LAPORAN PRAKTIKUM

KIMIA FISIKA

Nama : Any Kurniawati

Kelompok : 6

NIM : 4301410009

Prodi/Jurusan : Pend. Kimia/Kimia

Dosen : Ir. Sri Wahyuni, M.Si

Tanggal Praktikum : 3 Oktober 2012

Teman kerja : Fitriya Karima

Ahmad Nasrulloh

Fransisca Ditawati N. P.

PERCOBAAN 1

KELARUTAN TIMBAL BALIK SISTEM BINER FENOL – AIR

1

LAPORAN

KELARUTAN TIMBAL BALIK SISTEM BINER FENOL – AIR

I. TUJUANSetelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa dapat:

1.    Memperoleh kurva komposisi sistem fenol – air terhadap suhu pada tekanan tetap.

2.    Menentukan suhu kritis kelarutan timbal balik sistem fenol – air.

II. DASAR TEORISistem biner fenol – air merupakan sistem yang memperlihatkan sifat solubilitas

timbal balik antara fenol dan air pada suhu tertentu dan tekanan tetap. Solubilitas

(kelarutan) adalah kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat terlarut (solute), untuk larut

dalam suatu pelarut (solvent). Kelarutan dinyatakan dalam jumlah maksimum zat

terlarut yang larut dalam suatu pelarut pada kesetimbangan. Larutan hasil disebut

larutan jenuh. Zat-zat tertentu dapat larut dengan perbandingan apapun terhadap

suatu pelarut. Contohnya adalah etanol di dalam air. Sifat ini lebih dalam bahasa

Inggris lebih tepatnya disebut miscible. Pelarut umumnya merupakan suatu cairan

yang dapat berupa zat murni ataupun campuran.

Campuran terdiri dari beberapa jenis. Di lihat dari fasenya,  Pada system biner

fenol –air, terdapat 2 jenis campuran yang dapat berupah pada kondisi tertentu. Suatu

fase didefenisikan sebagai bagian system yang seragam atau homogeny diantara

keadaan submakroskopiknya, tetapi benar – benar terpisah dari bagian system yang

lain oleh batasan yang jelas dan baik. Campuran padatan atau dua cairan yang tidak

saling bercampur dapat membentuk  fase terpisah. Sedangkan campuran gas-gas

adalah satu fase karena sistemnya yang homogen. Symbol umum untuk jumlah fase

adalah P, (Dogra SK & Dogra S, 2008 ).

Zat yang terlarut, dapat berupa gas, cairan lain, atau padat. Kelarutan

bervariasi dari selalu larut seperti etanol dalam air, hingga sulit terlarut, seperti perak

klorida dalam air. Istilah "tak larut" (insoluble) sering diterapkan pada senyawa yang

sulit larut, walaupun sebenarnya hanya ada sangat sedikit kasus yang benar-benar

tidak ada bahan yang terlarut. Dalam beberapa kondisi, titik kesetimbangan kelarutan

dapat dilampaui untuk menghasilkan suatu larutan yang disebut lewat jenuh yang

metastabil atau mengendap.

Kelarutan timbal balik adalah kelarutan dari suatu larutan yang bercampur

sebagian bila temperaturnya di bawah temperatur kritis. Jika mencapai temperatur

2

kritis, maka larutan tersebut dapat bercampur sempurna (homogen) dan jika

temperaturnya telah melewati temperatur kritis maka sistem larutan tersebut akan

kembali dalam kondisi bercampur sebagian lagi. Salah satu contoh dari temperatur

timbal balik adalah kelarutan fenol dalam air yang membentuk kurva parabola yang

berdasarkan pada bertambahnya % fenol dalam setiap perubahan temperatur baik di

bawah temperatur kritis. Jika temperatur dari dalam kelarutan fenol aquadest dinaikkan

di atas 50°C maka komposisi larutan dari sistem larutan tersebut akan berubah.

Kandungan fenol dalam air untuk lapisan atas akan bertambah (lebih dari 11,8 %) dan

kandungan fenol dari lapisan bawah akan berkurang (kurang dari 62,6 %). Pada saat

suhu kelarutan mencapai 66°C maka komposisi sistem larutan tersebut menjadi

seimbang dan keduanya dapat dicampur dengan sempurna.

Sistem biner fenol - air merupakan sistem yang memperlihatkan sifat kelarutan

timbal balik antara fenol dan air pada suhu tertentu dan tekanan tetap. Disebut sistem

biner karena jumlah komponen campuran terdiri dari dua zat yaitu fenol dan air. Fenol

dan air kelarutanya akan berubah apabila dalam campuran itu ditambahan salah satu

komponen penyusunnya yaitu fenol atau air. Jika komposisi campuran fenol air

dilukiskan  terhadap suhu akan diperoleh kurva yang ditunjukan pada gambar 1..

Gambar 1. komposisi campuran fenol air

L1 adalah fenol dalam air, L2 adalah air dalam fenol, XA dan XF masing-masing

adalah mol fraksi air dan mol fraksi fenol, XC adalah mol fraksi komponen pada suhu

kritis (Tc). Sistem ini mempunyai suhu kritis (Tc) pada tekanan tetap, yaitu suhu

minimum pada saat dua zat bercampur secara homogen dengan komposisi Cc. Pada

3

suhu T1 dengan komposisi di antara A1  dan B1  atau pada suhu T2 dengan komposisi di

antara A2 dan B2, sistem berada pada dua fase (keruh). Sedangkan di luar daerah 

kurva (atau diatas suhu kritisnya, Tc), sistem berada pada satu fase (jernih).

Temperature kritis atas Tc adalah batas atas temperature dimana nterjadi

pemisahan fase.Diatas temperatur   batas atas, kedua komponen benar-benar

bercampur.Temperatur  ini ada gerakan termal yang lebih besar  menghasilkan

kemampuan campur yang lebih besar pada kedua komponen, (Atkins PW, 1999).

Beberapa system memperlihatkan temperatur kritis  Tc . dimana dibawah

temperature itu kedua komponen bercampur dalam segala perbandingan dan diatas

temperature itu  kedua komponen membentuk dua fase. Salah satu contohnya adalah

air-trietilamina. Dalam hal ini pada temperature rendah kedua komponen lebih dapat

campur karena komponen-komponen itu membentuk kompleks yang lemah, pada

temperature lebih lebih tinggi kompleks itu terurai dan kedua komponen kurang dapat

bercampur, ( Atkins PW ,1999).

III. ALAT DAN BAHANa.       Alat:

                                                1.      Tabung reaksi diameter 4 cm       1 buah

                                                2.      Sumbat tabung                             1 buah

                                                3.      Pengaduk                                     1 buah

                                                4.      Gelas kimia 400 ml                       1 buah

                                                5.      Kaki tiga dan kasa                        1 set

                                                6.      Pembakar                                     1 set

                                                7.      Buret 50 ml                                  1 buah                                    

                                                8.      Statif dan klem                              1 buah

                                                9.      Termometer                                  1 buah

b.      Bahan

                                                1.      Fenol

                                                2.      Aquades

4

IV. CARA KERJA

Isi dengan fenol

lalu :

Kemudian dilanjutkan dengan :

 

angkat

5

timbang tabung kosongTimbang lagi sampai m

= 5 gram

Ke dalam tabung yang berisi fenol , tambahkan 0,1 ml.

Catat volume saat larutan menjadi keruh

Panaskan larutan (±90ºC)

aduk

Catat suhu ( T1 ) saat larutan jernih kembali

Biarkan suhu naik menjadi T1 + 4ºC

Dinginkan

( diaduk )

Catat suhu ( T2) saat larutan keruh kembali

Hitung suhu rerata

Tambahkan aquades , ulangi langkah . isi tabel hingga penuh

Susun alat seperti berikut :

Gambar 2. Susunan peralatan untuk percobaan sistem biner

V. HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

1. Data tabel fraksi mol air dan suhu

No. Xa T (oC)1 0,739 41,52 0,758 443 0,781 49,54 0,803 52,55 0,826 53,56 0,848 557 0,869 59,58 0,891 599 0,916 58,5

10 0,942 5811 0,967 5212 0,979 4813 0,985 4614 0,9883 44,5

6

2. Kurva komposisi fenol air hasil percobaan.

0.7390000000000010.781

0.826000000000001

0.8690000000000010.916

0.9670000000000010.985

010203040506070

Kurva Komposisi Fenol-Air

T vs Xa

Mol Fraksi Air

Suhu (oC)

Gambar 3. Kurva komposisi fenol-air

Percobaan dilakukan dengan pencampuran komposisi tertentu di mana

campuran – campuran ini mengalami pemanasan dan pendinginan pada suhu

kelarutannya masing – masing. Setelah terjadi percampuran  antara air dan fenol

dalam tabung yang berbeda dengan perbandingan kompsisi yang berbeda pula,

dilakukan pemanasan kemudian pendinginan, di mana saat mencapai suhu tertentu

larutan ini akan bercampur dan akan saling memisah dan membentuk dua fasa lagi,

sesaat setelah campuran bercampur rata. Campuran larutan dari keruh menjadi jernih

dan jernih menjadi keruh, menandakan bahwa zat mengalami perubahan kelarutan

yang dipengaruhi oleh perubahan suhu. Hal ini termasuk dalam salah satu contoh

kelarutan timbal balik.

Dalam praktikum ini akan dibuktikan kelarutan sistem biner fenol air. Fenol dan

air kelarutannya akan berubah apabila ke dalam campuran itu ditambahkan dengan

salah satu komponen penyusunnya yaitu fenol dan air. Pada percobaan ini komponen

air selalu ditambahkan, sementara jumlah fenolnya tetap sehingga perubahan larutan

dari jernih menjadi keruh atau sebaliknya terjadi pada suhu yang berubah-ubah.

Perubahan suhu bergantung pada komposisi atau fraksi mol kedua zat.

Berdasarkan data antara suhu (T) dan fraksi mol yang diperoleh dari percobaan

dapat dibuat grafik sistem biner fenol – air, yaitu antara fraksi mol vs suhu (T). Grafik

yang terbentuk seharusnya berupa parabola dimana puncaknya merupakan suhu kritis

yang dicapai pada saat komponen mempunyai fraksi mol tertentu. Pada percobaan

7

suhu kritisnya adalah 59,5ºC dengan komposisi campurannya adalah fraksi mol fenol

0.131 dan fraksi mol airnya 0,869. Hal ini menunjukkan bahwa pada suhu 59,5 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 fase pada saat campurannya larut homogen

(jernih), sedangkan komponen berada pada dua fase ketika dilakukan penambahan air

yang menghasilkan dua lapisan (keruh). Kurva yang terbentuk pada percobaan ini

kurang sempurna karena bentuknya kurang simetris. Namun, kurva ini tetap cenderung

membentuk parabola. Hal ini sesuai dengan teori yang terdapat dalam sumber

referensi.

Perubahan yang ditunjukkan dari larutan ini ialah, perubahan warna larutan dari

keruh menjadi jernih setelah dipanaskan dan dari jernih menjadi keruh setelah

didiamkan. Perubahan warna tersebut diakibatkan karena zat tersebut mengalami

perubahan kelarutan yang dipengaruhi oleh perubahan suhu.

Analisis yang digunakan dalam percobaan ini antara lain analisa kualitatif dan

analisa kuantitatif. Analisa kualitatif dapat diartikan sebagai analisa yang didasarkan

atas pengamatan dengan panca indra kita yakni dengan membuktikan perubahan

warna larutan (keruh atau jernihnya campuran larutan) Sedangkan analisa kuantitatif

merupakan analisa yang didasarkan pada perhitungan secara matematis, seperti

pengukuran suhu, pengukuran volume, perhitung mol air dan fenol, serta perhitungan

fraksi mol dalam percobaan ini.

VI. SIMPULAN DAN SARANa.   SimpulanDari hasil pembahasan dapat disimpulkan bahwa:

1.  Keadaan dimana terjadinya perubahan warna dari keruh menjadi jernih dan kembali

lagi dari jernih menjadi keruh termasuk salah satu contoh kelarutan timbal balik.

2.  Faktor yang mempengaruhi keadaan dari keruh menjadi bening dan sebaliknya dari

bening ke keruh yaitu perubahan temperatur.

3. Faktor – faktor kelarutan yang berpengaruh pada percobaan ini antara lain

konsentrasi, temperatur, ion senama, pengadukan, serta luas permukaan.

4.  Kelarutan timbal balik sistem biner fenol – air mempunyai suhu kritis 59,5oC.

5.  Pada suhu kritisnya nilai fraksi mol fenol 0,131 dan fraksi mol airnya 0,869

8

b.   SaranDari praktikum ini dapat disarankan:

1. Praktikan sebaiknya lebih teliti dan cermat dalam melakukan pengamatan

percobaan.

2. Praktikan harus lebih hati-hati selama percobaan berlangsung, karena zat yang

digunakan adalah fenol yang apabila terkena kulit dapat menyebabkan luka.

9

VII. DAFTAR PUSTAKAAtkins, P.W . 1999. Kimia Fisika. Erlangga : Jakarta

Dogra,S& Dogra SK .2008. Kimia Fisik dan Soal – Soal. UI –Press : Jakarta

Tim Dosen Kimia Fisika. 2011. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika. Semarang.

Jurusan Kimia FMIPA UNNES.

Mengetahui,                                                          Semarang, 9 Oktober 2012

Dosen Pengampu                                                  Praktikan,

Ir. Sri Wahyuni, M.Si                                            Any Kurniawati

NIM. 4301410009

.

10

LAMPIRANI. DATA PENGAMATAN

Suhu kamar = 29ºC.

Kadar fenol yang digunakan = 99,9 %.

Massa fenol yang ditimbang = 5 gram.

1.    Penambahan aquades, sampai terjadi kekeruhan pertama

No. Aquades (ml) Pengamatan T1 T2 Trata-rata

1. 2,5 keruh 38 26 32

2.    Penambahan aquades, setelah terjadi kekeruhan

No.Aquades

(ml)

Massa (g) Suhu (oC) % Massa

Fenol Air T1 T2 T Fenol Air

1. 0,2 5 2,7 51 32 41,5 64,935 35,064

2. 0,3 5 3,0 51 37 44 62,5 37,5

3. 0,4 5 3,4 56 43 49,5 59,523 40,476

4. 0,6 5 3,9 58 47 52,5 56,179 43,820

5. 0,8 5 4,5 59 48 53,5 52,631 47,368

6. 1,0 5 5,3 60 50 55 48,543 51,456

7. 1,5 5 6,3 65 54 59,5 44,247 55,75

8. 2,5 5 7,8 68 50 59 39,062 60,937

9. 5,0 5 10,3 66 51 58,5 32,679 67,32

10. 12,5 5 15,3 63 53 58 24,63 75,369

11. 15,0 5 27,8 58 46 52 15,243 84,756

12. 17,5 5 42,8 55 41 48 10,460 89,539

13. 20,0 5 60,3 47 45 46 7,656 92,343

14. 22,5 5 80,3 44 45 44,5 5,861 94,148

11

1.   Menghitung % massa fenol dan air  

no % massa fenol % massa air

1. 57,7 x 100 % = 64,935

2,77,7 x 100 % = 35,064

2. 58 x 100 % = 62,5

38 x 100 % = 37,5

3. 58,4 x 100 % = 59,523

3,48,4 x 100 % = 40,476

4. 58,9x 100 % = 56,179

3,98,9 x 100 % = 43,820

5. 59,5 x 100 % = 52,631

4,59,5 x 100 % = 47,368

6. 510,3 x 100 % = 48,543

5,310,3 x 100 % = 51,456

7. 511,3 x 100 % = 44,247

6,311,3 x 100 % = 55,75

8. 512,8 x 100 % = 39,062

7,812,8 x 100 % =60,937

9. 515,3 x 100 % = 32,679

10,315,3 x 100 % = 67,32

10. 520,3 x 100 % = 24,63

15,320,3 x 100 % = 75,369

11. 532,8 x 100 % = 15,243

27,832,8 x 100 % = 84,756

12. 547,8 x 100 % = 10,460

42,847,8 x 100 % = 89,539

13. 565,3 x 100 % = 7,656

60,365,3 x 100 % = 92,343

14. 585,3 x 100 % = 5,861

80,385,3 x 100 % = 94,148

2.   Menghitung Fraksi mol Fenol dan Fraksi mol AirKadar Fenol = 99,9 %

Massa Fenol = 99,9% x 5= 4,995 gram

Mol Fenol  = 0.053 mol

Mr Fenol = 94,11

12

Mr air = 18

1. Mol fenol = 5

94,11 = 0,053

Mol air = 2,718 = 0,15

Xf = 0,053

0,053+0,15 = 0,261

Xa = 1 – 0,261 = 0,739

2. Mol fenol = 5

94,11 = 0,053

Mol air = 318 = 0,166

Xf = 0,053

0,053+0,166 = 0,242

Xa = 1 – 0,242 = 0,758

3. Mol fenol = 5

94,11 = 0,053

Mol air = 3,418 = 0,188

Xf = 0,053

0,053+0,188 = 0,219

Xa = 1 – 0,219 = 0,781

4. Mol fenol = 5

94,11 = 0,053

Mol air = 3,918 = 0,216

Xf = 0,053

0,053+0,216 = 0,197

Xa = 1 – 0,197 = 0,803

5. Mol fenol = 5

94,11 = 0,053

Mol air = 4,518 = 0,25

Xf = 0,053

0,053+0,25 = 0,174

Xa = 1 – 0,174 = 0,826

6. Mol fenol = 5

94,11 = 0,053

13

Mol air = 5,318 = 0,294

Xf = 0,053

0,053+0,294 = 0,152

Xa = 1 – 0,152 = 0,848

7. Mol fenol = 5

94,11 = 0,053

Mol air = 6,318 = 0,350

Xf = 0,053

0,053+0,350 = 0,131

Xa = 1 – 0,131 = 0,869

8. Mol fenol = 5

94,11 = 0,053

Mol air = 7,818 = 0,433

Xf = 0,053

0,053+0,433 = 0,109

Xa = 1 – 0,109 = 0,891

9. Mol fenol = 5

94,11 = 0,053

Mol air = 10,318 = 0,572

Xf = 0,053

0,053+0,572 = 0,084

Xa = 1 – 0,084 = 0,916

10. Mol fenol = 5

94,11 = 0,053

Mol air = 15,318 = 0,85

Xf = 0,053

0,053+0,85 = 0,058

Xa = 1 – 0,058 = 0,942

11. Mol fenol = 5

94,11 = 0,053

Mol air = 27,818 = 1,54

Xf = 0,053

0,053+1,54 = 0,033

14

Xa = 1 – 0,033 = 0,967

12. Mol fenol = 5

94,11 = 0,053

Mol air = 42,818 = 2,377

Xf = 0,053

0,053+2,377 = 0,021

Xa = 1 – 0,021 = 0,979

13. Mol fenol = 5

94,11 = 0,053

Mol air = 60,318 =3,35

Xf = 0,053

0,053+3,35 = 0,015

Xa = 1 – 0,015 = 0,985

14. Mol fenol = 5

94,11 = 0,053

Mol air = 80,318 = 4,461

Xf = 0,053

0,053+4,461 = 0,0117

Xa = 1 – 0,0117 = 0,9883

JAWABAN PERTANYAAN1.   Tulis rumus kimia fenol dan Mrnya!

Fenol mempunyai rumus kimia C6H6O dengan nilai Mr = 94. Rumus strukturnya

sebagai berikut.

2. Jika fenol yang digunakan berkadar 95% (b/b) dan massa yang ditimbang sebesar

5,140 gram, hitung jumlah mol fenol!

Massa fenol =.95% x 5,140 gram = 4,883 gram.

Mol fenol     = 0,052 mol

15

3.   Jelaskan dengan singkat apa yang dimaksud dengan fase? Adakah perbedaan

dengan wujudnya?

Fase adalah bagian serba sama dari suatu zat yang dapat dipisahkan secara mekanik

serta serba sama dalam sifat fisika dan kimia, sedangkan wujud merupakan bentuk zat

pada suhu tertentu. Zat pada suhu yang berbeda mungkin mempunyai wujud yang

berbeda. Misal air pada suhu -10ºC wujudnya padat, sedangkan pada suhu 10ºC

wujudnya cair.

4. Berapa komposisi campuran fenol dan air dalam % (b/b) pada suhu kritis larutannya?

Massa fenol           = 5 g                               Fraksi mol fenol  = 0,131

Massa air               = 15,1 g                          Fraksi mol air      = 0,869

Komposisi campuran dalam %

Fenol :  5 x 100%= 24,876%              air : 15,1  x 100% = 75,124% 

5+15,1 5+15,1

5.   Berapa komposisi campuran fenol dan air dalam satuan mol fraksi pada suhu 50ºC,

dimana sistem berada pada satu fase dan dua fase?

Xfenol = 0,131

Xair = 1-0,131 = 0, 869

Sistem berada dalam 2 fase pada suhu di atas 59ºC.

Sistem berada dalam 2 fase pada suhu di bawah 59ºC

16