LAPORAN TETAP

KIMIA FISIKA

(Campuran Biner I)

Disusun

Kelompok III

1. Tri Suci Anjayani ( 06153040 )

2. Vira Nazifah Amalia ( 06153040 )

3. Yuni Mulia Sari ( 06153040)

4. Achmad Ja’far Shadiq ( 06153040 )

5. Fadhlun Athirah ( 061530401000 )

6. Kgs. M. Zulkarnain ( 061530401001 )

7. M. Julian Saputra J. ( 06153040 )

8. Pitri Yenica ( 061530401010)

Kelas : 2 KA

Instrukruktur : Dr. Martha Aznury, M.Si

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

TAHUN PELAJARAN 2014/2015

CAMPURAN BINER I

I. TUJUAN

1. Untuk mengetahui dan membuktikan bahwa campuran dua buah atau lebih zat cair yang saling melarut dapat membentuk cairan azeotropik dan zeotropik.

2. Dapat membuat diagram fase dua komponen.

3. Dapat menentukan indeks bias suatu zat campuran dengan menggunakan refraktormeter.

4. Mengikuti penerapannya pengetahuan ini di beberapa industry kimia (pabrik arak dan spritus).

II. ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN

a. Alat yang digunakan

· Seperangkat Refraktometer

· Erlenmeyer 100 ml

· Gelas ukur 100 ml

· Seperangkat alat destilasi

· Gelas kimia 250 ml

· Pipet ukur 10 ml, 25 ml

· Bola karet

b. Bahan yang digunakan

· Toluena

· Ethanol

· Benzene

· Aquadest

III. DASAR TEORI

Bila campuran dua buah zat cair yang saling melarut dengan baik, dipanaskan sambil tekanan uap diusahakan konstan, maka titik didih dan komposisi uapnya tergantung dari komposisi campuran zat cairanya. Hubungan antara titik didih pada komposisi tertentu dari campuran zat cair itu dengan komposisi uapnya dapat dilukis dalam sebuah gambar kurva sebagai berikut:

1. Campuran Zeotropik

Bila garis kurva itu tidak menunjukan titik maksimum ataupun minimumpada titik didih campuran zat cair itu maka titik didih campuran zat cair terletak antara titik didih zat – zat cairan murninya. Campuran ini disebut campuran zeotropik pada penyulingan zat cair semacam ini, komposisi destilatnya lebih banyak mengandung zat cair yang bertekanan uap lebih besar disbanding dengan komposisi campuran zat cair yang sedang disuling itu. Oleh karena itu campuran zat cair dapat dipisahkan menjadi zat – zat cair murninya melalui penyulingan berkali – kali

2. Campuran Azeotropik

a. Bila titik didih campuran dua zat cair yang saling melarut menunjukan adanya titik maksimum, maka campuran ini disebut campuran azeotropik. Pada titik dimana garis - garis titik didih mencapai maksimum, garis titik – titik tekanan uapnya pun mencapai titik itu. Pada titik ini campuran zat cair ini akan mendidih secara konstan. Dengan demikian campuran zat cair semacam ini tidak dapat dipisahkan kedalam zat murninya secara menyulingnya. Titik azeotropik campuran ini terletak lebih tinggi dari pada titik – titik didih murninya.

b. Dalam hal ini dimana titik – titik didih campuran dua zat cair yang saling melarut menunjukan adanya titik minimum, terjadi gejala yang sebaliknya dengan apa yang terjadi pada campuran zat cair yang menunjukan adanya titik maksimum. Campuran zat cair

semacam ini yang juga disebut campuran azeotropik, tidak dapat dipisahkan kedalam zat murninya secara penyulingan

c. Campuran Zeotropik biner

1) Benzene (titik didih 80.20c) dan toluene (titik didih 110.6 0c)

2) Benzena (titik didih 80.2 0c)dan heksana (titik didih 69.0 0c)

d. Campuran azeotropik biner dengan titik didih maksimum

a) Chloroform (titik didih 61.2 0c)dan aseton (titik didih 856.4 0c) titik didih azeotropik 64,5 0C pada 65,5 mol % kholorofrom.

b) air(titik didih 100 0C) dan asam formiat (titik didih 99.9 0C) titik didih azeotropik 107,1 0C pada 43.5 mol % air

e. Campuran azeotropik biner dengan titik didih minimum

a) Isopropil alcohol (titik didih 82.5 0c) dan benzene dengan titik didih 80.20C, titik dimana azeotropik 71,9 0C pada 39.3 mol % isopropil alcohol

b) Karbon tetra klorida (titik didih 76.8 0c) dan methanol (titik didih 64.7 0c) titik didih azeotropik 55.7 0C pada 44.5 mol % karbon tetra klorida.

c) Methanol (titik didih 64.70c) dan benzene (titik didih 60.2 0c) titik didih azeotropik 58.30C PADA 61.4 MOL % methanol

IV. Keselematan Kerja

Dalam percobaan ini gunakan jas lab, kaca mata pelindung, masker, dan jangan menghirup zat yang digunakan. Dan pada destilasi dilakukan dalam lemari asam

V. CARA KERJA

1. Menentukan masing – masing indeks bias dari alcohol dan air dengan refaktrometer pada suhu tertentu.

2. Membuat campuran cairan benzene/ toluene dengan komposisi 10-20-40-60-80 dan 90 mol % masing – masing sebanyak 80 ml

3. Menentukan masing – masing indeks bias dari campuran – campuran cairan itu dengan refraktometer pada suhu tertentu.

4. Membuat grafik (dengan skala agak besar) hubungan antara komposisi cairan dengan indeks biasnya.

5. Menentukan masing – masing titik didih dari benzene dan toluene (sebagai koreksianya)

6. Menentukan masing – masing titik didih campuran – campuran pada poin 2 dengan menggunakan modifikasi labu didih clasein seperti pada gambar (III)

7. Bila suhu campuran yang didihkan itu mulai tetap (konstan) mengambil destilalnya 0.5 - 1 ml dengan diketahui beratnya.

8. Menentukan indeks bias cuplikan pada kondisi yang sama seperti pengamatan pada poin 3

9. Membandingkan hasil pengamatan pada poin dan grafik yang dibuat pada poin 4

10. Membuat grafik titik didih campuran benzene dan toluene.

VI. DATA PENGAMATAN

Mol % Benzena ToluenamL gram mol mL gram mol

10 8,9 7,8 0,1 0,9 82,9 95,720 17,8 15,6 0,2 0,8 73,6 85,040 35,6 31,2 0,4 0,6 55,2 63,860 53,6 46,8 0,6 0,4 36,8 42,580 71,0 62,4 0,8 0,2 18,4 21,3100 80,0 70,2 0,9 0,1 9,2 10,6

Nama Zat Berat Mol Berat Jenis pada 20℃ Titik Didih ℃Benzena 78,05 0,879 80,36Toluena 92,06 0,866 111,0Etanol 46,07 0,8067 78,0

Air 18 0,9982 100,0

No. Komposisi Indeks Bias% etanol % air Destilat Residu

1 100 0 1,3592 1,35962 80 20 1,3563 1,35703 60 40 1,3551 1,35544 40 60 1,3530 1,35435 20 80 1,3450 1,35106 0 100 1,3306 1,3310

No. Komposisi Suhu% etanol % air Titik Didih Titik Uap

1 100 0 82 712 80 20 81 733 60 40 79 764 40 60 76 805 20 80 72 826 0 100 71 83

No. Komposisi Fraksi Mol% etanol % air Etanol Air

1 80 20 0,554 0,4462 60 40 0,317 0,6833 40 60 0,171 0,8294 20 80 0,071 0,929VII. Data Perhitungan

7.1 Komposisi campuran etanol 80% dan aquadest 20%

Etanol 80% Aquadest 20%

V = 80

100 X 80 mL V=20

100 X 80 mL

= 64 mL = 16 mL

ρ = mV ρ =

mV

m = 64 ml x 0,789 gr/ml m = 16 ml x 0,998 gr/ml

= 50,5 gr = 15,9 gr

7.2 Komposisi campuran etanol 60% dan aquadest 40%

Etanol 60% Aquadest 40%

V = 60

100 x 80 ml V = 40

100 x 80 ml

= 48 ml = 32 ml

ρ=mV ρ=m

V

m = 0,789 gr/ml x 48 ml m = 0,998 gr/ml x 32 ml

= 37,9 gr = 31,9 gr

7.3 Komposisi campuran etanol 40% dan aquadest 60%

Etanol 40% Aquadest 40%

V = 40

100 x 80 ml V = 60

100 x 80 ml

= 32 ml = 48 ml

ρ=mV

ρ=mV

m = 0,789 gr/ml x 32 ml m = 0, 998 gr/ml x 48 ml

= 25,2 gr = 47,9 gr

7.4 Komposisi campuran etanol 20% dan aquadest 80%

Etanol 20% Aquadest 80%

V = 20

100 x 80 ml V = 80

100 x 80 ml

= 16 ml = 64 ml

ρ=mV

ρ=mV

m = 0,789 gr/ml x 16 ml m = 0, 998 gr/ml x 64 ml

= 18,6 gr = 63,9 gr

Grafik Hubungan antara Fraksi Mol terhadap Titik Didih

VII. ANALISA PERCOBAAN

Pada percobaan ini dilakukan destilasi campuran biner dan menentukan indeks bias suatu campuran. Campuran biner merupakan campuran yang terdiri dari dua zat yang dapat bercampur atau saling melarut. Pada percobaan ini zat yang digunakan yaitu campuran biner antara etanol dengan air. Dimana pada proses destilasi didasarkan pada perbedaan titik didih. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan lebih cepat menguap. Dimana titik didih etnol lebig rendah daripada titik didih air, sehingga etanol lebih cepat menguap daripada air. Titik didih dapat ditentukan pada saat keluar destilat ketika melakukan destilasi. Pada praktikum ini menggunakan detilasi fraksionasi.

Berdasarkan data pengamatan yang diperoleh, terlihat bahwa semakin banyak volume air maka titik didih larutan menjadi lebih besar. Dan semakin besar fraksi mol maka titik didih semakin menurun. Hal ini terbukti dari grafik hasil percobaan dimana titik didih larutn semakin menurun terhadap % mol etanol. Hal ini disebabkan adanya partikel-partikel zat terlarut dalam suatu larutn menghalangi partikel-partikel pelarut. Oleh karena itu penguapan partikel-partikel pelarut membutuhkan energi yang lebih besar, sehingga semakin banyak volume etanol maka semakin rendah titik didih.

Pada percobaan dengan perbandingan 20 % mol air dan 80% mol etanol membutuhkan waktu yang lebih cepat pada saat proses destilasi. Sebab etanol yang terkandung lebih banyak daripada air sehingga uap etanol akan berikatan dengan air dan sulit untuk berkondensasi.

Berdasarkan data pengamatan , terlihat bahwa indeks bias destilat lebih rendah daripada indeks bias residu. Hal ini dikarenakan etano telah melewati proses pemisahan atana etanol dan air, sehingga pada destilat hanya terkandung etanol dan etanol lebih cepat menguap dibandingkan air, sedangkan pada residu terdapat sisa dari etanol dan air sehingga indeks biasnya lebih besar.

VIII. KESIMPULAN

Berdasarkan pecobaan yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa :

1. Campuran biner adalah campuran zat yang dapat saling melarutkan campuran antara aquades dengan etanol

2. Semakin besar fraksi mol maka titik didih semakin menurun

3. Indeks bias bersifat lebih kecil dibanding indeks bias residu

4. Semakin banyak volume air maka titik didih semakin tinggi

5. Campuran antara etanol dan aquades merupakan campuran azeotropik

DAFTAR PUSTAKA

Tim Penyusun.2015. Penuntun Praktikum Kimia Fisika. Palembang: Politeknik

Negeri Sriwijaya.

Findlay’S. “ Practical Physical Chemistry ”, 9th Edition Revised by B.P.Levit,

Logman Group Ltd, London.

Schoffstal, A.M.1999. “ Microscale and Miniscale Organic Chemistry Laboratory

Experriments, 1th Edition, Mc Grow Hill, New York, 57-55

GAMBAR ALAT

Rangkaian Alat Destilat Pipet Ukur

Pipet Tetes Bola Karet Gelas Bekker

Erlenmeyer Gelas Ukur Corong