533 0*24016

Cra"si etanol 'ada "ondensat y1 literaturO 0&101 0&1515 0&1 0&21 0&36 0&42

OSu$%er: ean"o'lis 17

Cra"si etanol  'ada #airan 0*06672 0*030261 0*045 0*030261 0*10317 0*10317

Cra"si etanol  'ada #airan )1 literaturO 0&105 0&0157 0&02 0&0231 0&52 0&0676

Hubungan Yd & Xw Percobaan dengan em!eratur 0.4 0.3 0.25

$om!osisi 0.2 0.1

xw yd

0.1

0 93 94 95 96 97 98 99 100

em!eratur "#

Ga'(a" +.2 !ur(a hu%unan antara Pd Q  'er#o%aan denan +e$'eratur 

Hubungan Yd & Xw %iteratur dengan em!eratur 0.6 0.5 0.4

0.43 xw

$om!osisi 0.3 0.2 0.1

yd 0.07

0 93 94 95 96 97 98 99 100 em!eratur "#

Ga'(a" +.+ !ur(a hu%unan antara Pd Q  literatur denan +e$'eratur 

Hubungan Xw Percobaan & %iteratur dengan em!eratur 0.6 0.5 0.4

xw lit

$om!osisi 0.3 0.2 0.1

xw perc 0.1 0.07

0 93 94 95 96 97 98 99 100 em!eratur "#

Ga'(a" +. !ur(a hu%unan antara  'er#o%aan Q literatur denan +e$'eratur 

Hubungan $ Percobaan & %iteratur dengan em!eratur 12 10 8 $om!osisi 6 4

6.36

2

1.81

k lit k perc

0 93 94 95 96 97 98 99 100 em!eratur "#

Ga'(a" +.5 !ur(a hu%unan antara ! 'er#o%aan Q literatur denan +e$'eratur  Ta(#4 +.5 !onstanta "eseti$%anan ! 'er#o%aan dan literatur 

Cra"si (olu$ etanol 10N 15N 20N 25N 30N 35N

! 'er#o%aan 2*15763 2*122362 2*0547 2*070 1*7525 1*01

! literatur   0*6105 *6462 * *000 0*7267 6*35467

Hubungan $ Percobaan & %iteratur dengan em!eratur 0.6 0.5 0.4

0.43

$om!osisi 0.3 0.2

0.25

yd prc yd lit xw perc xw lit

0.1 0 93 94 95 96 97 98 99 100 em!eratur "#

Ga'(a" +. !ur(a hu%unan "o$'osisi etanol dan te$'eratur  +.2

P#'(aa!a -ada 'er#o%aan !9& terle%ih dahulu dila"u"an standarisasi fra"si (olu$ etanol terhada' 0Bri)* !ur(a hu%unan fra"si etanol denan 0Bri) da'at dilihat  'ada a$%ar 3*1 di atas* Se$a"in %esar N (olu$ etanol $a"a se$a"in %esar 'ula 0 Bri)* Hal ini di"arena"an 0Bri) dida'at dari 'e$%iasan #ahaya oleh larutan yan tertentu* Se$a"in tini "onsentrasi larutan& $a"a a"an se$a"in %anya" #ahaya yan di%ias"an "e dala$ alat hand refractometer * ahaya yan di%ias"an "edala$ alat terse%ut a"an di,adi"an se%aai 'enun,u" s"ala yan dia$ati oleh 'ena$at& se$a"in %anya" #ahaya yan $asu" "edala$ alat& $a"a a"an se$a"in tini 'ula s"ala yan a"an ditun,u""an oleh alat hand refractometer terse%ut* -ada a$%ar 3*2 da'at dilihat "ur(a hu%unan "o$'osisi etanol yan dida'at dari 'er#o%aan denan te$'eratur "eseti$%anan* Dari "ur(a da'at dilihat "e#enderunan etanol 'ada fasa ua' dan #air se$a"in $enin"at seirin $enurunnya suhu "eseti$%anan* Denan "ata lain& se$a"in rendah suhu $a"a a"an se$a"in tini "o$'osisi etanol* Hal ini di"arena"an titi" didih etanol 760 yan le%ih "e#il dari 'ada titi" didih air 100 0& sehina ,i"a se$a"in tini "onsentrasi etanol di dala$ suatu larutan $a"a titi" didih larutan a"an le%ih dido$inasi oleh titi" didih etanol yan le%ih rendah dari 'ada titi" didih air*  Ea$un& terda'at %e%era'a data yan tida" sesuai& hal ini di"arena"an "etida"  a"uratan dala$ 'e$%a#aan s"ala handrefra#to$eter* Beitu 'ula halnya denan a$%ar 3*3 yan $enun,u""an "e#enderunan "ur(a hu%unan "o$'osisi etanol literatur denan te$'erature "eseti$%anan* Se$a"in tini "onsentrasi etanol dala$ suatu larutan $a"a a"an se$a"in rendah suhu yan di%utuh"an untu"  $e$%uat "eadaan larutan terse%ut $en,adi seti$%an*

-ada a$%ar 3*4 da'at dilihat hu%unan "o$'osisi #air  'er#o%aan dan literatur denan te$'eratur "eseti$%anan* !ur(a 'er#o%aan %erada di%aah "ur(a literatur alau'un "edua "ur(a $enun,u""an nilai  yan se$a"in tini seirin $enurunnya suhu "eseti$%anan* Hal ini da'at dise%a%"an oleh  'enu"uran "onsentrasi etanol yan "uran a"urat 'ada saat 'er#o%aan* !e"uran#er$atan dala$ 'enu"uran "onsentrasi etanol terse%ut da'at dise%a%"an %anya"nya etanol yan $enua' se%elu$ diu"ur denan alat hand  refractometer. !ur(a hu%unan antara nilai ! yan dida'at dari 'er#o%aan dan ! literatur  da'at dilihat 'ada a$%ar 3*5* !ur(a 'er#o%aan #enderun $enun,u""an $enurunnya nilai ! terhada' te$'eratur "eseti$%anan* Se#ara u$u$& "ur(a  'er#o%aan sa$a.sa$a $enun,u""an nilai ! yan se$a"in rendah seirin $enurunnya te$'erature "eseti$%anan* Ea$un 'ada %e%era'a titi" 'ada "ur(a  'er#o%aan da'at dilihat "enai"an nilai ! seirin $enurunnya te$'eratur  "eseti$%anan alau'un tida" terlalu sinifi"an* !enai"an ini da'at dise%a%"an oleh "e"eliruan 'enu"uran 'ada saat $enu"ur "onsentrasi etanol denan alat hand refractometer. * -ada a$%ar 3*6 "ur(a "o$'osisi etanol dala$ fasa #air dan fra"si etanol 'ada fasa ua' %erada di %aah "ur(a literatur* Hal ini di"arena"an a"tu  'ena$%ilan sa$'el "ondensat dan #air tida" dila"u"an se#ara %ersa$aan sehina "ondensat "e$%ali %er#a$'ur denan larutan*  6rror  ,ua da'at dise%a%"an 'enananan etanol yan "uran %ai" se%elu$ dianalisa $enuna"an hand refractometer.

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN 1

K#!%'*u4a 1 Se$a"in %esar fra"si etanol dala$ #a$'uran $a"a 0Bri) a"an se$a"in  %esar 'ula* 2 /i"a fra"si etanol di'er%esar dala$ #a$'uran $a"a fra"si etanol dala$ fasa ua' dan fasa #air a"an $enin"at* + /i"a fra"si etanol dala$ #a$'uran di'er%esar $a"a te$'eratur "eseti$%anan a"an $enurun*  A'a%ila fra"si etanol dala$ #a$'uran di'er%esar $a"a nilai ! a"an se$a"in "e#il*

2

Sa"a 1 -ena$%ilan sa$'el "ondensat dan #air harus dila"u"an se#ara  %ersa$aan sehina "ondensat tida" "e$%ali %er#a$'ur denan larutan* 2 -enu"uran "onsentrasi larutan dila"u"an se#ara #e'at sehina tida" terlalu %anya" al"ohol yan %er"uran "arena terua'* + -erla"uan larutan 'ada saat 'enu"uran harus dila"u"an se#ara %ai" "arena "e"eliruan 'ada saat 'enu"uran %er'enaruh 'ada 'erhitunan dan hasil a"hir*

DAFTAR PUSTAKA

A%%ott& Mi#hael& M*& >an Eess& Hendri#"& * 1*Schaum7s 2utline of $heor* and Problem $hermod*namics 2nd edition& M# ra.Hill o* Kn#* Anraini& J*& * 2015*  Kesetimbangan Uap 8air Pada Sistem  inair *htt':rea42*ord'ress*#o$20150426"eseti$%anan.ua'.#air.  'ada.siste$.%inair* Dia"ses 27 ;"to%er 2015* ean"o'lis& */*& 17* $ransport Processed and Unit 2peration& 3th  edition*  Ee Por": -renti#e.Hall* Hi$$el%lau& M*& Da(id*& 16*  Prinsip 9asar dan Kalkulasi dalam $eknik   Kimia&6th edition* Ee /ersey: -renti#e.Hall* -rausnit& /* M* 11* :olecular $hermod*namics of +i;uid-Phase 6;uilibr. Ee /ersey: -renti#e.Hall* +i$ -enyusun* 2015*  Penuntun Praktikum +aboratorium $eknik Kimia <* -e"an%aru: 9ni(ersitas Riau* +rey%al& Ro%ert& L*& 11*  :ass-$ransfer 2perations 3th edition* /a'an: M#* ra.Hill*

LAMPIRAN A

1.

P#'(ua&a 4a"u&a u'*a /a 4a"u&a !&a/a" #&a$47a%" u&u  u"9a a4%("a!%. >olu$e larutan 8 50 $l "onsentrasi etanol 8 6N V1 . M1 : V2 . M2 a* Ltanol 10N 100 m+ ! 0&10 = 5&2 m+ etanol + 44& m+ air  & 2 = 0&6

 %* Ltanol 15N 50 m+ ! 0&15 & 2 = 0&6

= 7& m+ etanol + 42&2 m+ air 

#* Ltanol 20N 50 m+ ! 0&20 & 2 = 0&6

= 10&42 m+ etanol + 3&5 m+ air 

d* Ltanol 25N 50 m+ ! 0&25 = 13&02m+ etanol + 3 6& m+ air  & 2 = 0&6 e* Ltanol 30N 50 m+ ! 0&30 & 2 = 0&6 f*

2.

Ltanol 35N 50 m+ ! 0&35 & 2 = 0&6

= 15&63 m+ etanol + 34&37 m+ air 

= 1&23 m+ etanol + 31&37 m+ air 

ontoh 'erhitunan fra"si $assa etanol 'er#o%aan Di"etahui:  etanol 8 0*7 r$l  air 8 0* ra$$l - standar 8 760 $$H > u$'an 8 50 $l -ersa$aan linear "ur(a standar: y 8 13*714) . 0*057 -ersa$aan Antoine untu" etanol:

 ,n P sat 

= 1&1 −

372&4 $ °8  + 230&3

a. !o$'osisi etanol fasa #air  10N& + 8 

 ! =

* − 13*714 0*057

=

1 − 13*714 0*057

= 0*06672

M etanol 8 > u$'an )  etanol )  8 50 $l ) 0*7 r$l ) 0*06672 8 2*63211 r  M air

8 > u$'an )  air ) 1.) 8 50 $l ) 0& r$l ) 1.0*06672 8 46*57067 r 

 ! etanol

 P  sat 

=

 :  etanol  :  etanol +  :  air 

=

2*63211 2*63211 + 46*57067

= 0*053

372*4  = e)' 1*1 − = 1641*42 mm3g   + 230*3  

 * e tan ol  =

 P  sat  *  =  760

 sehingga  K  =

= =

=

1573*4 ! 0*053 760

= 0*11

 *  ! 0*11

0*053 2*15

(. !o$'osisi etanol fasa #air  15N& + 8 *5 * − 13*714 0*5 − 13*714 = = 0*03  ! = 0*057 0*057

M etanol 8 > u$'an )  etanol )  8 50 $l ) 0*7 r$l ) 0*03 8 1*13 r  M air

8 > u$'an )  air ) 1.) 8 50 $l ) 0& r$l ) 1.0*03 8 4*37 r 

 ! etanol

=

 :  etanol  :  etanol +  :  air 

=

1*13 1*13 + 4*3

= 0*024

 P  sat 

372*4  = e)' 1*1 − = 1612*5mm3g  *5 + 230*3  

 * e tan ol  =

 P  sat  *  =  760

 sehingga  K  =

= =

=

1612*5 ! 0*024 760

= 0*05

 *  ! 0*05

0*024 2*122

6. !o$'osisi etanol fasa #air  20N& + 8  * − 13*714 1*25 − 13*714  ! = = = 0*04 0*057 0*057

M etanol 8 > u$'an )  etanol )  8 50 $l ) 0*7 r$l ) 0*04 8 3*35 r  M air

8 > u$'an )  air ) 1.) 8 50 $l ) 0& r$l ) 1.0*04 8 46*66 r 

 ! etanol

 P  sat 

=

 :  etanol  :  etanol +  :  air 

=

3*35 3*35 + 46*66

= 0*06

372*4  = e)' 1*1 − = 154* mm3g   +  230 * 3  

 * e tan ol  =

 P  sat  *  =  760

 sehingga  K  =

= =

=

154*7 ! 0*06 760

= 0*14

 *  ! 0*14

0*06 2*0

/. !o$'osisi etanol fasa #air  25N& + 8 7& * − 13*714 0*5 − 13*714 = = 0*03  ! = 0*057 0*057

M etanol 8 > u$'an )  etanol )  8 50 $l ) 0*7 r$l ) 0*03 8 1*1 r  M air

8 > u$'an )  air ) 1.) 8 50 $l ) 0& r$l ) 1.0*03 8 4*3 r 

 ! etanol

 P  sat 

=

 :  etanol  :  etanol +  :  air 

=

1*13 1*13 + 4*3

= 0*024

372*4  = e)' 1*1 − = 1573*4 mm3g  7* + 230*3  

 * e tan ol  =

 P  sat  *  =  760

 sehingga  K  =

= =

=

1573*4 ! 0*024 760

= 0*04

 *

 ! 0*04

0*024 2*07

#. !o$'osisi etanol fasa #air  30N& + 8 5 * − 13*714 1*5 − 13*714  ! = = = 0*103 0*057 0*057

M etanol 8 > u$'an )  etanol )  8 50 $l ) 0*7 r$l ) 0*103 8 4*07 r  M air

8 > u$'an )  air ) 1.) 8 50 $l ) 0& r$l ) 1.0*103 8 44*75 r 

 ! etanol

=

 :  etanol  :  etanol +  :  air 

=

4*07 4*07 + 44*75

= 0*03

 P  sat 

372*4  = e)' 1*1 − = 1425*1 mm3g  5 + 230*3  

 * e tan ol  =

 P  sat  *  =  760

 sehingga  K  =

=

=

1425*1 ! 0*103 760

= 0*1563

 *

 ! 0*1563

0*03 = 1*75 8.

!o$'osisi etanol fasa #air  35N& + 8 4 * − 13*714 1*5 − 13*714  ! = = = 0*103 0*057 0*057 M etanol 8 > u$'an )  etanol )  8 50 $l ) 0*7 r$l ) 0*103 8 4*07 r  M air

8 > u$'an )  air ) 1.) 8 50 $l ) 0& r$l ) 1.0*103 8 44*75 r 

 ! etanol

 P  sat 

=

 :  etanol  :  etanol +  :  air 

=

4*07 4*07 + 44*75

= 0*03

372*4  = e)' 1*1 − = 1374* mm3g   + 4 230 * 3  

 * e tan ol  =

 P  sat  *  =  760

 sehingga  K  =

=

=

1374* ! 0*103 760

= 0*150

 *

 ! 0*150

0*03 = 1*0

+.

I&#"*$4a!% /a&a *a/a 4%&#"a&u" u&u &#'*#"a&u" #!#&%'(a)a

10N

 y =0.192 +

(

0−0.192 100 −98.1

× ( 99− 98.1 )

)

 y =0.101

(

 x =0.02 +

0 −0.02 100 −98.1

× ( 99− 98.1 )

)

 x =0.105 15N

 y =0.192 +

(

0−0.192 100 −98.1

× ( 98.5− 98.1 )

)

 y =0.1515  x =0.0157 20N

 y =0.377 +

(

0.192− 0.377 98.1− 95.2

× ( 98−95.2 )

)

 y =0.198  x =0.05 +

(

0.02 −0.05 98.1 −95.2

× ( 98 −95.2 )

)

 x =0.02 25N

 y =0.377 +

(

0.192− 0.377 98.1− 95.2

× ( 97.8−95.2 )

 y =0.21  x =0.05 +

(

0.02 −0.05 98.1 −95.2

× ( 97.8− 95.2 )

)

 x =0.02 31 30N

 y =0.527 +

(

0.377 −0.527 95.2 −91.8

× ( 95− 91.8 )

)

)