1. Judul Praktikum : Kesetimbangan Fase Dua Komponen

2. Tujuan Percobaan :

a) Menggambarkan kesetimbangan fase dua komponen fase

cair-cair (fenol-air)

b) Menentukan titik ekivalen pada kesetimbangan fase dua

komponen fase cair-cair (fenol-air)

c) Menentukan fasa, komponen, dan derajat kebebasan suatu

kesetimbangan fase dua komponen fase cair-cair (fenol-air)

3. Landasan Teori :

Fasa adalah bagian yang serba sama dari suatu sisitem, yang dapat dipisahkan secara

mekanik , serbasama dalam hal komposisi kimia dan sifat-sifat fisika. Dalam fasa uap

kerapatannya serbasama disemua bagian dalam uap tersebut. Dalam fasa cair

kerapatannya serbasama disemua bagian dalam cair tersebut, tetapi nilai kerapatannya

berbeda dengan di fasa uap. Contoh nya air yang berisi pecahan-pecahan es merupakan

suatu sistem yang terdiri atas dua fasa yang berwujud padat (es) dan fasa yang berwujud

cair (air).

Sistem yang hanya terdiri atas campuran wujud gas saja hanya ada satu fasa pada

kesetimbangan sebab gas selalu bercampur secara homogen. Dalam sistem yang hanya

terdiri atas wujud cairan-cairan pada kesetimbangan bisa terdapat satu fasa atau lebih

tergantung pada kelarutannya.

Jumlah komponen dalam suatu sistem merupakan jumlah minimum dari spesi yang

secara kimia independen yang diperlukan untuk menyatakan komposisi setiap fasa dalam

sistem tersebut. Cara praktis untuk menentukan jumlah komponen adalah dengan

menentukan jumlah total spesi kimia dalam system dikurangi dengan jumlah-jumlah

reaksi kesetimbangan yang berbeda yang dapat terjadi antara zat-zat yang ada dalam

sistem tersebut.

Dalam membicarakan kesetimbangan fasa, kita tidak akan meninjau variabel

ekstensif yang bergantung pada massa dari setiap fasa tetapi meninjau variabel-variabel

intensif seperti suhu, tekanan, dan komposisi (fraksi mol). Jumlah variabel intensif

independen yang diperlukan untuk menyatakan keadaan suatu system disebut derajat

kebebasan dari sistem tersebut.

Sistem Dua Komponen Cair-Cair

 

Dua cairan dikatakan misibel sebagian jika A larut dalam jumlah yang terbatas, dan

demikian pula dengan B, larut dalam A dalam jumlah yang terbatas. Bentuk yang paling

umum dari diagram fasa T-X cair-cair pada tekanan tetap, biasanya 1 atm (seperti gambar

diatas). Diagram diatas dapat diperoleh secara eksperimen dengan menambahkan suatu

zat cair ke dalam cairan murni lain pada tekanan tertentu dengan variasi suhu.

Cairan B murni yang secara bertahap ditambahkan sedikit demi sedikit cairan A

pada suhu tetap (T1). Sistem dimulai dari titik C (murni zat B) dan bergerak kea rah kanan

secara horizontal sesuai dengan penambahan zat A. Dari titik C ke titik D diperoleh satu

fasa (artinya A yang ditambahkan larut dalam B). Di titik D diperoleh kelarutan

maksimum cairan A dalam cairan B pada suhu T1.

Penambahan A selanjutnya akan menghasilkan sistem dua fasa (dua lapisan), yaitu

lapisan pertama (L1) larutan jenuh A dalam B dengan komposisi XA,1 dan lapisan kedua

(L2) larutan jenuh B dalam A dengan komposisi XA,2. Kedua lapisan ini disebut sebagai

lapisan konyugat ( terdapat bersama-sama di daerah antara D dan F). Komposisi

keseluruhan ada diantara titik D dan F. Di titik E komposisi keseluruhan adalah XA,3.

Jumlah relatif kedua fasa dalam kesetimbangan ditentukan dengan aturan lever. Di titik E

lapisan pertama lebih banyak dari lapisan kedua. Penambahan A selanjutnya akan

mengubah komposisi keseluruhan semakain ke kanan, sementara komposisi kedua lapisan

akan tetap XA,1 dan XA,2.

Perbedaan yang terjadi akibat penambahan A secara terus menerus terletak pada

jumlah relative lapisan pertama dan kedua. Semakin ke kanan jumlah relative lapisan

pertama akan berkurang sedangkan lapisan kedua akan bertambah. Di titik F cairan A

yang ditambahkan cukup untuk melarutkan semua B dalam A membentuk larutan jenuh B

dalam A. Dengan demikian sistem di F menjadi satu fasa. Dari F ke G, penambahan A

hanya merupakan pengenceran larutan B dalam A. Untuk mencapai titik G di perlukan

penambahan jumlah A yang tak terhingga banyaknya atau dengan melakukan percobaan

mulai dari zat A murni yang kemudian di tambah zat B sedikit demi sedikit sampai di

capai titik F dan seterusnya.

Jika percobaan dilakukan pada suhu tinggi akan di peroleh batas kelarutan yang

berbeda. Semakin tinggi suhu, kelarutan masing-masing komponen satu sama lain

meningkat, sehingga daerah fasa semakin menyempit. Kurva kelarutan pada akhirnya

bertemu disuatu titik pada suhu konsolut atas, atau disebut juga suhu kelarutan kritis (Tc).

Di atas titik Tc cairan saling melarut sempurna dalam berbagai komposisi .

4. Alat dan Bahan :

Alat :

1. Tabung reaksi besar 2 buah

2. Termometer (0-100ᴼC) 2 buah

3. Pengaduk 2 buah

4. Beaker glass 500 mL 1 buah

5. Kaki tiga 1 buah

6. Pembakar spiritus 1 buah

7. Kasa 1 buah

Bahan :

1. Akuades

2. Fenol

Akuades ± ½ volume total

Akuades panas

Dimasukkan ke dalam gelas kimiadidihkan

10mL akuades

t1A

Dimasukkan ke dalam tabung reaksi besar (A), yang dilengkapi dengan pengaduk dan termometerDimasukkan 2mL fenolDiadukDiamati perubahanDimasukkan ke dalam gelas kimia yang telah dididihkan airnyaDiamati perubahan (keruh)Dicatat suhu perubahan saat tepat jernih

Diangkat tabung reaksi A dari gelas kimiaDicatat suhu perubahan saat tepat keruh

Diulangi percobaan sampai tidak terjadi perubahan (keruh) walau dipanaskan

t2A

Grafik

5. Langkah Percobaan :

10mL fenol

t1A

Dimasukkan ke dalam tabung reaksi besar (B), yang dilengkapi dengan pengaduk dan termometerDimasukkan 2mL akuadesDiadukDiamati perubahanDimasukkan ke dalam gelas kimia yang telah dididihkan airnyaDiamati perubahan (keruh)Dicatat suhu perubahan saat tepat jernih

Diangkat tabung reaksi B dari gelas kimiaDicatat suhu perubahan saat tepat keruh

Diulangi percobaan sampai tidak terjadi perubahan (keruh) walau dipanaskan.

t2A

Grafik

6. Hasil Pengamatan :

No

.Hasil Pengamatan Dugaan / Reaksi Kesimpulan

1.

V fenol

(mL)

t1A

(oC)

t2A

(oC)

2 59 41

4 60 45

6 63 48

8 64 50

10 52 48

12 58 52

14 55 49

16 52 50

18 44 38

20 49 35

C6 H 5 OH (l)+H 2 O(l) →C6 H 5OH (aq)- Membentuk dua fasa

cair-cair antara fenol

dengan air.

- Komponen (C)

berjumlah 2, karena

terdapat dua komponen

dalam suatu sistem.

- Derajat kebebasan (F) :

F = 4- P = 4-2 = 2

2.

V fenol

(mL)

t1A

(oC)

t2A

(oC)

2 59 41

4 60 45

6 63 48

8 64 50

10 52 48

12 58 52

14 55 49

16 52 50

18 44 38

20 49 35

C6 H 5 OH (l)+H 2 O (l) →C6 H 5OH (aq)

7. Perhitungan dan Analisis :

Perhitungan :

a. Tabung reaksi A :

1. V fenol = 2 mL

V akuades = 10 mL

% volume fenol = 2

12x100=16,7%

2. V fenol = 4 mL

V akuades = 10 mL

% volume fenol = 4

14x 100=28,6 %

3. V fenol = 6 mL

V akuades = 10 mL

% volume fenol = 6

16x 100=37,5%

4. V fenol = 8 mL

V akuades = 10 mL

% volume fenol = 8

18x100=44,4 %

5. V fenol = 10 mL

V akuades = 10 mL

% volume fenol = 1020

x100=50 %

6. V fenol = 12 mL

V akuades = 10 mL

% volume fenol = 1222

x100=54,5%

7. V fenol = 14 mL

V akuades = 10 mL

% volume fenol = 1424

x 100=58,3%

8. V fenol = 16 mL

V akuades = 10 mL

% volume fenol = 1626

x 100=61,5 %

9. V fenol = 18 mL

V akuades = 10 mL

% volume fenol = 1828

x100=64,3%

10. V fenol = 20 mL

V akuades = 10 mL

% volume fenol = 2030

x100=66,7%

b. Tabung reaksi B :

1. V fenol = 10 mL

V akuades = 2 mL

% volume fenol = 1012

x100=83,13 %

2. V fenol = 10 mL

V akuades = 4 mL

% volume fenol = 1014

x 100=71.11 %

3. V fenol = 10 mL

V akuades = 6 mL

% volume fenol = 1016

x 100=62,5 %

4. V fenol = 10 mL

V akuades = 8 mL

% volume fenol = 1018

x100=55,5%

5. V fenol = 10 mL

V akuades = 10 mL

% volume fenol = 1020

x100=50 %

6. V fenol = 10 mL

V akuades = 12 mL

% volume fenol = 1022

x100=45,5%

7. V fenol = 10 mL

V akuades = 14 mL

% volume fenol = 1024

x 100=41,7 %

8. V fenol = 10 mL

V akuades = 16 mL

% volume fenol = 1026

x 100=38,5 %

9. V fenol = 10 mL

V akuades = 18 mL

% volume fenol = 1028

x100=35,7%

10. V fenol = 10 mL

V akuades = 20 mL

% volume fenol = 1030

x100=33,3 %

Analisis :

Pada percobaan kesetimbangan fase dua komponen, dilakukan dua percobaan.

Awalnya, gelas kimia 500mL disiapkan. Kemudian diisi dengan akuades separuh volume

total gelas kimia tersebut. Lalu dipanaskan. Akuades panas digunakan sebagai penangas

pada percobaan ini.

Pada percobaan pertama, mula-mula 10mL akuades dimasukkan ke dalam tabung

reaksi besar yang diberi label A, dan sudah dilengkapi dengan termometer dan pengaduk.

Kemudian ditambahkan 2mL fenol, diaduk, dan diamati perubahan yang terjadi.

Kemudian, larutan tersebut dipanaskan dengan penangas dan diamati hingga larutan tepat

jernih. Di saat larutan tepat jernih, diukur suhunya, maka diperoleh t1A. Kemudian, tabung

reaksi diangkat dan didiamkan hingga tepat keruh. Ketika larutan tepat keruh, diukur

suhunya dan diperoleh t2A. Percobaan ini diulangi hingga tidak terjadi perubahan ketika

dipanaskan. Grafik dibuat dari hasil : (1) t1A dan t2A dan (2) persen volume fenol yang

diperoleh dari percobaan ini.

Selanjutnya pada percobaan kedua, mula-mula 10mL fenol dimasukkan ke dalam

tabung reaksi besar yang diberi label B, dan sudah dilengkapi dengan termometer dan

pengaduk. Kemudian ditambahkan 2mL akuades, diaduk, dan diamati perubahan yang

terjadi. Kemudian, larutan tersebut dipanaskan dengan penangas dan diamati hingga

larutan tepat jernih. Di saat larutan tepat jernih, diukur suhunya, maka diperoleh t1B.

Kemudian, tabung reaksi diangkat dan didiamkan hingga tepat keruh. Ketika larutan tepat

keruh, diukur suhunya dan diperoleh t2B. Percobaan ini diulangi hingga tidak terjadi

perubahan ketika dipanaskan. Grafik dibuat dari hasil : (1) t1B dan t2B dan (2) persen

volume fenol yang diperoleh dari percobaan ini.

8. Diskusi :

Pada percobaan kesetimbangan fase dua komponen yang kami lakukan, tidak

terdapat titik ekivalen (terlihat pada grafik). Hal tersebut dikarenakan pengamatan yang

dilakukan kurang teliti, yakni pada saat tepat keruh dan tepat jernih. Sehingga, suhu yang

didapatkan dari kedua tabung reaksi tidak ada yang menjadi titik ekivalen.

9. Simpulan :

Dari percobaan yang dilakukan, dapat diperoleh data sebagai berikut :

Pada percobaan ini, diperoleh derajat kebebasan (F) sebesar 2.

%Fenol

t1 (°C) t2 (°C)

16,7 59 4128,6 60 4533,3 64 5735,7 63 5637,5 63 4838,5 60 5341,7 62 5144,4 64 5045,5 68 4750 52 4850 65 58

54,5 58 5255,6 64 5558,3 55 4961,5 52 5062,5 63 4764,3 44 3866,7 49 3571,4 61 4483,3 56 40

10. Daftar Pustaka :

Rohman, Ijang dan Sri Mulyani. 2004. Kimia Fisika 1. Jakarta: JICA.

Tim Penyusun. 2012. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika II. Surabaya : Unipress.

http://chieul.blogspot.com/2012/02/kesetimbangan-fasa-dua-komponen.html (diakses

pada tanggal 28 Desember 2012)

11. Tugas :

1. Gambarkan kesetimbangan fasa dua komponen fase cair – cair (fenol – air) dari data yang telah didapatkan!

2. Dari grafik yang anda dapatkan, kapan terjadi titik ekivalen ?

Dari grafik kami tidak mendapati adanya titik ekivalen, karena tidak ada titik

potong, semua itu dikarenakan kesalahan saat mengukur suhu larutan saat menjadi

keruh sehingga datapun tidak akurat dan berpengaruh pada grafik.

16.728.633.335.737.538.541.744.445.5 50 50 54

.555.658.361.562.564.366.771.483.3

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Kesetimbangan Fase Dua Komponen

t1 (°C)t2 (°C)

% Fenol

Suhu

(oC

)

12. Lampiran :

Akuades yang dididihkan

Kedua tabung reaksi (A dan B) yang diletakkan pada gelas kimia yang berisi

akuades panas

Kedua tabung reaksi ketika tepat keruh

Kedua tabung reaksi ketika tepat jernih

Ttabung reaksi A ketika belum diletakkan dalam

penangas