LAPRES Kesetimbangan Fasa (Baru

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA II

MATERI KESETIMBANGAN FASA

Disusun Oleh : Kelompok

: VII / SELASA PAGI

1. ALFIN VANDENI

(21030116120031)

2. ARLITA PRISMALIA HASNANTA (21030116140186) 3. ARY OCTAVIANI

(21030116130141)

LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA II DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017

Kesetimbangan fasa

LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN RESMI LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA II UNIVERSITAS DIPONEGORO

Materi

: Kesetimbangan Fasa

Kelompok

: 7/ Selasa Pagi

Penyusun

: 1. Alfin Vandeni

(21030116120031)

2. Arlita Prismalia Hasnanta

(21030116140186)

3. Ary Octaviani

(21030116130141)

Semarang,

Mei 2017

Mengesahkan, Asisten Pembimbing

Andhika Pudji Utama NIM 21030115130122

ii

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II

Kesetimbangan fasa

Ringkasan Larutan adalah fase yang homogen yang mengandung lebih dari satu komponen. Bila sistem hanya terdiri dari dua zat maka disebut larutan biner. Misalnya alkohol dalam air. Jika larutan diuapkan sebagian, maka mol fraksi uap dan mol fraksi air tidak sama karena “volatilitas” (mudahnya menguap) dan masing-masing penyusun berbeda. Tujuan dari praktikum ini adalah mampu memahami konsep kesetimbangan antara dua fasa (uap-cair) dari sistem (larutan) yang terdiri dari dua komponen dan mampu membuat diagram komposis vs suhu untuk larutan etanol air. Menurut sifatnya dikenal larutan ideal dan larutan non ideal. Larutan ideal adalah larutan yang gaya tarik menarik antar mulekul sejenis dan tidak sejenis sama. Sedangkan larutan non ideal adalah larutan yang gaya tarik menarik antar mulekul sejenis dan tidak sejenis berbeda. Hukum roult hanya dapat di gunakan untuk larutan ideal atau larutan yang sangat encer, karena pada larutan encer hubungan antara jumlah zat terlarut dengan tekanan uapnya merupakan fungsi linear. Sedangkan larutan yang tidak encer tidak linear. Pada praktikum ini bahan yang digunakan adalah etanol dan aquadest sedangkan alat yang digunakan adalah labu destilasi, thermometer, Pendingin Leibig, Thermostat, Erlenmeyer, Pipet, Refraktometer, Adaptor, Statif-klem, Waterbath, Kaki tiga, Heater, Thermocouple. Metode yang digunakan yaitu dengan dibuat kurva standar hubungan komposisi etanol vs indeks bias, dan pembuatan 2 gram komposisi versus suhu untuk larutan etanol air. Berdasarkan hasil praktikum didapat hubungan antara komposisi etanol, dengan indeks bias pada komposis (0-70)% , mengalami kenaikan karena faktor kerapatan yang meningkat karena berat mulekul etanol-air lebih berat etanol. Lalu terdapat penyimpangan pada (70-89.56)%, karena pengaruh ketidak idealan larutan biner etanol-air. Hubungan antara komposisi destilat dan residu vs suhu. Secara teoritis akan meningkat seiring bertambahnya %w. Terdapat penyimpangan karena panambahan cairan destilat kembali dan penambahan aquadest dapat menyebabkan perubahan nilai indeks bias, tetapi juga dapat meningkatkan titik didih dan manurunkan tekanan uap. Disarankan pada praktikan agar lebih teliti dalam mengguanakan alat refraktometer. Disarankan agar asisten jaga berada di ruang asisten laboratorium agar mempermudah pengamatan praktikum. Pada sisten prites agar menjelaskan materi dengan detail agar praktikan paham dulu. Disarankan pada laboran mengecek alat-alat praktikum setelah selesai praktikum.

iii


Kesetimbangan fasa

Summary Solution is a homogeneous phase containing more than one component. When the system consists of only two substances it is called binary solution. For example alcohol in water. If the solution is partially evaporated, then the mole of the vapor fraction and the water fraction mole is not the same because of "volatility" ( easy to evaporated ) and each constituent is different. The purpose of this practicum is to understand the concept of equilibrium between two phases (vapor-liquid) of the system (solution) consisting of two components. capable of making a composition vs temperature diagram for water ethanol solution. According to its nature is known ideal solution and non ideal solution. The ideal solution is a solution that attracts between types of similar and not same. While the non-ideal solution is a solution that tensile force between molecul similar and not, different tensile. Roult law can only be used for ideal solutions or very dilute solutions, since in dilute solutions the relationship between the amount of solute and its vapor pressure is a linear function. While the aqueous solution is not linear. In this experiment the material used is ethanol and aquadest while the tools used are distillation flask, thermometer, Leibig Cooler, Thermostat, Erlenmeyer, Pipette, Refractometer, Adapter, Statif-clamp, Waterbath, Triple, Heater, Thermocouple. The method used is made with standard curve of ethanol composition relationship vs. refractive index, and making diagram of composition versus temperature for water ethanol solution. Based on the results of the experiment obtained the relationship between ethanol composition with the refractive index on the composition (0-70)%, increased due to increased density factor due to ethanol-water weight more ethanol weight. Then there is a deviation at (70-89.56)%, due to the non ideal influence of an ethanol-water binary solution. The relationship between destilat composition and residue vs temperature. Theoretically will increase % w. Irregularities due to the addition of distillate fluid and the addition of aquadest may cause a change in the refractive index value, but may also increase the boiling point and lower the vapor pressure. It is suggested to the practitioner to be more careful in using the refractometer tool. It is recommended that the guard's assistant be in the laboratory assistant's room to facilitate practicum observation. It is recommended to the labors to check the tools of the practicum after practicum is done.

iv


Kesetimbangan fasa

PRAKATA

Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa oleh karena berkat dan rahmat-Nya kami dapat menyelesaikan Laporan Resmi Praktikum Dasar Teknik Kimia II. Oleh karena berkat dan rahmat-Nya pula kami dapat menyelesaikan tujuh materi praktikum dengan baik dan lancar tanpa suatu hambatan yang berarti. Pada kesempatan ini kami ingin mengucapkan terima kasih kepada dosen yang membimbing selama proses Praktikum Dasar Teknik Kimia II dan kesediaan para dosen untuk memberi pretest materi sebelum praktikum. Kami juga mengucapkan terima kasih kepada Dr. Ing Silvyana selaku penanggung jawab Labolatorium Dasar Teknik Kimia, Bagas Guntur Pradana selaku koordinator asisten pembimbing, dan Andhika Pudji Utama selaku asisten pembimbing laporan resmi ini yang dengan tulus dan setia mendampingi dan membantu kami dalam proses Praktikum Dasar Teknik Kimia II dari awal hingga akhir. Laporan Resmi Praktikum Dasar Teknik Kimia II ini berisi materi Kesetimbangan Fasa. Laporan resmi ini berisi hasil dari praktikum yang kami lakukan di Praktikum Dasar Teknik Kimia II. Kami berharap semoga laporan resmi ini dapat berkenan di hati pembaca dan bisa bermanfaat bagi pembaca serta memohon maaf apabila ada salah kata ataupun hal-hal yang kurang berkenan di hati pembaca.

Semarang,

Mei 2017

Penyusun

v


Kesetimbangan fasa

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................................. i HALAMAN PENGESAHAN................................................................................... ii RINGKASAN ......................................................................................................... iii SUMMARY ............................................................................................................. iv PRAKATA................................................................................................................ v DAFTAR ISI ........................................................................................................... vi DAFTAR TABEL ................................................................................................. viii DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. ix BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1 1.2 Tujuan Praktikum ...................................................................................... 1 1.3 Manfaat Praktikum .................................................................................... 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 2 2.1 Pengertian Kesetimbangan Fasa................................................................ 2 2.2 Hukum Raoult ........................................................................................... 2 2.3 Pengertian Destilasi ................................................................................... 4 2.3.1 Klasifikasi Destilasi ......................................................................... 4 2.3.2 Macam-macam Destilasi ................................................................. 4 BAB III METODE PRAKTIKUM ........................................................................... 7 3.1 Alat dan Bahan yang digunakan................................................................ 7 3.1.1 Bahan ............................................................................................... 7 3.1.2 Alat .................................................................................................. 7 3.2 Gambar Alat .............................................................................................. 7 3.3 Cara Kerja ................................................................................................. 8 3.4 Tabel Pengamatan ..................................................................................... 8 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................... 10 4.1 Hubungan Indeks Bias vs Komposisi...................................................... 10 4.2 Hubungan Komposisi Destilat dan Residu vs Suhu ................................ 12 4.3 Fungsi Penambahan Aquadest ................................................................ 13 BAB V PENUTUP ................................................................................................. 15 5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 15 5.2 Saran........................................................................................................ 15 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 16

vi


Kesetimbangan fasa

LAMPIRAN Data Hasil Praktikum .................................................................................... A-1 Lembar Perhitungan ..................................................................................... B-1 Lembar Grafik .............................................................................................. C-1 Lembar Kuantitas Reagen............................................................................. D-1 Referensi Lembar Asistensi

vii


Kesetimbangan fasa

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Hubungan Komposisi Etanol dengan Indeks Bias ................................... 8 Tabel 3.2 Pengaruh Komposisi Umpan Destilasi .................................................... 9 Tabel 4.1 Hubungan Komposisi Etanol dengan Indeks Bias ................................. 10 Tabel 4.2 Komposisi Destilat dan Residu dengan Suhu ....................................... 12

viii


Kesetimbangan fasa

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Suhu Komposisi Asam Formiat-Air ............................................. 3 Gambar 2.2 Diagram Suhu Komposisi Ethanol-Air ........................................................ 3 Gambar 3.1 Gambar Rangkaian Alat Destilasi ................................................................ 7 Gambar 4.1 Grafik Hubungan Komposisi Etanol dengan Indeks Bias ......................... 10 Gambar 4.2 Grafik Hubungan Suhu Didih dengan Komposisi Destilat dan Residu ..... 12

ix


Kesetimbangan fasa

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Larutan adalah fase yang homogen yang mengandung lebih dari satu komponen. Bila sistem hanya terdiri dari dua zat maka disebut larutan biner, misalnya alkohol dalam air. Jika larutan diuapkan sebagian, maka mol fraksi uap dan mol fraksi air tidak sama karena ”volatilitas” ( mudahnya menguap ) dari masing-masing penyusunnya berbeda. Uap relatif mengandung lebih banyak zat yang lebih volatil dari pada cairannya. Pada praktikum kesetimbangan fasa mempelajari kesetimbangan antara fase uap dan fase cair dari suatu larutan. Dari praktikum ini mahasiswa dapat membuat diagram suhu versus komposisi dengan pengukuran nilai indeks bias. Prinsip kesetimbangan fasa

dapat digunakan dalam industri kimia pada proses

destilasi (pemisahan yang menggunakan perbedaan titik didih). Contohnya untuk pemurnian etanol, dan pemisahan solven. 1.2. Tujuan Praktikum 1. Mahasiswa diharapkan mampu memahami kesetimbangan antara dua fase (uap-cair) dari larutan etanol-air yang terdiri dari dua komponen. 2. Mahasiswa diharapkan mampu membuat diagram komposisi versus suhu untuk larutan etanol-air. 1.3. Manfaat Praktikum 1. Mahasiswa dapat memahami konsep kesetimbangan fase (uap-cair) dari suatu sistem larutan yang terdiri dari dua komponen 2. Membuat dan memahami diagram komposisi versus suhu.

1


Kesetimbangan fasa

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1.Pengertian Kesetimbangan Fase Larutan adalah fase yang homogen yang mengandung lebih dari satu komponen. Bila sistem hanya terdiri dari dua zat maka disebut larutan biner, misalnya alkohol dalam air. Menurut sifatnya dikenal larutan ideal dan non ideal. Larutan ideal adalah larutan yang gaya tarik menarik antara molekul yang sejenis dan tidak sejenis sama. Sedangkan larutan non ideal gaya tarik menarik antara molekul yang sejenis maupun yang tidak sejenis berbeda. Jika larutan diuapkan sebagian, maka mol fraksi dari masing-masing penyusun larutan tidak sama karena ”volatilitas” ( mudahnya menguap ) dari masing-masing penyusunnya berbeda. Uap relatif mengandung lebih banyak zat yang lebih volatil dari pada cairannya. Hal ini dapat dilihat dari diagram kesetimbangan uap dan cairan pada tekanan tetap dan suhu tetap. Pada percobaan kesetimbangan fase dipelajari diagram komposisi suhu pada tekanan tetap. Komposisi etanol dan air di fase uap yang dinyatakan dalam yi dan di fase cair yang dinyatakan dalam xi pada berbagai suhu. Komposisi ini kemudian dipakai untuk membuat diagram Komposisi versus Suhu pada sistem larutan biner. 2.2.Hukum Raoult Proses distilasi satu stage digunakan untuk membuat diagram kesetimbangan fase antara uap dengan cairan untuk sistem larutan biner ini. Tekanan uap komponen air (A) dan etanol (B) dari larutan ideal mengikuti Hukum Raoult : PA = PA0 XA ....................(1) PB = PB0 XB ....................(2) Dengan : PA = tekanan parsial Air PB = tekanan parsial Etanol PA0 = tekanan uap murni Air pada suhu tertentu PB0 = tekanan uap murni Etanol pada suhu tertentu

2


Kesetimbangan fasa

XA = mol fraksi Air di dalam larutan XB = mol fraksi Etanol di dalam larutan Jika persamaan (1) dan (2) dimasukan ke persamaan Dalton, P = PA 0 XA + PB0 XB, maka diperoleh persamaan : P = PA 0 XA + PB0 XB ....................(3) Dengan P adalah tekanan uap total dari sistem. Dalam larutan berlaku : XA + XB = 1 ....................(4) Jika persamaan (4) dimasukan ke persamaan (3) diperoleh : P = PB0 - ( PA0 – PB0 ) XA ....................(5) Hukum Raoult hanya dapat digunakan untuk larutan ideal atau larutan yang sangat encer, karena pada larutan encer, hubungan antara jumlah zat terlarut dengan tekanan uapnya merupakan fungsi linier (semakin banyak solute, maka tekanan uap akan semakin kecil), sedangkan pada larutan yang tidak encer, hubungannya tidak linier (pengaruh jumlah solute terhadap tekanan uap tidak tetap). Dalam larutan yang mempunyai tekanan uap sistem yang lebih besar jika dibandingkan dengan hasil yang diperoleh dengan menggunakan hukum Raoult dikatakan sistem mempunyai deviasi positif (larutan non ideal), seperti ditunjukkan pada gambar 2.1. Dikatakan deviasi negatif, jika tekanan uap larutan lebih rendah jika dibandingkan dengan hasil yang diperoleh dengan menggunakan Hukum Raoult seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.2.

Gambar 2.1. Diagram Suhu-Komposisi Asam Formiat-Air

Gambar 2.2. Diagram Suhu Komposisi Ethanol-Air

3


Kesetimbangan fasa

2.3 Pengertian Destilasi Destilasi didefinisikan sebagai sebuah proses dimana campuran dua atau lebih zat liquid atau vapor dipisahkan menjadi komponen fraksi yang murni, dengan pengaplikasian dari perpindahan massa dan panas. Pada proses pemisahan secara destilasi, fase uap akan segera terbentuk setelah sejumlah cairan dipanaskan. Uap dipertahankan kontak dengan sisa cairannya (dalam waktu relatif cukup) dengan harapan pada suhu dan tekanan tertentu, antara uap dan sisa cairan akan berada dalam keseimbangan, sebelum campuran dipisahkan menjadi distilat dan residu. Fase uap yang mengandung lebih banyak komponen yang lebih mudah menguap relatif terhadap fase cair, berarti menunjukkan adanya suatu pemisahan. Sehingga kalau uap yang terbentuk selanjutnya diembunkan dan dipanaskan secara berulang-ulang, maka akhirnya akan diperoleh komponen-komponen dalam keadaan yang relatif murni. 2.3.1

Klasifikasi Destilasi Destilasi berdasarkan prosesnya terbagi menjadi dua, yaitu : 1. Destilasi kontinyu 2. Destilasi batch Berdasarkan basis tekanan operasinya terbagi menjadi tiga, yaitu : 1. Destilasi atmosferis (0,4-5,5 atm mutlak) 2. Destilasi vakum (≤ 300 mmHg pada bagian atas kolom) 3. Destilasi tekanan (≥ 80 psia pada bagian atas kolom) Berdasarkan komponen penyusunnya : 1. Destilasi sistem biner 2. Destilasi sitem multi komponen Berdasarkan sistem operasinya terbagi dua, yaitu : 1. Single-stage Destilation 2. Multi stage Destilation

2.3.2 Macam-macam Destilasi Umumnya destilasi juga dapat dibedakan sebagai berikut: 1.Destilasi Kilat (Flash Destilation)

4


Kesetimbangan fasa

Destilasi kilat merupakan destilasi continue (steady state) satu tahap tanpa refluks. Destilasi kilat ini terdiri dari penguapan sebagian dari suatu keluar berada dalam keseimbangan dengan zat cair yang tersisa. Uap tersebut dipisahkan dari zat cair dan dikondensasikan. Destilasi ini digunakan untuk memisahkan komponen komponen yang memiliki titik didih yang berbeda. Destilasi ini tidak efektif untuk memisahkan komponen-komponen yang volatilitasnya sebanding. 2. Destilasi Continue dengan Refluks (Rektifikasi) Neraca Bahan Plate n terlihat di dalam kolom terdapat plate ideal. Jika plate ini diberi nomor dari atas ke bawah maka plate acuan adalah plate ke-n dari puncak, di atasnya adalah plate ke-n-1 dan di bawahnya adalah plate ke-n+1. Ada dua arus fluida yang masuk ke plate ke-1 dan dua arus keluar, yaitu arus zat cair Ln-1 mol/jam dari plate ke-n-1 dan arus uap Vn-1 mol/jam dari plate ke-n+ 1 yang mengalami kontak akrab di plate ke-n: a. Uap keluar dari plate, Yn b. Zat cair yang keluar dari plate, Xn c. Uap masuk ke plate, Yn+1 d. Zat cair masuk ke plate, Xn+1 3. Destilasi Vakum Destilasi vakum adalah destilasi yang tekanan operasinya 0,4 atm (300 mmHg absolut). Destilasi yang dilakukan dalam tekanan operasi ini biasanya karena beberapa alasan yaitu: Titik didih campuran yang diolah. Uap dan zat cair yang keluar dari plate ke-n berada dalam kesetimbangan, sehingga Xn dan Yn merupakan konsentrasi kesetimbangan. Bila uap yang keluar dari plate ke-n+1 dan zat cair dari plate ke-n-1 dikontakkan secara akrab, konsentrasinya cenderung bergerak kearah keadaan setimbang. Arus zat cair berada pada titik gelembung (bubble point), sedangkan arus uap berada pada pada titik embunnya (dew point), sehingga kalor yang diperlukan untuk menguapkan komponen A harus didapat dari kalor yang dibebaskan pada waktu kondensasi komponen B. Setiap plate

5


Kesetimbangan fasa

berfungsi sebagai piranti pertukaran pada saat komponen A berpindah ke arus uap dan komponen B ke arus zat cair. (Komariah, 2009)

6


Kesetimbangan fasa

BAB III METODE PRAKTIKUM

3.1. Bahan dan Alat yang digunakan 3.1.1 Bahan: 1. Etanol 200 ml 2. Air/Aquadest/Air demin 294 ml 3.1.2 Alat:

1. Labu destilasi

8.

Adaptor

15.

Pipet volume

2. Thermometer

9.

Statif-klem

16.

Gelas ukur

3. Pendingin Leibig

10.

Waterbath

17.

Beaker glass

4. Thermostat

11.

Kaki tiga

18.

Picnometer

5. Erlenmeyer

12.

Heater

19.

Corong

6. Pipet

13.

Thermocouple

20.

Pipet ukur

7. Refraktometer

14.

Aspirator

21.

Neraca Analitik

3.2 Gambar Rangkaian Alat Keterangan : 1. Statif 2. Klem 3. Labu Destilasi 4. Thermostat 5. Termometer 6. Pendingin Leibig 7. Erlenmeyer 8. Adaptor 9. Waterbath Gambar 3.1 Rangkaian Alat Destilasi

10. Kaki Tiga 11. Heater 12. Thermocouple 13. Aliran air pendingin masuk 14. Aliran air pendingin keluar

7


Kesetimbangan fasa

3.3 Prosedur Praktikum 1. Membuat kurva standart hubungan komposisi etanol (larutan etanol-air) versus indeks bias a. Menentukan densitas etanol dan air dengan menggunakan piknometer. b. Menentukan kadar etanol menggunakan tabel hubungan densitas dengan kadar etanol. c. Membuat larutan etanol-air pada komposisi 0; 10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 89,5882 (%W). d. Masing- masing larutan pada langkah c dilihat indeks biasnya dengan refraktometer. e. Dibuat kurva hubungan antara komposisi versus indeks bias 2. 100 ml air dimasukkan ke dalam beaker glass pirex 250 ml , dipanaskan sampai mendidih dan dicatat titik didihnya. 3. Etanol dengan volume 120 ml dimasukkan ke dalam labu destilasi kosong, dipanaskan menggunakan minyak yang dilengkapi dengan thermostat sampai mendidih, kemudian dicatat suhu didihnya. 4. Labu destilasi tersebut didinginkan , lalu ditambahkan air dengan volume 20 ml ke dalam labu destilasi, selanjutnya dipanaskan sampai mencapai suhu konstan dan catat titik didihnya , ambil cuplikan residu dan destilat untuk diperiksa indeks biasnya masing-masing. Destilat yang telah diambil sedikit untuk sampel dikembalikan lagi kedalam labu destilasi. 5. Prosedur nomor 4 dilakukan sebanyak 6 kali. 6. Dibuat kurva hubungan suhu dengan komposisi etanol atau kurva hubungan suhu dengan komposisi aquadest/air. Catatan : Komposisi etanol-air dinyatakan dalam fraksi berat. 3.4 Tabel Pengamatan Tabel 3.1. Hubungan antara Komposisi Etanol (Larutan Etanol-Air) dengan Indeks Bias Komposisi Etanol (% berat)

Volume Air (ml)

Volume Etanol (ml)

Indeks Bias

8


Kesetimbangan fasa

Tabel 3.2. Pengaruh Komposisi Umpan Destilasi Volume Etanol

Volume

Suhu Didih

Indeks Bias

Indeks Bias

(ml)

Air (ml)

(oC)

Residu

Destilat

9


Kesetimbangan fasa

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hubungan Komposisi vs Indeks Bias Tabel 4.1 Hubungan Komposisi Etanol dengan Indeks Bias Komposisi Etanol (%W)

Indeks Bias(º)

0%

1,331

10 %

1,332

20 %

1,334

30 %

1,336

40 %

1,337

50 %

1,338

60 %

1,339

70 %

1,340

80 %

1,335

89,5882 %

1,330

Pada praktikum yang telah dilakukan, didapatkan data komposisi etanol 0%W sampai kadar teoritisnya yaitu 89,5882%W serta diukur indeks biasnya masing masing larutan seperti pada tabel diatas, dapat diamati bahwa pada komposisi etanol 0%W hingga 70%W menunjukkan peningkatan indeks bias tetapi pada 80%W dan seterusnya mengalami penurunan yang signifikan. 1,342

Indeks Bias (ᵒ)

Indeks Bias

1,34 1,338 1,336 1,334 1,332 1,33 1,328 0

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 Komposisi

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Komposisi Etanol dengan Indeks Bias Pada data yang didapatkan terjadi kenaikan indeks bias pada komponen 0%W hingga 70%W. Indeks bias merupakan perbandingan antara kecepatan 10


Kesetimbangan fasa

cahaya di dalam udara dengan kecepatan udara di dalam larutan pada suhu tertentu. Kenaikan tersebut terjadi karena pengaruh kecepatan/cepat rambat cahaya pada medium yang dibutuhkan. Cepat rambat gelombang cahaya di ruang hampa sebesar C. Jika melalui sebuah medium akan mengalami perubahan kecepatan menjadi V, dimana besar V jauh lebih kecil disbanding cepat rambat cahaya di ruang hampa. Ketika cahaya merambat di suatu bahan, kelajuan akan menurun sebesar factor yang ditentukan oleh bahan yang dinamakan indeks bias (n).

𝑛= n

𝐶 𝑉

𝑉=

𝐶 𝑛

: Indeks Bias

C : Laju cahaya di ruang hampa (3x108 m/s) V : kecepatan cahaya dalam medium 

Etanol

netanol

: 1,36 𝑉=



𝐶 3x108 m/s = = 220588235,3 𝑚/𝑠 𝑛 1,36

Air/Aquades

nair

: 1,333 𝑉=

𝐶 3x108 m/s = = 225056264,1 𝑚/𝑠 𝑛 1,333

Dari perhitungan diatas ,cepat rambat cahaya pada etanol lebih kecil daripada cepat rambat cahaya pada aquades. Hal ini disebabkan oleh ukuran molekul etanol lebih besar daripada molekul aquades. Etanol dengan rumus molekul (C2H5OH)(BM=46 gr/mol) lebih besar dari molekul aquades dengan rumus molekul (H2O)(BM= 18gr/mol) maka kecepatan molekul etanol-air akan makin rapat seiring bertambahnya %W etanol, akibatnya cepat rambat cahaya

pada medium akan semakin lambat, sehingga indeks bias yang

dihasilkan akan semakin besar seiring dengan makin besarnya %W pada campuran etanol-air. (Achmad,2013) Namun pada saat komposisi 70%W terjadi penurunan indeks bias, hal ini disebabkan larutan etanol-air merupakan larutan non ideal. Menurut Hukum Roult, dimana larutan non ideal adalah larutan yang gaya tarik menarik antar

11


Kesetimbangan fasa

molekul yang sejenis maupun tidak sejenis berbeda. (Castellan,1981). Penambahan komposisi etanol yang seharusnya berbanding lurus dengan indeks bias menjadi tidak berlaku akibat ketidakidealan larutan etanol-air pada komposisi 70%W. (Endang,2014) 4.2 Destilat dan Residu vs Suhu Tabel 4.2 Komposisi Destilat dan Residu dengan Suhu Suhu Didih (ºC)

Temperatur (ᵒC)

10

Komposisi Destilat

Komposisi Residu

(%W)

(%W)

64

15%

30%

67

30%

50%

69,3

50%

70%

72,8

30%

70%

73

60%

50%

73,2

40%

60%

74

50%

50%

20

30

40

50

60

70

75 74 73 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63

80

destilat residu

10

20

30

40

50

60

70

80 Komposisi (%W)

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Komposisi Destilat dan Residu dengan Suhu a. Destilat Pada gambar diatas dapat kita ketahui bahwa grafik hubungan komposisi etanol dalam destilat mengalami kenaikan seiring bertambahnya suhu, namun pada D3-D4 dan D5-D6 mengalami penurunan komposisi etanol dalam destilat. Hal tersebut menyimpang dari teorinya karena seharusnya komposisi etanol akan terus meningkat seiring dengan bertambahnya

suhu

sampai

titik

azeotrop

(berbanding

lurus).

12


Kesetimbangan fasa

Penyimpangan terjadi karena faktor pengaruh destilat yang dimasukan kembali ke dalam labu destilasi. Pengaruhnya yaitu ketika destilasinya dilakukan sampai 2-3 kali maka perolehan etanol murninya akan berkurang. (Renqi Zhou,1998) Maka dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi suhu maka kadar etanol

(%W)

yang

diperoleh

dalam

destilat

semakin

meningkat.(Endang,2014) b. Residu Pada gambar diatas terjadi penyimpangan pada grafik hubungan komposisi etanol dalam residu dengan kenaikan suhu yaitu pada titik R4R5 dan R6-R7 mengalami penurunan. Hal itu terjadi karena komposisi etanol dalam residu berpindah (menguap) ke destilat karen a faktor suhu yang tinggi. Karena proses destilasi yang dilakukan berulang dan hasil destilasi dimasukkan kembali ke labu destilasi menyebabkan kemurnian etanol menjadi berkurang setiap dimasukkan kembali hasil destilat kedalam labu destilasi makan komposisi etanol juga berkurang (kemurnian berkurang) dalam residu ketika suhu tinggi. (Renqi zhou,1998) Maka dapat disimpulkan, bahwa semakin tinggi suhu destilasi maka komposisi etanol (%W) residu dalam tabung destilasi akan semakin berkurang. (Endang,2014) 4.3 Pengaruh Penambahan Aquadest 1. Peningkatan Titik Didih Penambahan aquades pada larutan yang mengandung etanol dapat meningkatkan titik didih larutan, hal itu karena air memiliki titik didih yang lebih tinggi daripada etanol karena apabila larutan yang memiliki dua titik didih yang berbeda maka titik didih larutan tersebut akan berada pada titik diantara kedua titik didih semua (Ackland,2015) 2. Penurunan Tekanan Uap Penambahan aquades dapat menurunkan tekanan uap campuran larutan aquades dan etanol, hal tersebut dapat menyebabkan pengurangan fraksi mol dalam persamaan : P = PA 0 XA + PB0 XB

13


Kesetimbangan fasa

Dilihat dari sifat fisiknya, etanol memiliki sifat lebih volatil daripada air sehingga memiliki tekanan uap murni lebih tinggi daripada air. Dengan demikian berkurangnya fraksi mol dari etanol mengakibatkan tekanan uap larutan etanol-air berkurang. (Plambeck,2016) 3. Pengaruh Indeks Bias Penambahan aquades yang terus menerus membuat penurunan indeks bias karena pengaruh berat molekul air yang lebih kecil daripada berat molekul etanol. Sehingga penambahan aquades dapat mengurangu tumbukan cahaya seingga menyebabkan indeks bias turun. (Arief,2013)

14


Kesetimbangan fasa

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan 1. Berdasarkan hasil praktikum hubungan antara komposisi etaol dengan indeks bias pada komposisi (0-70)%W mengalami kenaikan karena ukuran mulekul etanol yang lebih besar menyebabkan kecepatan cahaya pada mulekul etanol-air makin rapat. Dan pada komposisi (70-89)%W, mengalami penurunan indeks bias. Karena pengaru hketidak idealan larutan biner etanol-air. 2. hubungan antara komposisi destilat dan residu vs suhu. Secara teori akan meningkat karena akan bertambahnya %W, dan berdasarkan hasil praktikum ditemukan penyimpangan. Hal itu terjadi karena pengembalian cairan destilat kedalam labu destilasi dan penambahan aquades sehingga semakin tinggi suhu maka %W semakin kecil. 3. Pengaruh penambahan air pada praktikum adalah untuk meningkatkan titik didih. Menurunkan tekanan uap dan mempengaruhi besar indeks bias.

5.2 Saran 1. Diharapkan lebih teliti lagi dalam mengguanakan alat-alat praktikum seperti pembacaan angka pada refraktometer 2. Disarankan agar asisten jaga berada di ruang asisten laboratorium ketika praktikum sesuai jadwalnya. 3. Diharapkan asisten prites agar menjelaskan materi dengan detail agar praktikan agar praktikan dapat memahami dengan baik. 4. Disarankan pada laboran mengecek kembali alat-alat praktikum setelah selesai praktikum.

15


Kesetimbangan fasa

DAFTAR PUSTAKA

Ackland, T. 2015. Home Distillation of Alcohol. Diakses pada 17 April 2017 dari http://homedistillater.org/theory/theory Alberty, R.A. and Daniels, F., 1983, ” Kimia Fisika”, Edisi lima, Penerbit Erlangga, Jakarta. Arief, A. 2013. Indeks Bias Zat Cair. Diakses pada 17 April 2017 dari http://fatysahinknowledge.wordpress.com/2011/06/27/destilasi Castelan, G.,W., 1981,” Physical Chemistry”, 2nd edition, Tokyo. Komariah, Leily Nurul. 2009. Tinjauan Teoritis Perancangan Kolom Distilasi Untuk Pra-Rencana Pabrik Skala Industri. Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya. Plambeck, J. 2016. Vapor Pressure. Diakses pada 17 April 2017 dari http://www.lipi.com/msds/nef/vaporpressure.htm Ronqi, Zhou. 1998. Destilasi Campuran Biner Etanol-Air.Diakses pada 17 April 2017 dari http://kimia.pnl.ac.id/wpcontent/uploads/2016/09/JOBSHEETPRAKTIKUM-PEMISAHAN-DAN-PEMURNIAN-III-1617.PDF Safitri, Endang Asih.2014. Energetika Kimia. Program Studi Kimia, FMIPA, Institut Teknologi Bandung. Zamroni, Achmad .2013. Pengukuran Indeks Bias Zat Cair Melalui Metode Pembiasan Menggunakan Plan Paralel. Pendidikan IPA,Konsentrasi Fisika,Program Pascasarjana Universitas Negeri Semarang.

16


LAPORAN SEMENTARA PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA II

Materi : KESETIMBANGAN FASA

OLEH: Kelompok : 7/Selasa Pagi Anggota

:

1. Alfin Vandeni

NIM

: 21030116120031

2. Arlita Prismalia Hasnanta

NIM

: 21030116140186

3. Ary Octaviani

NIM

: 21030116130141

LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017

Laboratorium Teknik Kimia Dasar II

A

Kesetimbangan fasa

I. TUJUAN PERCOBAAN 1. Mahasiswa diharapkan mampu memahami kesetimbangan antara dua fase (uap-cair) dari larutan etanol-air yang terdiri dari dua komponen. 2. Mahasiswa diharapkan mampu membuat diagram komposisi versus suhu untuk larutan etanol-air.

II. PERCOBAAN 2.1 Bahan yang digunakan : 1. Etanol 200 ml 2. Air/Aquadest/Air demin 294 ml 2.2 Alat yang digunakan :

1. Labu destilasi 2. Adaptor 3. Pipet volume 4. Thermometer 5. Statif-klem 6. Gelas ukur 7. Pendingin Leibig 8. Waterbath 9. Beaker glass 10. Thermostat 11. Kaki tiga 12. Picnometer 13. Erlenmeyer 14. Heater 15. Corong 16. Pipet 17. Thermocouple 18. Pipet ukur 19. Refraktometer 20. Aspirator 21. Neraca Analitik

A-1


Kesetimbangan fasa

Gambar Alat

Keterangan : 1. Statif 2. Klem 3. Labu Destilasi 4. Thermostat 5. Termometer 6. Pendingin Leibig 7. Erlenmeyer 8. Adaptor 9. Waterbath

Gambar Rangkaian Alat Destilasi

10. Kaki Tiga 11. Heater 12. Thermocouple 13. Aliran air pendingin masuk 14. Aliran air 2.3 Cara Kerja

pendingin keluar a. Membuat kurva standart hubungan komposisi etanol (larutan etanol-air) versus indeks bias 1. Menentukan densitas etanol dan air dengan menggunakan piknometer. 2. Menentukan kadar etanol menggunakan tabel hubungan densitas dengan kadar etanol. 3. Membuat larutan etanol-air pada komposisi 0; 10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 89,5882 (%W). 4. Masing- masing larutan pada langkah c dilihat indeks biasnya dengan refraktometer. 5. Dibuat kurva hubungan antara komposisi versus indeks bias b. 100 ml air dimasukkan ke dalam beaker glass pirex 250 ml , dipanaskan sampai mendidih dan dicatat titik didihnya. c. Etanol dengan volume 120 ml dimasukkan ke dalam labu destilasi kosong, dipanaskan menggunakan minyak yang dilengkapi dengan thermostat sampai mendidih,

kemudian

dicatat

suhu

didihnya.

A-2


Kesetimbangan fasa

d. Labu destilasi tersebut didinginkan , lalu ditambahkan air dengan volume 20 ml ke dalam labu destilasi, selanjutnya dipanaskan sampai mencapai suhu konstan dan catat titik didihnya , ambil cuplikan residu dan destilat untuk diperiksa indeks biasnya masing-masing. Destilat yang telah diambil sedikit untuk sampel dikembalikan lagi kedalam labu destilasi. e. Prosedur nomor 4 dilakukan sebanyak 6 kali. f. Dibuat kurva hubungan suhu dengan komposisi etanol atau kurva hubungan suhu dengan komposisi aquadest/air. Catatan : Komposisi etanol-air dinyatakan dalam fraksi berat. Tabel Pengamatan Tabel 3.1. Hubungan antara Komposisi Etanol (Larutan Etanol-Air) dengan Indeks Bias Komposisi Etanol (% berat)

Volume Air (ml)

Volume Etanol

Indeks

(ml)

Bias

Tabel 3.2. Pengaruh Komposisi Umpan Destilasi Volume Etanol

Volume Air

Suhu Didih

Indeks Bias

Indeks Bias

(ml)

(ml)

(oC)

Residu

Destilat

2.4 Hasil Percobaan

Titik didih air

: 92 C

Titik didih etanol

: 70 C

A-3


Kesetimbangan fasa

Komposisi Etanol (% berat) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 89,588

Volume Air (ml) 10 8,66 7,38 6,17 5,02 3,91 2,86 1,85 0,88 0

Volume Etanol (ml) 0 1,33 2,61 3,82 4,97 6,08 7,13 8,14 9,11 10

Volume Etanol (ml)

Volume Air (ml)

Suhu Didih (oC)

120 120 120 120 120 120 120

0 20 40 60 80 100 120

64 67 69,3 72,8 73 73,2 74

Indeks Bias Residu 1,336 1,338 1,340 1,340 1,338 1,339 1,338

Semarang, PRAKTIKAN

Indeks Bias 1,331 1,332 1,334 1,336 1,337 1,338 1,339 1,340 1,335 1,330 Indeks Bias Destilat 1,333 1,336 1,338 1,336 1,339 1,337 1,338

Mei 2017

MENGETAHUI ASISTEN PEMBIMBING

Andhika Pudji Utama Alfin V.

Arlita P.H.

Ary O.

NIM. 2103011513012

A-4


Kesetimbangan fasa

LEMBAR PERHITUNGAN 1. Mencari Densitas Etanol Massa picnometer kosong

: 16,576 gr

Massa picnometer+aquades

: 43,243 gr

Massa aquades

: (massa picnometer + aquades) – massa picnometer kosong : 43,243 gr - 16,576 gr : 26,667 gr

Suhu Aquades

: 26 C

Densitas Aquades

: 996,783 kg/m3 = 0,996783 gr/cm3

𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑎𝑞𝑢𝑎𝑑𝑒𝑠 26,667 gr = gr = 26,753 𝑚𝑙 𝜌 𝑎𝑞𝑢𝑎𝑑𝑒𝑠 0,996783 3 𝑐𝑚 Massa picnometer kosong : 16,576 gr

𝑉𝑎𝑞𝑢𝑎𝑑𝑒𝑠 =

Massa picnometer kosong+Etanol : 38,269 gr : (massa picnometer + Etanol) – massa

Massa Etanol

picnometer kosong : 38,269 gr - 16,576 gr : 21,693 gr 𝜌 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 2.

𝑚 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 21,693 𝑔𝑟 = = 0,810862 𝑔𝑟/𝑚𝑙 = 0,810862 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 𝑉 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 26,753 𝑚𝑙

Mencari %W Etanol Y= ρ

X

0,82006 𝑔𝑟/𝑐𝑚3

0,7032

0,810862 𝑔𝑟/𝑐𝑚3

X

0,80752 𝑔𝑟/𝑐𝑚3

0,7956

𝑦 − 𝑦1 𝑥 − 𝑥1 = 𝑦2 − 𝑦1 𝑥2 − 𝑥1 𝑔𝑟 𝑔𝑟 0,810862 3 − 0,82006 3 𝑐𝑚 𝑐𝑚 = 𝑥 − 0,7032 𝑔𝑟 𝑔𝑟 0,7956 − 0,7032 0,80752 3 − 0,82006 3 𝑐𝑚 𝑐𝑚 𝑔𝑟 −0,009198 3 𝑥 − 0,7032 𝑐𝑚 = 𝑔𝑟 0,0924 −0,01254 3 𝑐𝑚 B-1


Kesetimbangan fasa

0,73349 =

𝑥 − 0,7032 0,0924

0,067774 = 𝑥 − 0,7032 𝑥 = 0,770974 BM H2O

= 18 gr/mol

BM C2H5OH = 46 gr/mol %𝑊 =

𝑥. 46 0,770974 . 46 = = 0,895882 𝑥. 46 + (1 − 𝑥)18 0,770974 . 46 + (1 − 0,770974)18

X = 89,5882% 3. Volume Etanol pada berbagai komposisi %𝑊 =

𝜌𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 × 𝑋 (𝜌𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙) + 𝜌𝑎𝑖𝑟 (𝑉𝑏𝑎𝑠𝑖𝑠 − 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙)

V basis = 10 ml 

0%

%𝑊 = 0% =


0,810862 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 × 0,895882 (0,810862 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙) + 0,996783 gr/cm3 (10 𝑚𝑙 − 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙)

𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 0 𝑚𝑙 

10%

%𝑊 =


0,810862 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 × 0,895882 10% = (0,810862 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙) + 0,996783 gr/cm3 (10 𝑚𝑙 − 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙) 10% =

0,726436 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 9,96783 − 0.185921. 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙

0,996783-0,0185921 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 0,726436 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 1,3379 𝑚𝑙 

20%

%𝑊 =


20% =


20% =

0,726436 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 9,96783 − 0.185921. 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 B-2


Kesetimbangan fasa

1,993566-0,0371842 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 0,726436 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 2,61067𝑚𝑙 

30%

%𝑊 =


30% =


30% =

0,726436 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 9,96783 − 0.185921. 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙


40%

%𝑊 =


40% =


40% =

0,726436 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 9,96783 − 0.185921. 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙


50%

%𝑊 =


0,810862 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 × 0,895882 50% = (0,810862 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙) + 0,996783 gr/cm3 (10 𝑚𝑙 − 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙) 50% =

0,726436 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 9,96783 − 0.185921. 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙


60% 𝜌𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 × 𝑋 (𝜌𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙) + 𝜌𝑎𝑖𝑟 (𝑉𝑏𝑎𝑠𝑖𝑠 − 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙) 𝑔𝑟 0,810862 3 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 × 0,895882 𝑐𝑚 60% = 𝑔𝑟 gr (0,810862 3 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙) + 0,996783 cm3 (10 𝑚𝑙 − 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙) 𝑐𝑚

%𝑊 =

B-3


Kesetimbangan fasa

60% =

0,726436 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 9,96783 − 0.185921. 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙

5,980698-01115526 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 0,726436 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 7,136968 𝑚𝑙 

70%

%𝑊 =


70% =


70% =

0,726436 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 9,96783 − 0.185921. 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙


80%

%𝑊 =


80% =


%40 =

0,726436 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 9,96783 − 0.185921. 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙


89,5882%

%𝑊 =


0,810862 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 × 0,895882 89,5882% = (0,810862 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 × 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙) + 0,996783 gr/cm3 (10 𝑚𝑙 − 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙) 89,5882% =

0,726436×𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 9,96783−0.185921.𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙

8,929999-0,1665632 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 0,726436 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 𝑉𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 10 𝑚𝑙

B-4


Kesetimbangan fasa

LEMBAR GRAFIK

C-1


Kesetimbangan fasa

LEMBAR KUANTITAS REAGEN

MATERI

: KESETIMBANGAN FASA

HARI/TANGGAL

: SELASA / 7 MARET 2016

KELOMPOK

: 7 / SELASA PAGI

NAMA

: 1. ALFIN VANDENI 2. ARLITA PRISMALIA HASNANTA 3. ARY OCTAVIANI

ASISTEN

: ANDHIKAPUDJI UTAMA

KUANTITAS REAGEN NO 1

JENIS REAGEN

KUANTITAS

Kurva Standar

Basis 10 ml (0,10,20,30,. …%W Kadar etanol teknis)

2

Distilasi Etanol

120 ml

Destilasi @ 6x

(6 x 20 ml) = 120 ml

TUGAS TAMBAHAN: Pengertian Destilasi MSDS Bahan Praktikum

CATATAN:



SEMARANG, 17 MARET 2017

Bawa milimeter block, kapas, lap, ASISTEN

kalkulator, dan trash bag

Andhika Pudji Utama NIM. 21030115130122

D-1

Laboratorium Dasar Teknik Kimia II NIM. 21030115130165

REFERENSI

Laporan Praktikum KI 2241 ENERGETIKA KIMIA PERCOBAAN D-1, D-2 : SIFAT –SIFAT KOLIGATIF

Nama

: ENDANG ASIH SAFITRI

NIM

: 10512030

Kelompok

: 03

Tanggal Percobaan

: 05 Februari 2014

Tanggal Pengumpulan

: 12 Maret 2014

Asisten

: ANTON P MEGA RINDU A

(30511011) (10510008)

LABORATORIUM KIMIA FISIKA PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2014 SIFAT – SIFAT KOLIGATIF

I. TUJUAN 1. Menentukan keaktifan pelarut dan zat terlarut dengan menggunakan data penurunan titik beku 2. Menentukan berat molekul zat terlarut dengan menggunakan data kenaikan titik didih II. TEORI DASAR Secara termodinamika, pembekuan dan penguapan merupakan kesetimbangan antara dua buah fasa seperti padat dengan cair dan cair dengan uap (gas). Bila terjadi kesetimbangan fasa, syarat yang harus dipenuhi ialah kesamaan potensial dikedua fasa tersebut.

Gambar 1. Perubahan potensial kimia pelarut dengan adanya kehadiran zat terlarut

Kehadiran zat terlarut dalam pelarut dapat menurunkan potensial kimia larutan, potensial kimia larutan lebih rendah daripada potensial kimia pelarut murni, akibatnya dapat dilihat digambar bahwa titik beku menurun sedangkan titik didih mengalami kenaikan. Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang tidak tergantung pada macamnya zat terlarut tetapi bergantung pada jumlah atau kelompok partikel zat terlarut (konsentrasi zat terlarut) di dalam larutan. Sifat koligatif meliputi: penurunan tekanan uap jenuh (∆P), Kenaikan titik didih (∆Tb), Penurunan titik beku (∆Tf), dan tekanan osmotik (π) Sifat koligatif larutan ditentukan oleh banyaknya partikel zat terlarut. Molalitas yaitu jumlah partikel zat terlarut (mol) setiap 1 kg zat pelarut (bukan larutan). Sehingga dapat didefinisikan dengan persamaan berikut: jumlah mol zat terlarut Molalitas (m) = jumlah kg pelarut massa zat terlarut (gram) 1000 Atau m = × Mr (gram/ mol) massa zat pelarut (gram) Molalitas dapat diukur pada saat pelarut dalam wujud padatan dan hanya dapat diukur massanya, bukan volumenya sehingga tidak mungkin dinyatakan dalam bentuk molaritas.

Penurunan Titik Beku Larutan. Proses pembekuan suatu zat cair terjadi bila suhu diturunkan, sehingga jarak antarpartikel sedemikian dekat satu sama lain dan akhirnya bekerja gaya tarik menarik antarmolekul yang sangat kuat. Adanya partikel-partikel dari zat terlarut akan mengakibatkan proses pergerakan molekul-molekul pelarut terhalang, akibatnya untuk dapat lebih mendekatkan jarak antarmolekul diperlukan suhu yang lebih rendah. Jadi titik beku larutan akan lebih rendah daripada titik beku pelarut murninya. Perbedaan titik beku akibat adanya partikel-partikel zat terlarut disebut penurunan titik beku (∆Tf). Kenaikan Titik Didih Larutan. Adanya partikel zat terlarut yang tidak mudah menguap dalam larutan dapat mengurangi kemampuan zat pelarut untuk menguap, Cairan akan mendidih ketika tekanan uapnya menjadi sama dengan tekanan udara luar. Titik didih cairan pada tekanan udara 760 mmHg disebut titik didih standar atau titik didih normal. Jadi yang dimaksud dengan titik didih adalah suhu pada saat tekanan uap jenuh cairan itu sama dengan tekanan udara luar (tekanan pada permukaan cairan). Tekanan uap larutan lebih rendah dari tekanan uap pelarutnya. Hal ini disebabkan karena zat terlarut itu mengurangi bagian atau fraksi dari pelarut sehingga kecepatan penguapan berkurang. III. KESIMPULAN Dari hasil perhitungan menggunakan data penurunan titik beku hasil percobaan diperoleh keaktifan zat terlarut naftalena dalam pelarut benzene (α) = 0.30733, dan dari hasil perhitungan menggunakan data kenaikan titik didih hasil percobaan, diperoleh berat molekul zat terlarut naftalena adalah 64.9767 gram/mol, menurut literatur berat molekul naftalena adalah 128.17 gram/mol. Perbedaan hasil antara percobaan dengan literatur dikarenakan kesalahan yang dilakukan praktikan saat pengambilan data, yaitu berupa pemasangan alat titik didih yang tidak benar, masih ada udara yang masuk ke alat karena kurang kencangnya memasang kondensor, berubahnya tekanan udara dalam alat karena ada udara yang masuk dapat mempengaruhi titik didih larutan. IV. PUSTAKA P. Atkins, J de Paula, “Physical Chemistry”, 8th edition ed.W.H. Freeman and Company, New York, 2006. halaman 173 http://en.wikipedia.org/wiki/Beckmann_thermometer V. LAMPIRAN Jawaban pertanyaan 1. Larutan ideal terjadi apabila interaksi antarmolekul komponen-komponen larutan sama besar dengan interaksi antarmolekul komponen-komponen tersebut pada keadaan murni, Larutan ideal mematuhi hukum Raoult, yaitu bahwa tekanan uap pelarut (cair) berbanding tepat lurus dengan fraksi mol pelarut dalam larutan. Jika tekanan uap hasil pengamatan tidak sama dengan tekanan uap berdasarkan perhitungan hukum Raoult, maka larutan tersebut tak-ideal. Persyaratan larutan ideal : a. molekul zat terlarut dan molekul pelarut tersusun sembarang b. pada pencampuran tidak terjadi efek kalor

Besaran –besaran yang digunakan utnuk menggambarkan penyimpangan dari keadaan ideal tersebut adalah tekanan uap. 2. Pengaruh ketidak idealan larutan terhadap sifat koligatif berupa kenaikan titik didih larutan dan penurunan tekanan uap larutan. Jika tekanan uap hasil pengamatan tidak sama dengan tekanan uap berdasarkan perhitungan hukum Raoult, maka larutan tersebut tak-ideal, interaksi antara molekul dalam larutan dapat menurunkan tekanan uap larutan, karena fraksi mol pelarut berkurang. Ketidak idelan larutan yang disebabkan oleh interaksi molekul ini juga dapat menyebabkan terjadi penyimpangan titik didih, seperti misalnya campuran etanol- air dapat membentuk azeotrop dimana titik didihnya akan mendekati titik didih air. 3. Kurva yang didapat saat melewati keadaan lewat beku / supercooled

4. Tekanan udara akan mempengaruhi titik didih larutan, sebagai contoh pada tekanan udara 1 atm air akan mendidih pada suhu 1000C, pada tekanan udara kurang dari 1 atm air akan mendidih pada saat suhu <1000C, begitu juga dengan benzene dan sikloheksanol (pelarut) yang dugunakan dalam percobaan. 5. Apabila zat terlarut mengalami disosiasi, zat terlarut akan terdistribusi merata ke seluruh pelarut, apabila pelarut mengalami asosiasi, pelarut berikatan dengan sesama pelarut, zat terlarut tidak terdistribusi secara merata. Keduaduanya akan berimbas pada kenaikan titik didih dan penurunan titik beku larutan, semakin terdistribusi zat terlarut dalam pelarut maka kenaikan titik didih dan penurunan titik beku semakin tinggi, sebaliknya semakin tidak terdistribusinya zat terlarut dalam pelarut maka kenaikan titik didih dan penurunan titik beku larutan semakin rendah.

LEMBAR ASISTENSI DIPERIKSA NO

TANGGAL

KETERANGAN

TANDA TANGAN

LAPRES Kesetimbangan Fasa (Baru

Recommend Documents