KELARUTAN DUA CAIRAN YANG SALING
BERCAMPUR SEBAGIAN
A. Tujuan
Praktikum
1.
Membuat kurva kelarutan dua zat cair
yang bercampur sebagian
2. Menentukan suhu kritis larutan dua zat yang bercampur sebagian
B. Teori
Dasar
Kelarutan dapat
dijelaskan sebagai kemampuan jumlah maksimum zat kimia tertentu yang dapat
larut dalam suatu pelarut pada kesetimbangan. Zat-zat tertentu dapat larut
dalam suatu pelarut pada kesetimbangan. Zat-zat tertentu dapat larut dengan
perbandingan komposisi berapa pun terhadap suatu pelarut (solvent). Sifat ini disebut juga dengan misable. Pelarut yang digunakan pada umunya di dalam suatu cairan
berupa cairan, gas, atau padat (Darmaji, 2005).
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 dan jika
temperatur telah melewati temperatur kritis maka sistem larutan tersebut akan
kembali dalam kondisi bercampur sebagian lagi. Contoh dari temperatur timbal
balik adalah larutan fenol dalam air. (Sukardjo, 2003).
Kelarutan pasangan
cairan yang bercampur sebagian dapat dibagi menjadi 4 jenis , yang pertama
adalah campuran dengan temperatur pelarutan kritis maksimal Jenis ini terdapat
pada campuran air-anilin, bila sedikit air ditambahkan pada anilin diperoleh
campuran air dalam anilin. Bila ditambah terus terapat dua lapis yaitu air
dzalam anilin dan anilin dalam air. Selama terjadi dua lapisan, susunan tetap
hanya banyaknya masing masing lapisan berubah. Pada pemanasn campuran, pada
suatu saat kedua lapisan hilang membentuk campuran homogen. Yang kedua,
campuran dengan temperatur pelarutan kritis minimal. Jenis ini terdapat pada
campuran air trietilamin, dengan temperatur kritis maksimal 18,5oC.
juga disini selama temperatur tetap susunan campuran selalu tetap. Yang ketiga,
campuran dengan temperatur pelarutan maksimal dan minimal. Campuran ini
terdapat pada campuran air-nikotin. Temperatur pelarutan kritismaksimal
terdapat pada 208oC dan minimal pada 60,8oC. Yang
terakhir, yaitu campuran cairan tanpa temperatur pelarutan Air dan eter
bercampur sebagian alam segala perbandingan, jadi tidak mempunyai temperatur
pelarutan kritis, baik minimal atau maksimal (Sukardjo, 1997).
Sistem biner fenol-air merupakan sistem
yang memperlihatkan sifat kelarutan timbal balik antara fenol dan air pada suhu
tertentu dan tekanan tetap. Sistem tersebut disebut sistem biner karena jumlah
komponen campuran terdiri dari dua zat yaitu fenol dan air. Fenol dan air kelarutannya
akan berubah, apabila dalam campuran itu ditambah ka salah satu komponen
penyusun yaitu fenol dan air. Jika komposisi campuran fenol air dilukiskan
terhadap suhu akan diperoleh sebuah kurva sebagai berikut.
L1 adalah fenol dalam air, L2
adalah air dalam fenol, XA adalah fraksi mol air, XF
adalah fraksi mol fenol, Xc adalah fraksi mol komponen pada suhu
kritis (Tc). Pada suhu T1 dengan komposisi diantara A1
dan B1, sistem berada pada dua fese (keruh). Sedangkan di luar
daerah kurva (atau di atas suhu kritisnya, Tc), sistem berada pada
satu fasa (jernih) (Wahyuni, 2003).
Temperatur
kritis atas Tc adalah batas temperatur dimana terjadi pemisahan fase. Diatas
temperatur batas atas, kedua komponen benar-benar bercampur. Temperatur ini ada
geraan termal yang lebih besar pada kedua kompenen (Atkins, 1999).
C.
Alat dan Bahan
1.Alat
|
No |
Nama |
Jumlah |
Gambar |
|
1 |
Gelas ukur |
Dua |
 |
|
2 |
Batang pengaduk |
Dua |
 |
|
3 |
Neraca Analitik |
Satu |
 |
|
4 |
Corong kaca |
Dua |
 |
|
5 |
Kaki tiga |
Dua |
 |
|
6 |
Kasa |
Dua |
 |
|
7 |
Pembakar Spritus |
Dua |
 |
|
8 |
Gelas kimia |
Dua |
 |
|
9 |
Pipet Ukur |
Dua |
 |
|
10 |
Tabung reaksi |
Dua |
 |
2.Bahan
|
No |
Nama Bahan |
Gambar |
|
1 |
Aquades |
 |
|
2 |
Butanol |
 |
D. Prosedur
Kerja
1.
Penambahan butanol ke dalam air
Penangas air dan
alat-alat lain
-
+ 10 ml air melalui pipet volume ke
tabung reaksi
-
+ 1 ml butanol ke dalam
air dalam tabung melalui buret atau pipet.
-
Memanaskan tabung dalam penangas air
sambil diaduk.
-
Mengangkat tabung dari penangas, biarkan
cairan dingin sambil diaduk.
-
Catat suhu larutan ketika keruh.
2.
Penambahan air ke dalam butanol.
Penangas air dan
alat-alat lain
-
+ 10 ml butanol melalui pipet volume ke
tabung reaksi
-
+ 1 ml air ke dalam
aquades dalam tabung melalui buret atau
pipet
- Memanaskan tabung dalam penangas air sambil diaduk.
- Mengangkat tabung dari penangas, biarkan cairan dingin sambil diaduk.
- Catat suhu larutan ketika keruh.
.
E.
Tabel Pengamatan
Massa
jenis air = 1 gram/mL
Massa
jenis butanol = 0,82 gram/mL
1.
Penambahan butanol dalam air
|
Volume Butanol yang ditambahkan
(mL) |
Suhu Kritis (0C) |
Suhu Jernih (0C) |
|
1 |
58 |
72 |
|
2 |
60 |
73,5 |
|
3 |
63 |
75 |
|
4 |
69 |
76 |
|
5 |
77 |
83 |
|
6 |
78 |
84,5 |
|
7 |
70 |
81,5 |
|
8 |
67 |
80 |
|
9 |
63,5 |
78 |
|
10 |
60 |
74 |
2.
Penambahan air dalam butanol
|
Volume Air yang ditambahkan (mL) |
Suhu Kritis (0C) |
Suhu Jernih (0C) |
|
1 |
51 |
65 |
|
2 |
55 |
70 |
|
3 |
56 |
73 |
|
4 |
63 |
75 |
|
5 |
71 |
85 |
|
6 |
73 |
87 |
|
7 |
70 |
85 |
|
8 |
67 |
83 |
|
9 |
66 |
80 |
|
10 |
64 |
79 |
F. Perhitungan
1.
Berat butanol dan air pada tiap
komposisi
a.
Berat butanol pada tiap penambahan
butanol dalam air
Rumus : massa=
x volume
1)
Untuk volume butanol= 1 mL
Massa=0,82 gram/mL x 1 mL = 0,82 gram
2)
Untuk volume butanol= 2 mL
Massa=0,82 gram/mL x 2 mL = 1,64 gram
3)
Untuk volume butanol= 3 mL
Massa=0,82 gram/mL x 3mL = 2,46 gram
4)
Untuk volume butanol= 4 mL
Massa=0,82 gram/mL x 4 mL = 3,28 gram
5)
Untuk volume butanol= 5 mL
Massa=0,82 gram/mL x 5 mL = 4,1 gram
6)
Untuk volume butanol= 6 mL
Massa=0,82 gram/mL x 6 mL = 4,92gram
7)
Untuk volume butanol= 7 mL
Massa=0,82 gram/mL x 7 mL = 5,74 gram
8)
Untuk volume butanol= 8 mL
Massa=0,82 gram/mL x 8 mL = 6,56 gram
9)
Untuk volume butanol= 9 mL
Massa=0,82 gram/mL x 9 mL = 7,38 gram
10) Untuk volume butanol= 10 mL
Massa=0,82
gram/mL x 10 mL = 8,2 gram
b.
Berat air pada penambahan air dalam
butanol
1)
Untuk volume air= 1 mL
Massa=1gram/mL x 1 mL = 1gram
2)
Untuk volume air= 2 mL
Massa=1gram/mL x 2 mL = 2 gram
3)
Untuk volume air = 3 mL
Massa=1gram/mL x 3mL = 3 gram
4)
Untuk volume air = 4 mL
Massa=1gram/mL x 4 mL = 4 gram
5)
Untuk volume air = 5 mL
Massa=1gram/mL x 5 mL = 5 gram
6)
Untuk volume air = 6 mL
Massa=1gram/mL x 6 mL = 6 gram
7)
Untuk volume air = 7 mL
Massa=1gram/mL x 7 mL = 7 gram
8)
Untuk volume air = 8 mL
Massa=1gram/mL x 8 mL = 8 gram
9)
Untuk volume air = 9 mL
Massa=1gram/mL x 9 mL = 9 gram
10) Untuk
volume air = 10 mL
Massa=1gram/mL x 10 mL = 10 gram
2.
Persen berat butanol dan air pada tiap
komposisi
a.
Persen berat butanol pada penambahan
butanol dalam air
b.
Persen
berat air pada penambahan air dalam butanol
Kurva kelarutan air-butanol
G. Pembahasan
Larutan merupakan
campuran homogen antara dua zat atau lebih yang terdispersi sebagai molekul
atau ion. Kelarutan merupakan ukuran terhadap besar kecilnya kemampuan suatu
zat dapat larut dalam sejumlah pelarut tertentu. Kelarutan timbal balik adalah
kelarutan dari suatu larutan yang bercampur sebagian bila temperaturnya di bawah
temperatur kritis. Temperatur kritis adalah kenaikkan temperatur tertentu
dimana akan diperoleh komposisi larutan yang berada dalam kesetimbangan. Fasa
merupakan keadaan suatu materi yang seragam diseluruh bagiannya, termasuk
seragam komposisi kimia dan keadaan fisiknya.
Eksperimental yang kami
lakukan mengenai kelarutan dua campuran yang saling bercampur sebagian
bertujuan untuk membuat kurva kelarutan dua zat cair yang saling bercampur
sebagian dan menetukan suhu kritis larutan dua zat yang bercampur sebagian. Zat
cair yang digunakan adalah air dan
butanol. Percobaan ini dilakukan dalam dua tahap yaitu penambahan butanol ke
dalam air dan penambahan air ke dalam butanol. Metode yang digunakan dalam
percobaan ini adalah kelarutan timbal balik dua cairan dengan cara memanaskan
campuran dua cairan, sampai diperoleh suhu terendah kedua cairan saling
melarutkan.
Percobaan pertama
adalah dilakukan penambahan butanol kedalam air dengan menyiapkan penangas air
terlebih dahulu dan memasukkan air kedalam tabung reaksi tersebut dan panaskan
yang digunakan untuk tempat memanaskan campuran dua komponen yang saling
bercampur sebagian tadi antara butanol dan air . Kemudian,ke dalam tabung
reaksi dimasukkan air sebanyak 10 mL
ditambahkan butanol sebanyak 1 mL setiap penambahannya sampai volume
butanol yang di tambahkan mencapai 10 mL . Kemudian dilakukan pemanasan, setelah
itu campuran kedua larutan diukur suhunya dengan termometer dan didinginkan
serta diukur suhunya kembali. Ketika butanol dicampur dengan air warnanya
menjadi keruh dan setelah dipanaskan warnanya berubah menjadi bening tetapi
setelah didinginkan larutan menjadi keruh kembali. Perubahan suhu bergantung
pada komposisi kedua zat tersebut. Berdasarkan data ini dapat ditentukan suhu
kritis dari larutan tersebut.
Dari hasil pengamatan
terlihat bahwa adanya pengaruh komposisi terhadap kelarutan dua zat cair yang
bercampur sebagian dimana semakin besar volume butanol yang ditambahkan ke
dalam air, larutan semakin keruh dan suhu yang dicapai ketika larutan jernih
juga semakin tinggi. Akibatnya suhu yang dicapai ketika larutan kembali keruh
juga meningkat. Hal ini disebabkan karena penambahan tersebut menyebabkan kedua
zat cair saling tidak bercampur semakin besar sehingga diperlukan energi yang
lebih besar untuk membuat campuran tersebut menjadi homogen/saling melarutkan.
Percobaan selanjutnya
yaitu penambahan air ke dalam butanol.caranya hampir sma dengan percobaan pada
penambahn butanol kedalam air, dimana tabung reaksi diisi dengan 10 mL dan
ditambahkan 1 mL butanol dan dilakukan pemanasan. Setelah itu diukur juga suhu
ketiak larutan dipanaskan dan ddinginkan dengan menggunkan termometer.Pada
tahap ini larutan tidak keruh tetapi membentuk dua fasa yang ditandai dengan
terbentuknya dua lapisan atau terdapat bidang batas antara air dan butanol.
Setelah dipanaskan, pada suhu tertentu larutan dapat membentuk satu fasa yang
ditandai dengan hilangnya bidang batas antara air dan butanol. Artinya pada
suhu ini larutan dapat saling melarutkan. Disini juga terlihat adanya pengaruh
suhu terhadap kelarutan. Selain itu, komposisi juga berpengaruh terhadap
kelarutan dimana semakin banyak air yang ditambahkan ke dalam butanol, semakin
tinggi suhu yang dibutuhkan untuk membuat larutan menjadi satu fasa sehingga
suhu pada saat larutan kembali mencapai dua fasa juga meningkat.
Perubahan
dua fasa menjadi satu fasa ini terjadi
karena kelarutan air dalam
butanol meningkat dan sebaliknya kelarutan butanol dalam air juga
meningkat, hal ini disebabkan energi kinetik partikel semakin besar sehingga
bercampur sempurna.
Dari
data yang diperoleh, maka dapat ditentukan suhu kritis dari campuran air dan
butanol yang dapat ditentukan dengan melihat suhu pada saat kedua zat cair yang
bercampur sebagian dapat bercampur atau saling melarutkan pada tiap komposisi
yang diberikan.
Dari data antara suhu
(T) dan persen berat yang diperoleh dari percobaan, dapat dibuat grafik sistem
biner butanol-air dan air-butanol, yaitu antara persen berat dan suhu (T). Pada
percobaan penambahan butanol ke dalam air suhu kritisnya adalah 78ºC dengan
komposisi campurannya adalah berat butanol 4,92 gram dan dan persen berat air
83,1 %. Ini menunjukkan kalau pada suhu 78 ºC, komponen yang berada di dalam
kurva merupakan sistem dua fase dan komponen di luar kurva atau di luar titik
kritis komponen merupakan sistem satu fase.
Pada percobaan
penambahan air kedalam butanol suhu kritisnya adalah 73 0C dengan
komposisi campurannya adalah berat air 6 gram dan dan persen berat butanol
89,51 %. Ini menunjukkan kalau pada suhu 73 ºC, komponen yang berada di dalam
kurva merupakan sistem dua fase dan komponen di luar kurva atau di luar titik
kritis komponen merupakan sistem satu fase.
Komponen
berada pada satu fasa pada saat campurannya larut homogen (jernih), sedangkan
komponen berada pada dua fasa ketika dilakukan penambahan air yang menghasilkan
dua lapisan (keruh). Pada percobaan penambahan air ke dalam butanol didapatkan
bahwa suhu kritisnya naik turun seiring semakin banyaknya penambahan air, hal
ini mungkin disebabkan kurangnya ketelitian praktikan saat percobaan, misalnya
pada saat membaca skala termometer, validitas alat yang digunakan, kesalahan
analisa data.
H.
Kesimpulan
1.
Dari hasil eksperimental mengenai kelarutan dua
cairan yang saling bercampur sebagian, dapat dibuat kurva dari persen berat
yang didapat dari perhitungan dan suhu yang didapatkan pada proses pengamatan.
Yang menurut teori kurav kelarutan air-butanol berbentuk parabola atau
melengkung. Tetapi dari hasil eksperimental tidak berbentuk melengkung.
2.
Suhu kritis yang didapatkan yakni 78oC.
Daftar Pustaka
Atkins, P.W.1997. Kimia Fisika. Jakarta:Erlangga.
Darmaji. 2005. Kimia Fisika 1. Jambi: Universitas
Jambi.
Sukardjo. 1997. Kimia Fisika. Jakarta: Rineka Cipta.
Sukardjo. 2003. Dasar-Dasar Kimia Fisika. Jogjakarta:
Universitas Gajah Mada.
Wahyuni, Sri. 2003. Buku Ajar Kimia Fisika 2.Semarang: UNNES.
Jawaban Diskusi
1.
Apakah hasil yang didapat sudah sesuai
dengan teori, jika tidak sama apakah yang menyebabkan hal tersebut terjadi?
2.
Apakah fungsi pengadukan di luar tabung reaksi?
Mengapa pengadukan tidak dilakukan di dalam tabung reaksi saja?
3.
Apakah hasilnya berbeda dari kedua
percobaan tersebut?
4.
Bagaimanakah perbandingan massa jenis
air dan butanol? Apakah sesuai letak air dan butanol sudah sesuai dengan massa
jenisnya?
Jawab:
1.
Menurut kelompok kami hasil praktikum
yang kami lakukan belum sesuai dengan teori karena kurva yang didapat tidak
membentuk parabola. Hal ini dikarenakan kami sebagai praktikan kurang teliti dalam
mengamati suhu dan penambahan yang dilakukan.(Wirna Eliza)
2.
Pengadukan bertujuan untuk memberikan
gerakan pada bahan, seperti gerakan pada molekulnya agar komponen dalam larutan
dapat menyebar (terdispersi). Jadi jika dilakukan dengan batang pengaduk maka
larutan akan tercampur merata. Namun, jika pengadukan dilakukan dengan
menggoyang-goyangkan tabung reaksi, maka kemungkinan larutan tidak tercampur
sempurna atau bahkan larutan dapat tumpah dari tabung reaksi.
3.
Hasil dari percobaan kami pada
penambahan butanol dalam air dan air dalam butanol hampir sama. Dapat dilihat
dari diagram yang telah ada. Diagram yang didapatkan tidak sesuai dengan teori
yang ada. Seharusnya digram atau kurva yang didapatkan berbentuk parabola.
Namun, pada kurva yang kami dapatkan tidak membentuk parabola melainkan naik
turun.
4.
Massa jenis air = 1 gram/mL
Massa jenis butanol
= 0,82 gram/mL
Massa jenis air lebih besar dari
massa jenis butanol dan paraktikum ini pada penambahan air pada butanol dan penambahan
air dalam butanol letak air selalu di bawah karena massa jenis air yang lebih
besar.
No comments:
Post a Comment