JURNAL PRAKTIKUM

KIMIA FISIKA 2“Energi Kestimbangan Fasa”

Tanggal Praktikum : 8 April 2014

DISUSUN OLEH :

RIZKY HARRY SETIAWAN1112016200069

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2014

ENERGI KESETIMBANGAN FASA

Oleh : Rizky Harry Setiawan (1112016200069)

Program Studi Pendidikan Kimia, Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta, Jl. Ir. H. Juanda no. 95 Ciputat 15412

Tujuan : Menggambarkan diagram fasa system Terner. Sistem Terner yang dimaksud adalah system yang membentuk sepasang zat cair yang bercampur sebagian yaitu campuran klorofom-air dan asam asetat.

ABSTRAK

Fasa adalah bagian serba sama dari suatu system,yang dapat dipisahkan secara mekanik;serba sama dalam hal komposisi kimia dan sifat-sifat fisika.jadi suatu system yang mengandung cairan dan uap masing-masing mempunyai bagian daerah yang serba sama.Dalam fasa uap kerapatannya serba sama di semua bagian pada uap tersebut. Dalam fase cair kerapatannya serba sama di semua bagian pada cairan tersebut.Pada penelitian ini dilakukan uji kesetimbangan Fasa denagan menggunakan sistem Terner/ tiga komponen Dengan sampel sepasang zat cair yang bercampur sebagian yaitu campuran klorofom-air dan asam asetat.Hasilnya, pada percobaan yang menggunakan system Terner / tiga komponen ini didapat .

INTRODUCTION

Untuk system tiga komponen, derajat kebebasan,f = 3 - p + 2 = 5 + p. untuk p =1 ,ada 4 derajat kebebasan. Tak mungkin menyatakan system seperti ini dalam bentuk grafik yang lengkap dalam tiga dimensi, apalagi dalam dua dimensi. Oleh karena itu biasanya system dinyatakan pada suhu dan tekanan yang tetap,dan derajat kebebasannya menjadi f =3-p ; jadi derajat kebasaannya paling banyak adalah dua,dan dapat dinyatakan dalam suatu bidang. Pada suhu dan tekanan yang tetap,variable yang dapat digunakan untuk menyatakan keadaan system tingggal komposisi yakni Xa,Xb dan Xc yang dihubungkan melalui Xa+ Xb+Xc = 1. Komposisi salah satu komponen sudah tertentu jika dua komponen lainnya diketahui (IJANG & SRI, 2000).

Dalam satu fase membutuhkan dua derajat kebasaan untuk menggambarkan system secara sempurna,dan untuk dua fase dalam kesetimbangan,satu derajat kebasaan.Jadi dapat mengggambarkan diagram fase dalam satu bidang. Cara terbaik untuk menggambarkan system tiga komponen adalah dengan mendapatkan suatu kertas grafik segitiga.Kosentrasi dapat dinyatakan dalam istilah % berat atau fraksi mol. Puncak –puncak dihubungkan ke titik tengah dari sisi yang berlawanan,yaitu Aa,Bb,Cc. titik nol mulai dari titik – titik a,b c dan titik A,B,C

menyatakan komposisi adalah 100% atau satu. Jadi garis-garis Aa,Bb.Cc merupakan kosentrasi komponen A,B,C. lebih lanjut,segitiga adalah sama sisi,jumlah jarak-jarak garis tegak lurus,dari sembarang titik dalam segitiga ke sisi-sisi adalah konstan dan sama dengan panjang garis tegak lurus antara sudut dan pusat dari sisi yang berlawanan,yaitu 100% atau satu ( SK DOGRA & S DOGRA,2009).

Gaya tarik pada komponen-komponen fluida yang membasahi permukaan ,dan energy bebas system tersebut dapat diminimalkan jika komponen-komponen semacam ini berkumpul di batas permukaan.Dalam system-sistem tertentu dalam kondisi khusus.lapisan adsorpsinya mungkin hanya setebal satu molekul,tetapi yang lebih lazim adalah molekul-molekul teradsorpsi tersebut akan menahan molekul-molekul lain sehingga pada akhirnya mereka akan menumpuk membentuk satu lapisan multimolekul. Gaya yang berperan dalam adsorpsi tergantung pada sifat dasar kimia permukaan dan struktur spesies teradsorpsi (R.A. DAY, JR. & A.L. UNDERWOOD, 2002).

Tekanan dan temperatur menentukan keadaan suatu materi kesetimbangan fasa dari materi yang sama. Kesetimbangan fasa dari suatu sistem harus memenuhi syarat berikut :

a. Sistem mempunyai lebih dari satu fasa meskipun materinya sama

b. Terjadi perpindahan reversibel spesi kimia dari satu fasa ke fasa lain

c. Seluruh bagian sistem mempunyai tekanan dan temperatur sama

Sistem tiga komponen yang paling umum adalah :

1. Sistem 3 komponen terdiri dari zat cair yang sebagian saling campur

2. Sistem 3 komponen tediri dari dua komponen padat dan satu cair.

Diagram fase merupakan cara mudah menampilkan wujud zat sebagai fungsi suhu dan tekanan. Contoh khas diagram fasa tiga komponen air, kloroform dan asam asetat .

Kesetimbangan fasa dikelompokan menurut jumlah komponen penyusunnya yaitu sistem satu komponen, dua komponen dan tiga komponen Pemahaman mengenai perilaku fasa berkembang dengan adanya aturan fasa Gibbs. Sedangkan persamaan Clausius dan persamaan Clausius Clayperon menghubungkan perubahan tekanan kesetimbangan dan perubahan suhu pada sistem satu komponen (ENDANG WIDJAJANTI,2008).

MATERIALS & METHODS

Materials

1) Buret 50mL 1) Kloroform2) Statif dan klem 2) Asam Asetat Glacial3) Labu Erlenmeyer 250mL 3) Aquades4) Gelas Ukur5) Botol Semprot6) Batang Pengaduk7) Neraca O’Hauss / Neraca Analitik8) Piknometer 250 mL9) Corong

Methods

A.Pengukuran massa Jenis

1. Membersihkan Piknometer dan Mengeringkannya dalam Oven.2. Mengukur berat kosong piknometer.3. Memasukkan air dalam piknometer sampai penuh dan kemudian menimbangya. 4. Mengulangi kegiatan diatas dengan mengganti air dengan Kloroform dan Asam

Asetat glacial.

B.Sistem Tiga Komponen

1. Menyediakan buret yang bersih dan mongering ,mengisi masing-masing dengan akuades dan Asam asetat Glasial.

2. Menyediakan labu Erlenmeyer 5 buah,masing-masing diisi dengan 3 ml,4 ml,6ml dan 7ml kloroform,mengerjakan satu-persatu mengingat kloroform menguap dan toksik.

3. Menambahkan masing-masing 5 mL aquades,mengocok sebentar,campuran akan membentuk dua lapisan.

4. Menitrasi dengan asam asetat glacial sampai ke-2 lapisan membentuk satu fasa ,memcatat volume asam asetat glacial yang ditambahkan “ Menitrasi sebanyak 3 kali (Triplo)

5. menglangi untuk labu Erlenmeyer kedua dan seterusnya.

6. Membuat diagram fasa terner.

RESULT & DISCUSSION

Ø Tabel Hasil Pengamatan

A.Pengukuran massa Jenis

B.Sistem Tiga Komponen

v Dengan 3 ml KloroformErlenmeyer V CHCl3 V H2O V CH3COOH

E1 3 mL 5 mL 11 mL

E2 3 mL 5 mL 10,9 mL

E3 3 mL 5 mL 11 mL

v Dengan 4 ml KloroformErlenmeyer V CHCl3 V H2O V CH3COOH

E1 4 mL 5 mL 10 mL

E2 4 mL 5 mL 9,8 mL

E3 4 mL 5 mL 9,9 mL

v Dengan 7 ml KloroformErlenmeyer V CHCl3 V H2O V CH3COOH

E1 7 mL 5 mL 8 mL

E2 7 mL 5 mL 8,1mL

E3 7 mL 5 mL 8 mL

zat Perlakuan Massa total Massa zat

Piknometer kosong Menimbang Piknometer kosong 25 mL 23,15 gram

Aquades Menimbang Piknometer + Aquades 46,55 gram 23,40 gram

Kloroform Menimbang Piknometer + Kloroform 58,10 gram 34,95 gram

Asam Asetat Glasial Menimbang Piknometer + Asam Asetat

Glasial

48,80 gram 25,65 gram

Ø Perhitungan

∗ Pengukuran massa Jenis

ρ H2O : 23,40 gram / 24,9 mL = 0,94 g/mL

ρ CHCl3 : 34,95 gram / 24,9 mL = 1.403 g/mL

ρ CH3COOH : 25,65 gram / 24,9 mL = 1.03 g/mL

∗ Sistem Tiga Komponen

Rumus

A. Massa masing-masing komponen

∗ Dengan 3 ml KloroformMassa Air : 0,94 g/mL X 5mL = 4,7 gramMassa kloroform : 1.403 g/mL X 3mL = 4,21 gramRata” volume Astetat Glasial : (11+10,9+11) : 3 = 10,967 mLMassa Astetat Glasial : 1.03 g/mL X 10,967 mL = 11,3 gram

∗ Dengan 4 ml KloroformMassa Air : 0,94 g/mL X 5mL = 4,7 gramMassa kloroform : 1.403 g/mL X 4mL = 5,61 gramRata” volume Astetat Glasial : (10+9,8+9,9) : 3 = 9,9 mLMassa Astetat Glasial : 1.03 g/mL X 9,9 mL = 10,2 gram

∗ Dengan 7 ml KloroformMassa Air : 0,94 g/mL X 5mL = 4,7 gramMassa kloroform : 1.403 g/mL X 7mL = 9,82 gramRata” volume Astetat Glasial : (8+8,1+8) : 3 = 8,033 mLMassa Astetat Glasial : 1.03 g/mL X 8,033 mL = 8,27 gram

m= ρ x V

B. %W/W = (berat zat terlarut : Berat Larutan total) X 100%

Dengan 3 ml KloroformMassa Total : 4,7 + 4,21 + 11,3 = 20,21 gram%W/W Air : (4,7 gram / 20,21 gram) X 100 % = 23,25 %%W/W kloroform : (4,21 gram / 20,21 gram) X 100 % = 20,83 %%W/W Astetat Glasial: (11,3 gram / 20,21 gram) X 100% = 55,92 %

Dengan 4 ml KloroformMassa Total : 4,7 + 5,61 + 10,2 = 20,51 gram%W/W Air : (4,7 gram / 20,51 gram) X 100 % = 22,91 %%W/W kloroform : (5,61 gram / 20,51 gram) X 100 % = 27,35 %%W/W Astetat Glasial: (10,2 gram / 20,51 gram ) X 100% = 49,74 %

Dengan 7 ml KloroformMassa Total : 4,7 + 9,82 + 8,27 = 22,79 gram%W/W Air : (4,7 gram / 22,79 gram) X 100 % = 20,62 %%W/W kloroform : (9,82 gram / 22,79 gram) X 100 % = 43,09 %%W/W Astetat Glasial: (8,27 gram / 22,79 gram) X 100% = 36,29 %

C. %V/V = (Volume zat terlarut : Volume Larutan total) X 100%

Dengan 3 ml KloroformVolume Total : 5+ 3 + 10,967 = 18,967 mL%V/V Air : (5 mL/ 18,967mL) X 100 % = 26,36 %%V/V kloroform : (3 mL / 18,967mL) X 100 % = 25,82 %%V/V Astetat Glasial : (10,967 mL / 18,967mL) X 100% = 57,82 %

Dengan 4 ml KloroformVolume Total : 5+ 4 + 9,9 = 18,9 mL%V/V Air : (5 mL/ 18,9 mL) X 100 % = 26,46 %%V/V kloroform : (4 mL / 18,9 mL) X 100 % = 21,16 %%V/V Astetat Glasial : (9,9 mL / 18,9 mL) X 100% = 52,38 %

Dengan 7 ml KloroformVolume Total : 5+ 7+ 8,033 = 20,033 mL%V/V Air : (5 mL/ 20,033 mL) X 100 % = 24,96 %%V/V kloroform : (7 mL / 20,033 mL) X 100 % = 34,94 %%V/V Astetat Glasia l: (8,033 mL / 20,033 mL) X 100% = 40,10 %

D. Diagram Grafik

PEMBAHASAN

Sistem tiga komponen dipelajari pada suhu dan tekanan konstan, sehingga derajat

kebebasan F= 3-P. Variabel yang dinyatakan yaitu XA + Xb + XC = 1. Air dan asam asetat dapat

tercampur sempurna demikian juga dengan kloroform hanya bercampur sebagian.

Pada percobaan ini bertujuan untuk memberikan data kelarutan 3 komponen yang

digambarkan pada digram segitiga. Hal pertama yang dilakukan adalah mencampurkan air dan

kloroform dalam 3 erlenmeyer dengan perbandingan volume yang berbeda. Kemudian campuran

ini di titrasi dengan zat titran yang berbeda. titrasi dengan menggunakan Asam asetat Glasial

sebagai titran. Titrasi dilakukan hingga mencapai titik akhir titrasi yaitu kekeruhan tidak akan

hilang pada saat pengocokan. Dengan volume tertentu, didapatkan titik akhir titrasi. Begitu juga

dengan akuades sebagai titran. Asam asetat dan kloroform dapat melarut secara sempurna. Asam

asetat memiliki bagian polar dan non polar. Bagia non polar dari asam asetat akan berikatan

dengan CHCL3, dan bagian polar akan berikatan dengan H2O.

Untuk grafik diagram tiga komponen yang misalnya diagram fasa Asam asetat glasial

sebagai titran (% w/w) didapatkan fraaksi mol asam asetat air dengan volume masing – masing

yaitu sebesar :

1. 23,25 ; 20,83 ; 55,92 ------à 0,23 : 0,2 ; 0,5

2. 22,91 ; 27,35 ; 49,74 ------à 0,23 ; 0,27 ; 0,5

3. 20,62 ; 43,09 : 36,29 ------à 0,2 ; 0,43 ; 0,36

Dari grafik terlihat bahwa fraksi mol CH3COOH lebih kecil dengan meningkatnya H2O yang

digunakan akan berakibat pada penggunaan CHCL3.Pada grafik titik tengan menyatakan

komposisi 100% dari campuran CH3COOH + H2O + CHCL3

CONCLUTION

Berdasarkan data yang diperoleh dalam percobaan penentuan Energi Kesetimbangan Fasa, dapat disimpulkan bahwa :

1. Ketika akuades dicampur dengan kloroform akan melarut sempurna, namun setelah

ditambahkan asam asetat akan larut dengan air.

2. Penambahan zat titran menyebabkan terbentuknya 2 fasa.

3. Data yang didapat dengan perbandingan volume yang telah ditentukan untuk asam asetat

glacial.

REFERENSI

Dogra,SK & Dogra,S.2009. Kimia Fisik dan Soal-Soal.Jakarta : UI press

R,Ijang & M,Sri.2000.Common Text Book Edisi Revisi KIMIA FISIKA 1. Bandung : UPI press

Underwood A.L,JR. R.A.Day. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Keenam. Jakarta : Erlangga

Tim Dosen Kimia Fisik UNNES.2012.Bahan Paparan Kimia Fisik 2. http://kimia.unnes.ac.id/kasmui/ebook/Bahan-Paparan-KF2-2012.pdf (diakses pada tanggal 13 April 2014 pukul 20:35 WIB)

Endang Widjajanti LFX.2008.Kesetimbangan Fasa. http://staff.uny.ac.id/system/files/pengabdian/endang-widjajanti-lfx-ms-dr/kesetimbangan-fasa.pdf (diakses pada tanggal 14 April 2014 pukul 15: 25 WIB)

Sudaryatno Sudirham.2013.Sistem Multifasa.http://sudaryn.files.wordpress.com/2013/08/iii-2-sistem-multifasa.pdf(diakses pada tanggal 14 April 2014 pukul 17 :37 WIB)