1 | k i m i a f i s i k a I I

JURNAL PRAKTIKUM

KIMIA FISIKA II

KESETIMBANGAN FASA

SELASA, 7 APRIL 2014

Disusun oleh :

Fika Rakhmalinda (1112016200003)

Fikri Sholiha (1112016200028)

Naryanto (11120162000018)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2014

2 | k i m i a f i s i k a I I

ABSTRAK

Jumlah fasa dalam sistem zat cair tiga kompoen tergantung pada daya saling larut antar

zat cair tersebut dan suhu percobaan. Andaikan ada tiga zat cair A, B dan C. A dan B saling larut

sebagian. Penambahan zat C kedalam campuran A dan B akan memperbesar atau memperkecil

daya saling larut A dan B.

Satu fasa membutuhkan dua derajat kebebasan untuk menggambarkan sistem secara

sempurna, dan untuk dua fasa dalam kesetimbangan, satu derajat kebebasan. Jadi, dapat

digambarkan diagram fasa dalam satu bidang. Cara terbaik untuk menggambarkan sistem tiga

komponen adalah dengan mendapatkan suatu kertas grafik segitiga.

Berdasarkan data hasil praktikum didapat volume asam asetat glasial yang dibutuhkan

pada kloroform 3 ml adalah sebanyak 9,8 ml, pada kloroform 5 ml adalah sebanyak 10,65 ml,

dan pada kloroform 7 ml volume asam asetat glasial yang dibutuhkan adalah sebanyak 12,15 ml.

Jadi semakin banyak volume kloroform, maka semakin banyak pula volume asam asetat glasial

yang dibutuhkan untuk membentuk satu fasa.

PENDAHULUAN

Kata “fase” berasal dari bahasa Yunani yang bearati pemunculan. Fase adalah keadaan

materi yang seragam di seluruh bagiannya, bukan hanya dalam komposisi kimianya, melainkan

juga dalam keadaan fisiknya. (Kata-kata ini adalah kata-kata Gibbs) (Atkins, 204:1989).

Berdasarkan hukum fasa Gibbs, jumlah terkecil variabel bebas yang diperlukan untuk

menyatakan keadaan suatu sistem dengan tepat pada kesetimbangan diungkapkan

sebagai :

F = C – P + 2

dimana,

F = jumlah derajat kebebasan

C = jumlah komponen

P = jumlah fasa

Dalam ungkapan di atas, kesetimbangan dipengaruhi oleh suhu, tekaanan dan

komposisi sistem. Jumlah derajat kebebasan untuk sistem tiga komponen pada suhu dan

3 | k i m i a f i s i k a I I

tekanan tetap dapat dinyatakan sebagai :

F = 3 – P

Jika dalam sistem hanya terdapat satu fasa, maka F = 2, berarti untuk menyatakan

keadaan sistem dengan tepat perlu ditentukan konsentrasi dari dua komponennya. Sedangkan

bila dalam sistem terdapat dua fasa dalam kesetimbangan, maka F = 1, berarti hanya satu

komponen yang harus ditentukan konsentrasinya dan konsentrasi komponen yang lain sudah

tertentu berdasarkan diagram fasa untuk system tersebut. Oleh karena sistem tiga kompoen pada

suhu dan tekanan tetap mempunyai jumlah derajat kebebasan paling banyak dua, maka diagram

fasa sistem ini dapat digambarkan dalam satu bidang datar berupa suatu segitiga samasisi yang

disebut diagram terner (Atastina Sri Basuki, 15-16: 2003).

Keseimbangan fasa dan proses kelarutan dapat digambarkan dalam Diagram Terner yang

terdiri dari tiga komponen yaitu: minyak, surfaktan dan larutan garam. Sebagai contoh, diagram

terner yang sederhana terdiri dari sistem tiga komponen (pseudoternary diagram) (Edward

Tobing, 1: 2001).

Surfaktan merupakan zat aktif permukaan yang mampu menurunkan tegangan antar

muka (IFT) minyak-air ketingkat yang lebih rendah. Sedangkan campuran surfaktan-air-minyak

dapat membentuk emulsi fasa bawah (larut dalam air), emulsi fasa tengah (disebut mikroemulsi,

larut dalam fasa minyak dan air) dan emulsi fasa atas (larut dalam minyak) (Edward Tobing, 1:

2001).

Satu fasa membutuhkan dua derajat kebebasan untuk menggambarkan sistem secara

sempurna, dan untuk dua fasa dalam kesetimbangan, satu derajat kebebasan. Jadi, dapat

digambarkan diagram fasa dalam satu bidang. Cara terbaik untuk menggambarkan sistem tiga

komponen adalah dengan mendapatkan suatu kertas grafik segitiga (Dogra, 2009: 473).

Air dan asam asetat dapat bercampur seluruhnya, demikian juga dengan kloroform dan

asam asetat. Air dan kloroform hanya dapat campur sebagian (Atkins, 218:1989).

BAHAN DAN METODE

a. Alat dan bahan

1. Buret

2. Labu Erlenmeyer

3. Klem + statif

4 | k i m i a f i s i k a I I

4. Gelas ukur

5. Piknometer

6. Neraca ohauss

7. Spatula

8. Pipet tetes

9. Gelas kimia

10. Kloroform

11. Asam asetat glasial

12. Akuades

b. Metode

Metode yang digunakan dalam praktikum ini adalah metode titrasi

Pengukuran massa jenis

1. Mengukur berat kosong piknometer

2. Masukkan air ke dalam piknometer sampai penuh kemudian menimbangnya

3. Mengulangi langkah kedua dengan mengganti air dengan kloroform dan asam

asetat glasial.

Sistem tiga komponen

1. Menyediakan buret yang bersih dan kering lalu mengisinya dengan asam asetat

glasial

2. Menyediakan labu Erlenmeyer sebanyak 3 buah, masing-masing diisi dengan 3

ml, 5 ml, dan 7 ml kloroform. Kerjakan satu persatu mengingat kloroform mudah

menguap dan toksik.

3. Menambahkan masing-masing 5 ml akuades ke dalam labu Erlenmeyer yang telah

diisi dengan kloroform, mengocok sebentar, campuran akan membentuk dua

lapisan.

4. Menitrasi dengan asam asetat glasial sampai kedua lapisan membentuk satu fasa.

Mencatat volume asam asetat glasial yang ditambahkan. Titrasi dilakukan

sebanyak dua kali.

5. Mengulangi untuk labu Erlenmeyer kedua dan seterusnya.

6. Membuat diagram fasa terner.

5 | k i m i a f i s i k a I I

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengukuran massa jenis

Diketahui: Massa piknometer kosong = 22,1 gram

Massa piknometer + air = 46,01 gram

Massa piknometer + kloroform = 56,75 gram

Massa piknometer + asam asetat glasial = 47,2 gram

Massa air = 23,91 gram

Massa kloroform = 34,65 gram

Massa asam asetat glasial = 25,1 gram

⍴ =

⍴air =

= 0,96 g/ml

⍴kloroform =

= 1,39 g/ml

⍴asam asetat glasial =

= 1,00 g/ml

Sistem tiga komponen

Titrasi pertama

Labu 1 (3 ml kloroform + 5 ml Air)

n = ⍴

na =

= 0,035 mol

nb =

= 0,26 mol

nc =

= 0,16 mol

ntotal = 0,035 + 0,26 + 0,16 = 0,437 mol

Xa =

× 100% = 8,009 %

Xb =

× 100% = 59,496 %

6 | k i m i a f i s i k a I I

Xc =

× 100% = 36, 613 %

Labu 2 (5 ml kloroform + 5 ml air)

na =

= 0,058 mol

nb =

= 0,266 mol

nc =

= 0,177 mol

ntotal = 0,058 + 0,266 + 0,177 = 0,501 mol

Xa =

× 100% = 11,57 %

Xb =

× 100% = 53,09 %

Xc =

× 100% = 35,329 %

Labu 3 (7 ml kloroform + 5 ml air)

na =

=0,081 mol

nb =

= 0,266 mol

nc =

= 0,203 mol

ntotal = 0,081 + 0,266 + 0,203 = 0,55 mol

Xa Rata-rata =

= 11,435 %

Xb Rata-rata =

= 53,64 %

Xc Rata-rata =

= 37,92 %

Titrasi kedua

7 | k i m i a f i s i k a I I

Labu 1 (3 ml kloroform + 5 ml Air)

na =

0,035 mol

nb =

= 0,26 mol

nc =

= 0,15 mol

ntotal = 0,035 + 0,26 + 0,15 = 0,454 mol

Xa =

× 100% = 7,7 %

Xb =

× 100% = 48,1%

Xc =

× 100% = 33,03 %

Labu 2 (5 ml kloroform + 5 ml Air)

na =

0,058 mol

nb =

= 0,26 mol

nc =

= 0,17 mol

ntotal = 0,058 + 0,26 + 0,17 = 0,489 mol

Xa =

× 100% = 11,86 %

Xb =

× 100% = 53,137 %

Xc =

× 100% = 34,76 %

Labu 3 (7 ml kloroform + 5 ml Air)

na =

= 0,082 mol

nb =

= 0,26 mol

8 | k i m i a f i s i k a I I

nc =

= 0,205 mol

ntotal = 0,082 + 0,26 + 0,205= 0,547 mol

Xa =

× 100% = 14,99 %

Xb =

× 100% = 47,53 %

Xc =

× 100% = 37,47 %

Xa Rata-rata =

=11,35 %

Xb Rata-rata =

= 49,589 %

Xc Rata-rata =

= 35,063 %

Ket: na = mol kloroform Xa = fraksi mol kloroform

nb = mol air Xb = fraksi mol air

nc = mol asam asettat glasial Xc = fraksi mol asam asetat glasial

9 | k i m i a f i s i k a I I

DIAGRAM FASE TERNER (I)

50 75 25

25

50

75

25

50

75

A B

C

11,435%

53,64%

37,92%

10 | k i m i a f i s i k a I I

DIAGRAM FASE TERNER (II)

F = 3 – P F = derajat kebebasan

= 3 – 2 P = jumlah fasa

= 1

50 75 25

25

50

75

25

50

75

A B

C

35,063%

49,589%

11,35%

11 | k i m i a f i s i k a I I

PEMBAHASAN

Praktikum kali ini mengenai kesetimbangan fasa. Di mana dalam praktikum ini

melakukan titrasi terhadap kloroform (bersifat nonpolar) yang ditambahkan dengan air (bersifat

polar), lalu dititras dengan larutan asam asetat glasial (bersifat semipolar).

Dalam praktikum ini dilakukan beberapa perbandingan yaitu dengan cara membedakan

volume kloroform yang dititrasi. Yang pertama kloroform 3 ml + air 5 ml, yang ke dua 5 ml

kloroform + air 5 ml, dan yang terakhir 7 ml kloroform + air 5 ml. Hal ini dilakukan untuk

mengamati besarnya pengaruh kloroform terhadap banyaknya volume asam asetat glasial yang

dibutuhkan untuk membentuk satu fasa antara air dan kloroform, karena ketika kloroform dan air

dicampurkan terbentuk dua fasa. Terbentuknya dua fasa ini disebabkan karena adanya

perbedaan kepolaran yakni kloroform bersifat nonpolar sedangkan air bersifat polar. Selain itu

karena massa jenis CHCl3 = 1,41 g/mL sedangkan air sebesar 0,96 g/mL, maka pada percobaan

ini diperoleh lapisan kloroform berada dilapisan bawah sedangkan air di lapisan atas karena ρ

kloroform > ρ air.

Dalam praktikum ini, titrasi dilakukan dua kali. Hal ini bertujuan untuk memastikan

volume asam asetat glasial yang dibutuhkan untuk membentuk satu fasa antara air dan

kloroform, lalu volume asam asetat glasial dirata-ratakan.

Jumlah fasa dalam sistem zat cair tiga kompoen tergantung pada daya saling larut antar

zat cair tersebut dan suhu percobaan. Andaikan ada tiga zat cair A, B dan C. A dan B saling larut

sebagian. Penambahan zat C kedalam campuran A dan B akan memperbesar atau memperkecil

daya saling larut A dan B (Atastina Sri Basuki, 16: 2003).

KESIMPULAN

1. Perbedaan fasa yang terjadi antara air dan kloroform terajdi karena perbedaan kepolaran

antara keduanya. Air bersifat polar sedangkan kloroform bersifat nonpolar

2. Asam asetat glasial dalam praktikum ini berfungsi sebagai penyatu fasa dari air dan

kloroform, hal ini dikarenakan sifatnya yang semipolar.

12 | k i m i a f i s i k a I I

3. Semakin banyak volume kloroform maka semakin banyak pula volume asam asetat glasial

yang dibutuhkan

4. Semakin banyak volume kloroform, maka semakin sulit pula untuk menyatukan fasanya

dengan air.

DAFTAR PUSTAKA

Atkins. 1989. Kimia Fisika Edisi Keempat Jilid I. Jakarta: Erlangga.

Dogra, S.K. 2009. Kimia Fisik dan Soal-Soal. Jakarta: UI-PRESS

Basuki, Atastina Sri dan Setijo Bismo. Buku Panduan Praktikum Kimia Fisika.

http://staff.ui.ac.id. 2003. Diakses pada 11 April 2014. Pukul 20.09 WIB.

Tobing, Edward. Kelakuan Fasa Campuran antara “Reservoar-Injeksi-Surfaktan” untuk

Implementasi Enchanced Water Flooding. http://www.iatmi.or.id. 2001. Diakses pada 11

April 2014. Pukul 20.36 WIB.