ia.5.timbal balik fenol-air

LABORATORIUM

KIMIA FISIKA

Percobaan : TIMBAL BALIK FENOL-AIR Kelompok : I A

Nama : 1. Angga Septian E. NRP. 2313 030 059 2. Govindra Okta Soti P. NRP. 2313 030 047 3. Rizka Amalia K. Putri NRP. 2313 030 073 4. Lia Wisnu Sri Pamungkas NRP. 2313 030 075

Tanggal Percobaan : 11 Nopember 2013

Tanggal Penyerahan : 18 Nopember 2013

Dosen Pembimbing : Nurlaili Humaidah, S.T., M.T.

Asisten Laboratorium : Dhaniar Rulandari W.

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2013

i

ABSTRAK

Tujuan dari percobaan timbal balik fenol-air adalah untuk menentukan suhu kritis dari kelarutan fenol dan air serta kelarutan fenol dan NaOH 0,073N dengan variabel berat fenol 2gram

dan 3gram.

Prosedur yang digunakan dalam percobaan ini adalah dengan menimbang padatan fenol dengan variabel 2gram dan memasukkan 2gram padatan fenol kedalam tabung reaksi. Selanjutnya

menambahkan aquadest sebanyak 1ml menggunakan pipet tetes kedalam tabung reaksi yang berisi

padatan fenol dan mengaduk padatan fenol hingga larut dalam air. Setelah itu memanaskan gelas beaker yang berisi aquadest yang didalamnya terdapat tabung reaksi fenol-air hingga larutan fenol-

air menjadi jernih dan mendinginkan tabung reaksi fenol-air sampai larutan fenol-air keruh kembali,

serta mencatat suhu ketika larutan fenol-air jernih dan keruh. Menambahkan kembali aquadest

sebanyak 1ml dan mencatat suhu saat larutan fenol-air menjadi jernih dan keruh. Begitu seterusnya hingga volume aquadest 5ml. Menghitung persentase berat fenol dalam larutan fenol-air dengan cara

membagi massa fenol sebesar 2gram dengan jumlah massa fenol 2gram dan 1gram air. Lalu

menambahkan kembali aquadest 1ml dan menghitung persentase berat fenol dengan cara yang sama hingga volume aquadest 5ml. Selanjutnya yaitu menghitung persentase berat fenol dengan variabel

fenol 3gram. Setelah itu, pada percobaan timbal balik fenol dan NaOH 0,073N yaitu sama dengan

prosedur percobaan timbal balik fenol dan air. Namun perbedaanya yaitu terletak pada pelarutnya yaitu berupa NaOH 0,073N.

Dari percobaan ini, terjadi perubahan jumlah dimana pada fase awal jumlah fenol lebih

dominan dibandingkan air diikuti dengan kenaikan suhu dan kemudian jumlah air lebih dominan

dibandingkan dengan jumlah fenol diikuti dengan penurunan suhu pada. Dari hasil percobaan pada variabel berat fenol 2gram yaitu percobaan 1 memiliki suhu rata-rata 55,5

oC, percobaan 2 memiliki

suhu rata-rata 60 oC, percobaan 3 memiliki suhu rata-rata 65,5

oC, percobaan 4 memiliki suhu rata-

rata 69oC, percobaan 5 memiliki suhu rata-rata 70,75

oC sedangkan pada variabel berat fenol 3gram

yaitu percobaan 1 memiliki suhu rata-rata 52oC, percobaan 2 memiliki suhu rata-rata 52

oC,

percobaan 3 memiliki suhu rata-rata 56,75oC, percobaan 4 memiliki suhu rata-rata 61

oC, dan

percobaan 5 memiliki suhu rata-rata 63,5oC. Sementara dari hasil percobaan fenol dan NaOH 0,037

N diperoleh hasil pada variabel berat fenol 2gram yaitu percobaan 1 memiliki suhu rata-rata 50,5oC,

percobaan 2 memiliki suhu rata-rata 54oC, percobaan 3 memiliki suhu rata-rata 57,5

oC, percobaan 4

memiliki suhu rata-rata 60,5oC, percobaan 5 memiliki suhu rata-rata 62,5

oC, sedangkan pada

variabel berat fenol 3gram yaitu percobaan 1 memiliki suhu rata-rata 49,5oC, percobaan 2 memiliki

suhu rata-rata 53,5oC, percobaan 3 memiliki suhu rata-rata 61,5

oC, percobaan 4 memiliki suhu rata-

rata 62,5oC, dan percobaan 5 memiliki suhu rata-rata 63

oC. Jadi, dapat ditarik kesimpulan bahwa

suhu yang dibutuhkan akan semakin tinggi apabila semakin banyak volume air atau NaOH 0,073N yang ditambahkan pada fenol, tapi akan turun kembali ketika larutan telah mencapai titik kritis atau

suhu kritis.

Kata kunci : timbal balik fenol-air, timbal balik fenol-NaOH, kelarutan, suhu

ii

DAFTAR ISI

ABSTRAK ........................................................................................................................... i

DAFTAR ISI ........................................................................................................................ ii

DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................................iii

DAFTAR TABEL ................................................................................................................iv

DAFTAR GRAFIK ................................................................................................ ...........v

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang ........................................................................................ ...........I-1

I.2 Rumusan Masalah ................................................................................... ...........I-2

I.3 Tujuan Percobaan ................................................................................... ...........I-2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Dasar Teori ............................................................................................ ...........II-1

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Variabel Percobaan .............................................................................. ...........III-1

III.2 Bahan yang Digunakan ........................................................................ ...........III-1

III.3 Alat yang Digunakan ............................................................................ ...........III-1

III.4 Prosedur Percobaan ............................................................................... ...........III-1

III.5 Diagram Alir Percobaan...... .................................................................. ...........III-2

III.6 Gambar Alat Percobaan ........................................................................ ...........III-3

BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Percobaan .................................................................................... ...........IV-1

IV.2 Pembahasan .......................................................................................... ...........IV-2

BAB V KESIMPULAN ........................................................................................ ...........V-1

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ ...........vi

DAFTAR NOTASI ................................................................................................ ...........vii

APPENDIKS ......................................................................................................... ...........viii

LAMPIRAN

- Laporan Sementara

- Fotokopi Literatur

- Lembar Revisi

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar I.1 Diagram Fase Dua Cairan yang Tercampur Sebagian

(Tekanan Konstan) ................................................................................II-2

Gambar II.2 Plot µ Terhadap T Pada Tekanan Konstan ......................................... II-9

Gambar II.3 Kurva Timbal Balik Fenol-Air .......................................................... II-10

Gambar II.4 Struktur Molekul Fenol ..................................................................... II-12

Gambar II.5 Struktur Molekul Air ......................................................................... II-14

Gambar III.6 Gambar Alat percobaan..................................................................... III-5

iv

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 Jenis-Jenis Larutan Berdasarkan Fase Komponen-Komponenya..............II-4

Tabel II.2 Koefisien Daya Larut Gas dalam H2O.......................................................II-5

Tabel II.3 Sifat Fisik dan Kimia Fenol .....................................................................II-12

Tabel II.4 Tetapan Fisik Air pada Temperature Tertentu .........................................II-15

Tabel IV.1.1 Pengaruh Penambahan Volume Aquadest Terhadap Perubahan

Suhu dan Persen Berat Fenol .................................................................IV-1

Tabel IV.1.2 Pengaruh Penambahan Volume NaOH 0,073 N Terhadap Perubahan

Suhu dan persen Berat Fenol ...................................................................IV-1

v

DAFTAR GRAFIK

Grafik II.1 Temperatur Titik Kritis ............................................................................. II-11

Grafik IV.2.1 Timbal Balik Fenol-Air Pada Variabel 2 gram Fenol ................................ IV-2

Grafik IV.2.2 Timbal Balik Fenol-Air Pada Variabel 3 Gram Fenol ............................... IV-3

Grafik IV.2.2 Timbal Balik Fenol-Air Pada Variabel 2 Gram dan 3 Gram ...................... IV-3

I-1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Saat ini konsep pembelajaran kimia dan fisika sangat berguna bagi kehidupan kita

sehari-hari. Pemahaman akan kimia dan fisika begitu penting mengingat segala hal yang

terjadi berkaitan dengan konsep dan hukum kimia fisika. Banyak manfaat yang dapat

diperoleh dari pembelajaran ini. Penting halnya melakukan praktikum ini karena dalam

dunia industri, hampir semua hal mengaplikasikan konsep praktikum kimia fisika. Diantara

beberapa bab-bab kimia fisika terdapat bab tertentu yang harus dibahas dan dipelajari,

salah satunya adalah timbal balik phenol-air. Dalam timbal balik phenol-air bisa dipelajari

bagaimana kelarutan phenol dalam air atau bisa juga kelarutan phenol dalam NaOH.

Kelarutan dinyatakan dalam jumlah maksimum zat terlarut yang dapat larut dalam suatu

pelarut pada kesetimbangan. Larutan hasil disebut larutan jenuh. Hubungan timbal balik

tersebut tidak terlepas dari variabel yang digunakan dalam suatu praktikum, misalnya berat

phenol, volume air atau NaOH yang digunakan. Hal itu juga berkaitan erat dengan

temperatur yang juga terlibat dalam proses timbal balik phenol-air maupun phenol-NaOH.

Dalam percobaan timbal balik phenol-air atau bisa juga phenol-NaOH nantinya

praktikan bisa diketahui berapa nilai titik kritisnya. Titik kritis dari sebuah bahan adalah

sebuah titik suhu di mana fase cairan dan uap tidak bisa dibedakan. Dengan merujuk pada

hal-hal tersebut maka percobaan timbal balik phenol-air perlu untuk dilakukan.

Aplikasi kelarutan dalam dunia industri adalah pada pembuatan reaktor kimia, pada

proses pemisahan dengan cara pengkristalan integral, selain itu juga dapat digunakan

untuk dasar atau ilmu dalam proses pembuatan granul-granul pada industri baja.

I.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana cara menentukan temperatur kritis pada kelarutan fenol-air dan fenol-NaOH

0,073N ?

2. Bagaimana cara menentukan % berat fenol pada proses timbal balik fenol-air dan

fenol-NaOH 0,073N ?

I-2

Bab I Pendahuluan

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

I.3 Tujuan

1. Mengetahui temperatur kritis pada larutan fenol-air dan fenol-NaOH 0,073N.

2. Menentukan % berat fenol pada proses timbal balik fenol- air dan fenol-NaOH

0,073N.

II-1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Dasar Teori

Sistem 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 (Sukardjo, 1989).

Fase didefinisikan sebagai bagian sistem yang seragam atau homogen diantara

keadaan submakroskopisnya, tetapi benar-benar terpisah dari bagian sistem lain oleh

batasan yang jelas dan baik. Simbol umum untuk fase adalah P. Jumlah komponen-

komponen dalam suatu sistem didefinisikan sebagai jumlah minimum dari “variabel

bebas pilihan” yang dibutuhkan untuk menggambarkan komposisi tiap fase dari suatu

sistem. Campuran terdiri dari beberapa jenis. Dilihat dari fasenya, pada sistem biner

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

Campuran padatan atau dua cairan yang tidak saling bercampur dapat membentuk

fase terpisah. Sedangkan campuran gas-gas adalah satu fase karena sistemnya yang

homogen (Dogra, 1990).

Sistem biner fenol-air merupakan campuran antara fase cair (air) dan cair

(fenol). Cairan dapat membentuk bermacam-macam jenis campuran dengan cairan

lain. Jadi diagram fase yang berbeda dapat diperoleh dan dapat diperlihatkan sebagai

berikut.

a) Gambar II.1 memperlihatkan diagram fase untuk cairan-cairan yang tercampur

sebagian.

II-2

Bab II Tinjauan Pustaka



FTI-ITS

Gambar II.1 adalah suatu diagram fase untuk dua cairan yang dapat tercampur

sebagian. Bila suatu zat yang terlarut ditambahkan ke dalam pelarut pada temperatur

konstan T1, pada permulaan hanya membentuk satu fase. Sesudah titik a, zat terlarut

tidak larut, tetapi membentuk lapisan lain sehingga terbentuk dua fase, sampai

komposisi titik b dicapai dan diperoleh satu fase lagi dalam daerah antara a dan b ada

dua fase yang disebut “larutan konjungat” pada waktu bersamaan (Dogra, 1990).

Larutan adalah campuran homogen yang terdiri dari dua atau lebih zat. Zat

yang jumlahnya lebih sedikit di dalam larutan disebut zat terlarut atau solute,

sedangkan zat yang jumlahnya lebih banyak daripada zat-zat lain dalam larutan

disebut pelarut atau solvent. Larutan ideal mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :

1. Pada pengenceran komponennya tidak mengalami perubahan sifat.

2. Tidak terjadi perubahan panas pada pembuatan atau pengenceran.

3. Volume total adalah jumlah volume komponennya.

4. Mengikuti hukum Raoult tentang tekanan uap.

5. Sifat fisiknya adalah rata-rata sifat fisika penyusun

(Sukardjo,1989)

Ada 2 reaksi dalam larutan, yaitu:

a) Eksoterm, yaitu proses melepaskan panas dari sistem ke lingkungan, temperatur

dari campuran reaksi akan naik dan energi potensial dari zat- zat kimia yang

bersangkutan akan turun.

A B A A B B

TC

TC

TC

Dua

fasa

Dua

fasa

Dua

fasa

Gambar II.1 Diagram Fase Dua Cairan yang Tercampur Sebagian (Tekanan Konstan)

XB XB XB

T T T

a b c

II-3




FTI-ITS

b) Endoterm, yaitu menyerap panas dari lingkungan ke sistem, temperatur dari

campuran reaksi akan turun dan energi potensial dari zat- zat kimia yang

bersangkutan akan naik.

(Wikipedia, 2013)

Berdasarkan susunannya, larutan dibagi menjadi dua yaitu larutan homogen

dan larutan heterogen. Larutan homogen terjadi apabila dua macam zat dapat

membentuk suatu larutan yang susunannya begitu seragam sehingga tidak dapat

diamati adanya bagian-bagian yang berlainan, bahkan dengan mikroskop optis

sekalipun. Sedangkan larutan heterogen terjadi apabila dua macam zat yang

bercampur masih terdapat permukaan-permukaan tertentu yang dapat terdeteksi antara

bagian-bagian atau fase-fase yang terpisah. Berdasarkan kemampuan kelarutannya,

larutan heterogen dibagi menjadi dua yaitu :

a) Insoluble, yaitu jika kelarutannya sangat sedikit, yaitu kurang dari 0,1 gram zat

terlarut dalam 1000 gram pelarut. Misalnya, kaca dalam air.

b) Immisable, yaitu jika kedua zat tersebut tidak dapat larut antara zat satu ke dalam

zat yang lain. Misalnya, minyak dalam air.

(Rahayu, 2011).

Molekul komponen-komponen larutan berinteraksi langsung dalam keadaan

tercampur. Pada proses pelarutan, tarikan antarpartikel komponen murni terpecah dan

tergantikan dengan tarikan antara pelarut dengan zat terlarut. Terutama jika pelarut

dan zat terlarut sama-sama polar, larutan akan terbentuk suatu struktur zat pelarut

mengelilingi zat terlarut. Hal ini memungkinkan interaksi antara zat terlarut dan

pelarut tetap stabil (Wikipedia, 2013).

Bila komponen zat terlarut ditambahkan terus-menerus ke dalam pelarut, pada

suatu titik komponen yang ditambahkan tidak akan dapat larut lagi. Misalnya, jika zat

terlarutnya berupa padatan dan pelarutnya berupa cairan, pada suatu titik padatan

tersebut tidak dapat larut lagi dan terbentuklah endapan. Jumlah zat terlarut dalam

larutan tersebut adalah maksimal dan larutannya disebut sebagai larutan jenuh. Titik

tercapainya keadaan jenuh larutan sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor lingkungan,

seperti suhu, tekanan, dan kontaminasi. Secara umum, kelarutan suatu zat (yaitu

jumlah suatu zat yang dapat terlarut dalam pelarut tertentu) sebanding terhadap suhu.

Hal ini terutama berlaku pada zat padat, walaupun ada perkecualian. Kelarutan zat cair

II-4




FTI-ITS

dalam zat cair lainnya secara umum kurang peka terhadap suhu daripada kelarutan

padatan atau gas dalam zat cair. Kelarutan gas dalam air umumnya berbanding terbalik

terhadap suhu. berdasarkan fase zat terlarut dan pelarutnya. Larutan dapat

diklasifikasikan misalnya berdasarkan fase zat terlarut dan pelarutnya. Tabel berikut

menunjukkan contoh-contoh larutan berdasarkan fase komponen-komponennya :

Tabel II.1 Jenis-Jenis Larutan Berdasarkan Fase Komponen-Komponenya

Contoh larutan Zat terlarut

Gas Cairan Padatan

Pelarut Gas Udara (oksigen dan

gas-gas lain dalam

nitrogen)

Uap air di udara

(kelembapan)

Bau suatu zat padat yang

timbul dari larutnya molekul

padatan tersebut di udara

Cairan Air

terkarbonasi (karbon

dioksida dalam air)

Etanol dalam air;

campuran

berbagai hidrokarbon

(minyak bumi)

Sukrosa (gula) dalam

air; natrium

klorida (garam dapur) dalam

air; amalgamemas dalam raksa

Padatan Hidrogen larut

dalam logam,

misalnya platina

Air dalam arang

aktif; uap air

dalam kayu

Alloy logam

seperti baja dan duralumin

(Wikipedia, 2013).

Berdasarkan fase komponen-komponen penyusunnya, larutan dibagi menjadi 9

jenis larutan yaitu :

1. Larutan gas dalam gas

Gas dengan gas selalu bercampur sempurna membentuk larutan. Sifat-sifat

larutan adalah aditif, asal tekanan total tidak terlalu besar.

2. Larutan cairan atau zat padat dalam gas

Larutan ini terjadi bila cairan menguap atau zat padat menyublim dalam suatu

gas. Jadi larutannya berupa uap dalam gas. Jumlah uap yang terjadi terbatas karena

tekanan uap zat cair dan zat padat tertentu untuk tiap temperature berbeda.

II-5




FTI-ITS

3. Larutan gas atau cairan dalam zat padat

Ada kemungkinan gas dan cairan terlarut dalam zat padat, contoh H2 dalam

Pd dan benzena dalam iodium.

4. Larutan zat padat dalam zat padat

Larutan antara zat padat dan zat padat dapat berupa campuran sebagian atau

sempurna. Bila bercampur sempurna, tidak dipengaruhi temperature tetapi bila

bercampur sebagian di pengaruhi temperature.

Contoh : K2SO4 ( NH4)SO4 : Au Pd

5. Larutan gas dalam cair

Tergantung pada jenis gas, jenis pelarut, tekanan dan temperature. Daya larut

N2 , H2, O2 dan He dalam air sangat kecil. Sedangkan HCl dan NH3 sangat besar.

Hal ini disebabkan karena gas yang pertama tidak bereaksi dengan air, sedangkan

gas yang kedua bereaksi sehingga membentuk asam klorida dan ammonium

hidroksida. Jenis pelarut juga berpengaruh. Misalnya N2, O2 dan CO2 lebih mudah

larut dalam alkohol daripada dalam air, sedangkan NH3 dan H2S lebih mudah larut

dalam air daripada alkohol. Koefisien daya larut adalah banyaknya gas dalam cc

(direduksi pada 0oC 76 cmHg) yang larut dalam 1 cc pelarut pada temperature

tertentu dan tekanan 1 atm, harganya makin turun bila temperature naik.

Tabel II.2 Koefisien Daya Larut Gas dalam H2O

Gas 0oC 10

oC 25

oC 50

oC 100

oC

CO2 1,713 1,914 0,759 0,436 -

N2 0,02354 0,01861 0,01434 0,01088 0,0095

H2 0,02148 0,01955 0,01754 0,01608 0,0160

O2 0,04758 0,03802 0,02831 0,02090 0,0170

6. Larutan cairan dalam cairan

Bila dua cairan dicampur, zat ini dapat bercampur sempurna, bercampur

sebagian, atau tidak sama sekali bercampur. Daya larut cairan dalam cairan

tergantung dari jenis cairan dan temperature. Contoh :

a. Zat-zat yang mirip daya larutnya besar

Benzena – Toluena

Air – alkohol

II-6




FTI-ITS

Air – Metil

b. Zat-zat yang berbeda tidak dapat bercampur

Air – Nitro Benzena

Air – Kloro Benzena

7. Larutan zat padat dalam cairan

Daya larut zat padat dalam cairan tergantung jenis zat terlarut, jenis pelarut,

temperature dan sedikit tekanan. Batas daya larutnya adalah konsentrasi larutan

jenuh. Konsentrasi larutan jenuh untuk bermacam-macam zat dalam air sangat

berbeda, tergantung jenis zatnya. Umumnya daya larut zat-zat organik dalam air

sangat berbeda, tergantung jenis zatnya. Umumnya daya larut zat-zat organik dalam

air lebih besar daripada dalam pelarut-pelarut organik. Umumnya daya larut

bertambah dengan naiknya temperature karena kebanyakan zat mempunyai panas

pelarutan positif. Na2SO4.10H2O mempunyai panas pelarutan negatif hingga daya

larutnya turun dengan naiknya temperature.

(Sukardjo, 1989).

Secara kualitatif, larutan dapat dibedakan menjadi dua yaitu :

a) Larutan pekat yaitu larutan yang mengandung relatif lebih banyak solute

dibanding solvent.

b) Larutan encer yaitu larutan yang relatif lebih sedikit solute dibanding solvent.

Dalam suatu larutan, pelarut dapat berupa air dan tan air.

(Wikipedia, 2013).

Secara kuantitatif, larutan dibedakan berdasarkan satuan konsentrasinya. Ada

beberapa proses melarut (prinsip kelarutan), yaitu:

a) Cairan- cairan

Kelarutan zat cair dalam zat cair sering dinyatakan “Like dissolver like”

maknanya zat- zat cair yang memiliki struktur serupa akan saling melarutkan satu

sama lain dalam segala perbandingan. Contohnya: heksana dan pentana, air dan

alkohol => H- OH dengan C2H5- OH.

Perbedaan kepolaran antara zat terlarut dan zat pelarut pengaruhnya tidak

besar terhadap kelarutan. Contohnya: CH3Cl (polar) dengan CCl4 (non-polar).

Larutan ini terjadi karena terjadinya gaya antar aksi yaitu melalui gaya dispersi

(peristiwa menyebarnya zat terlarut di dalam zat pelarut) yang kuat. Di sini terjadi

II-7




FTI-ITS

peristiwa soluasi, yaitu peristiwa partikel-partikel pelarut menyelimuti

(mengurung) partikel terlarut. Untuk kelarutan cairan- cairan dipengaruhi juga oleh

ikatan hidrogen.

b) Padat- cair

Padatan umumnya memiliki kelarutan terbatas di cairan hal ini disebabkan

gaya tarik antar molekul zat padat dengan zat padat lebih besar dari zat padat

dengan zat cair. Zat padat non- polar (sedikit polar) besar kelarutannya dalam zat

cair yang kepolarannya rendah. Contohnya: DDT memiliki struktur mirip CCl4

sehingga DDT mudah larut di dalam non- polar (contoh minyak kelapa), tidak

mudah larut dalam air (polar).

c) Gas- cairan

Ada 2 prinsip yang mempengaruhi kelarutan gas dalam cairan, yaitu:

- Makin tinggi titik cair suatu gas, makin mendekati zat cair gaya tarik antar

molekulnya. Gas dengan titik cair lebih tinggi, kelarutannya lebih besar.

- Pelarut terbaik untuk suatu gas ialah pelarut yang gaya tarik antar molekulnya

sangat mirip dengan yang dimiliki oleh suatu gas.

(Wikipedia, 2013).

Konsentrasi larutan menyatakan secara kuantitatif komposisi zat terlarut dan

pelarut di dalam larutan. Konsentrasi umumnya dinyatakan dalam perbandingan

jumlah zat terlarut dengan jumlah total zat dalam larutan atau dalam perbandingan

jumlah zat terlarut dengan jumlah pelarut. Contoh beberapa satuan konsentrasi adalah

molar, molal, dan bagian per juta (part per million, ppm). Sementara itu, secara

kualitatif, komposisi larutan dapat dinyatakan sebagai encer (berkonsentrasi rendah)

atau pekat (berkonsentrasi tinggi) (Wikipedia, 2013).

Faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan :

1. Temperatur

Pengaruh temperatur tergantung dari panas pelarutan. Bila panas pelarutan

(∆H) negatif, maka daya larut turun dengan turunnya temperatur. Bila panas

pelarutan (∆H) positif, maka daya larut naik dengan naiknya temperatur. Panas

pelarutan yaitu banyaknya energi atau panas yang diserap atau dilepaskan jika suatu

zat terlarut dilarutkan dalam pelarut. Ada beberapa 3 tahap pada proses melarutkan

suatu zat, yaitu:

II-8




FTI-ITS

a) Tahap 1, yaitu baik zat terlarut maupun zat pelarut masih tetap molekul-

molekulnya berikatan masing- masing. Pada umumnya: Tahap 1 memerlukan

panas.

b) Tahap 2, yaitu molekul- molekul yang terdapat pada zat terlarut memisahkan diri

sehingga hanya terdiri dari 1 molekul tanpa adanya ikatan lagi dengan molekul-

molekul yang terdapat di dalamnya, begitu pula molekul- molekul yang terdapat

pada zat pelarut. Tahap 2 memerlukan panas.

c) Tahap 3, yaitu antara molekul pada zat terlarut akan mengalami ikatan dengan

molekul pada zat pelarut. Tahap 3 menghasilkan panas.

Eksoterm: 1+2 < 3 dengan DH = - (eksoterm)

Endoterm: 1+2 > 3 dengan DH = + (endoterm)

(Wikipedia, 2013).

2. Jenis zat terlarut dan pelarut

Zat-zat dengan struktur kimia yang mirip, umumnya dapat saling bercampur

baik sedangkan yang tidak, biasanya sukar bercampur.

3. Tekanan

Tekanan tidak begitu berpengaruh terhadap daya larut zat padat dan zat cair,

tetapi berpengaruh pada daya larut gas.

(Friskaiga, 2012).

Daya larut suatu zat dalam zat lain dipengaruhi oleh :

1. Jenis pelarut dan zat terlarut.

Zat-zat dengan struktur kimia yang mirip, umumnya dapat saling bercampur

baik sedangkan yang tidak, biasanya sukar bercampur. Air dan alkohol bercampur

sempurna (completely misible), air dan eter bercampur sebagian (partially

miscible), sedang air dan minyak sama sekali tidak bercampur (completely

immiscible).

2. Temperatur.

• Zat padat dalam cairan, kebanyakan zat padat menjadi lebih banyak larut ke

dalam suatu cairan, bila temperatur dinaikkan, misalnya kalium nitrat (KNO3)

dalam air, namun terdapat beberapa zat padat yang kelarutannya menurun bila

temperatur dinaikkan, misalnya pembentukan larutan air dari sesium sulfat

(Ce2(SO4)3).

II-9




FTI-ITS

• Gas dalam cairan, kelarutan suatu gas dalam suatu cairan biasanya menurun

dengan naiknya temperatur.

3. Tekanan

Tekanan tidak begitu berpengaruh terhadap daya larut zat pada zat cair, tetapi

berpengaruh pada daya larut gas.

(Friskaiga, 2012).

Kondisi kesetimbangan untuk sembarang sistem yaitu bahwa potensial kimia

dari tiap kontituen pada seluruh sistem harus sama. Bila ada beberapa fase dari tiap

kontituen, maka potensial kimia setiap kontituen pada tiap fase harus mempunyai nilai

yang sama (Robert A, 1983).

Pada gambar II.2, potensial kimia tiap-tiap fase (padat, cair, dan gas) pada

tekanan konstan diplot terhadap temperatur. Perkirakanlah fase-fase yang ada atau

lebih stabil di dalam ketiga garis pembatas. Dari gambar diatas jelaslah bahwa pada

temperatur konstan dari titik leleh (Tm) potensial kimia fase padat adalah yang paling

kecil. Kriteria spontanitas menyatakan bahwa sistem berada dalam keadaan stabil bila

energi bebas menurun. Jadi dibawah Tm, fase padat stabil, temperatur diantara Tm dan

Tb adalah fase cair dan diatas Tb fase uap akan stabil (Robert A, 1983).

Dalam reaksi kimia dapat terjadi kesetimbangan kimia, dimana antar reaktan

dan produk dapat saling bergeser ke kanan atau ke kiri. Dalam kesetimbangan terdapat

reaksi timbal balik atar reaktan dan produk, reaksi timbal balik adalah reaksi yang,

Tm Tb

Padat Gas Cair

Gambar II.2 Plot µ Terhadap T Pada Tekanan Konstan

µ

T

II-10




FTI-ITS

tergantung keadaan, dapat mengalir ke dua arah. Dalam keadaan lain, hasil-hasil reaksi

ini akan saling bereaksi (Rahayu, 2011).

aA + bB cC + dD

Reaksi timbal balik yang terjadi pada sistem tertutup adalah adalah situasi di

mana tidak ada zat yang ditambahkan atau diambil dari sistem tersebut. Tetapi energi

dapat ditransfer ke luar maupun ke dalam. Panas ditambahkan ke dalam sistem ini,

namun tidak satu zat pun yang terlibat dalam reaksi ini dapat keluar dari kotak.

Keadaan demikian disebut sistem tertutup (Rahayu, 2011).

Kelarutan timbal balik adalah kelarutan dari suatu larutan yang bercampur

sebagian bila temperaturnya di bawah temperatur kritis. Jika mencapai temperatur

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 %).

T0

T1

A1

A2 B2

B1

XA = 1 Xc XF = 1

T2

T1

Gambar II.3 Kurva Timbal-balik Fenol Air

II-11




FTI-ITS

Pada saat suhu kelarutan mencapai 66°C maka komposisi sistem larutan tersebut

menjadi seimbang dan keduanya dapat dicampur dengan sempurna (Rahayu, 2011).

Temperatur kritis atas (Tc) adalah batas atas temperatur 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).

Pada saat mendekati temperatur titik kritis, properti gas dan cairan menjadi

sama, fase ini disebut Fluida superkritikal. Di atas titik kritis cairan tidak dapat

terbentuk dengan menambah tekanan, tetapi dengan menambah tekanan yang cukup

bahan padat bisa terbentuk. Tekanan kritis adalah tekanan uap pada titik kritis. Untuk

diagram yang menunjukkan properti termodinamika sebuah bahan, titik di mana

temperatur kritis dan tekanan kritis bertemu dinamai Titik kritis dari bahan itu. Molar

kritis adalah volume dari satu mol sebuah bahan pada suhu kritis dan tekanan kritis

(Wikipedia, 2013).

Beberapa sistem memperlihatkan temperatur kritis (Tc) dimana dibawah

temperatur itu kedua komponen bercampur dalam segala perbandingan dan diatas

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

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

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

Grafik II.1 Temperatur Titik Kritis

Solid

Triple point

vapour

liquid

Critical point

temperatur

Critical temperature

Comprosible

liquid Critical

pressure

Pc

Tc Tm

Pm

Tekanan

II-12




FTI-ITS

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

bercampur (Atkins PW ,1999).

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 (Rahayu, 2011).

Fenol atau asam karbolat atau benzenol adalah zat kristal tak berwarna yang

memiliki bau khas. Rumus kimianya adalah C6H5OH dan strukturnya memiliki gugus

hidroksil (-OH) yang berikatan dengan cincin fenil (Wikipedia, 2013).

Tabel II.3 Sifat Fisik dan Kimia Fenol

Sifat

C6H6O Rumus Kimia

Massa Molar 94.11 g mol−1

Penampilan padatan kristal transparan

Densitas 1.07 g/cm3

Titik Didih 182 oC

Titik Lebur 40,9 oC

Kelarutan dalam Air 8.3 g/100 mL (20 °C)

Keasaman (pKa) 9.95 (di air)

Fenol memiliki kelarutan terbatas dalam air, yakni 8,3 gram/100 ml. Fenol

memiliki sifat yang cenderung asam, artinya ia dapat melepaskan ion H+ dari gugus

hidroksilnya. Pengeluaran ion tersebut menjadikan anion fenoksida C6H5O− yang

dapat dilarutkan dalam air (Wikipedia, 2013).

Gambar II.4 Struktur Molekul Fenol

II-13




FTI-ITS

Dibandingkan dengan alkohol alifatik lainnya, fenol bersifat lebih asam. Hal

ini dibuktikan dengan mereaksikan fenol dengan NaOH, di mana fenol dapat

melepaskan H+. Pada keadaan yang sama, alkohol alifatik lainnya tidak dapat bereaksi

seperti itu. Pelepasan ini diakibatkan pelengkapan orbital antara satu-satunya pasangan

oksigen dan sistem aromatik, yang mendelokalisasi beban negatif melalui cincin

tersebut dan menstabilkan anionnya. Fenol didapatkan melalui oksidasi sebagian pada

benzena atau asam benzoat dengan proses Raschig, Fenol juga dapat diperoleh sebagai

hasil dari oksidasi batu bara (Wikipedia, 2013).

Senyawa fenol dibedakan atas dua jenis utama yaitu :

A. Berdasarkan jalur pembuatannya :

1. Senyawa fenol yang berasal dari asam shikimat atau jalur shikimat

2. Senyawa fenol yang berasal dari aseta malonat

3. Ada juga senyawa fenol yang berasal dari kombinasi antara kedua jalur

biosintesa dari senyawa fenol yang berasal dari asam shikimat atau jalur

shikimat dan senyawa fenol yang berasal dari aseta malonat yaitu senyawa-

senyawa flavonoid.

(Saputri, 2010).

B. Berdasarkan jumlah atom hidrogen yang dapat diganti oleh gugus hidroksil maka

ada tiga golongan senyawa fenol yaitu :

1. Fenol monovalen

Jika satu atom H+ dari inti aromatik diganti oleh satu gugusan OH

-.

2. Fenol divalen

Adalah senyawa yang diperoleh bila dua atom hidrogen pada inti aromatik

diganti dengan dua gugus hidroksil. Dan merupakan fenol bervalensi dua.

3. Fenol trifalen

Adalah senyawa yang diperoleh bila tiga atom hidrogen pada inti aromatik

diganti dengan tiga gugus hidroksil.

(Saputri, 2010).

Fenol dapat digunakan sebagai antiseptik seperti yang digunakan Sir Joseph

Lister saat mempraktikkan pembedahan antiseptik. Fenol merupakan komponen utama

pada anstiseptik dagang, triklorofenol atau dikenal sebagai TCP (trichlorophenol).

Fenol juga merupakan bagian komposisi beberapa anestitika oral, misalnya semprotan

II-14




FTI-ITS

kloraseptik. Fenol berfungsi dalam pembuatan obat-obatan (bagian dari produksi

aspirin, pembasmi rumput liar, dan lainnya. Selain itu fenol juga berfungsi dalam

sintesis senyawa aromatis yang terdapat dalam batu bara. Turunan senyawa fenol

(fenolat) banyak terjadi secara alami sebagai flavonoid alkaloid dan senyawa fenolat

yang lain. Contoh dari senyawa fenol adalah eugenol yang merupakan minyak pada

cengkeh (Wikipedia, 2013).

Menurut kimia fisika, air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O. Satu

molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom

oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu

pada tekanan 100 kPa (1 bar) dan temperature 273,15 K (0°C). Zat kimia ini merupakan suatu

pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya,

seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik

(Wikipedia, 2013).

Air sering disebut sebaga pelarut universal karena air melarutkan banyak zat

kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di bawah

tekanan dan temperature standar. Dalam bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai

sebuah ion hidrogen (H+) yang berasosiasi (berikatan) dengan sebuah ion hidroksida

(OH-). Tingginya konsentrasi kapur terlarut membuat warna air dari Air Terjun

Havasu terlihat berwarna turquoise (Wikipedia, 2013).

Gas hidrogen dan oksigen yang dihasilkan dari reaksi ini membentuk

gelembung pada elektrode dan dapat dikumpulkan. Prinsip ini kemudian dimanfaatkan

untuk menghasilkan hidrogen dan hidrogen peroksida (H2O2) yang dapat digunakan

sebagai bahan bakar kendaraan hidrogen. Air adalah pelarut yang kuat, melarutkan

banyak jenis zat kimia. Zat-zat yang bercampur dan larut dengan baik dalam air

(misalnya garam-garam) disebut sebagai zat-zat "hidrofilik" (pencinta air), dan zat-zat

yang tidak mudah tercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak), disebut sebagai

zat-zat "hidrofobik" (takut-air) (Wikipedia, 2013).

Gambar II.5 Struktur Molekul Air

II-15




FTI-ITS

Tabel II.4 Tetapan Fisik Air pada Temperature Tertentu

(Wikipedia, 2013)

Molekul air dapat diuraikan menjadi unsur-unsur asalnya dengan mengalirinya arus

listrik. Proses ini disebut elektrolisis air. Pada katode, dua molekul air bereaksi dengan

menangkap dua elektron tereduksi menjadi gas H2 dan ion hidroksida (OH-). Sementara itu

pada anode, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen (O2), melepaskan 4 ion H+ serta

mengalirkan elektron ke katode. Ion H+ dan OH- mengalami netralisasi sehingga terbentuk

kembali beberapa molekul air. Reaksi keseluruhan yang setara dari elektrolisis air dapat

dituliskan sebagai berikut:

(Wikipedia, 2013)

Sifat-sifat air adalah sebagai berikut :

a. Mempunyai rumus molekul H2O. Satu molekul air tersusun atas dua molekul

hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen.

b. Air bersifat tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa pada kondisi standar, yaitu

pada tekanan 100 kPa (1 bar) dan temperature 273,15 K (0°C).

0

o 20

o 50

o 100

o

Massa jenis (g/cm3) 0.99987 0.99823 0.9981 0.9584

Panas jenis (kal/g•oC) 1.0074 0.9988 0.9985 1.0069

Kalor uap (kal/g) 597.3 586.0 569.0 539.0

Konduktivitas

termal (kal/cm•s•oC)

1.39 × 10-3

1.40 × 10-3

1.52 × 10-3

1.63 × 10-3

Tegangan

permukaan (dyne/cm) 75.64 72.75 67.91 58.80

Laju viskositas (g/cm•s) 178.34 × 10-4

100.9 × 10-4

54.9 × 10-4

28.4 × 10-4

Tetapan dielektrik 87.825 80.8 69.725 55.355

H2O(l) 2H2(g) + O2(g)

II-16




FTI-ITS

c. Air merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk

melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa

jenis gas dan banyak macam pelarut organik.

d. Air menempel pada sesamanya (kohesi) karena air bersifat polar.

e. Air juga mempunyai sifat adesi yang tinggi disebabkan oleh sifat alami

kepolarannya.

f. Air memiliki tegangan permukaan yang besar yang disebabkan oleh kuatnya sifat

kohesi antar molekul-molekul air.

g. Mempunyai massa molar :18,0153 gr/mol.

h. Air mempunyai densitas 0,998 gr/cm3 (berupa fase cairan pada 20°C), dan

mempunyai densitas 0,92 gr/cm3 (berupa fase padatan).

i. Mempunyai titik lebur : 0°C, 273,15 K, 32°F.

j. Mempunyai titik didih : 100°C, 373,15 K, 212°F.

k. Kalor jenis air yaitu 4184 J/(kg.K) berupa cairan pada 20°C

(Wikipedia, 2013).

III-1

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Variabel Percobaan

a) Variabel Bebas : 1-5ml dengan kelipatan penambahan sebanyak 1ml aquadest dan

NaOH 0,073N

b) Variabel Terikat : 2gram dan 3gram Fenol

c) Variabel Kontrol : Suhu, tekanan, jenis zat terlarut, dan zat pelarut

III.2 Alat Percobaan

1. Gelas Beaker

2. Gelas Ukur

3. Kaca Arloji

4. Pemanas Elektrik

5. Pengaduk

6. Pipet Tetes

7. Tabung Reaksi Besar

8. Termometer

9. Timbangan Elektrik

III.3 Bahan Percobaan

1. Aquadest

2. Padatan fenol (C6H5OH )

3. Padatan NaOH

III.4 Prosedur Percobaan

III.4.1 Prosedur Mencari Temperature Kritis

1. Menimbang 2gram fenol dan memasukkan ke dalam tabung reaksi besar yang

telah dilengkapi dengan termometer dan pengaduk.

2. Menambahkan 1ml aquadest.

3. Memanaskannya dalam waterbath.

4. Mencatat besarnya suhu ketika larutan mulai jernih.

5. Mengangkatnya dari waterbath.

III-2

Bab III Metodologi Percobaan



FTI - ITS

6. Mencatat besarnya suhu ketika larutan mulai keruh.

7. Menambahkan aquadest dengan kelipatan 1ml.

8. Mengulangi tahap 2 sampai 6 hinggal volume aquadest 5ml.

9. Mengulangi tahap 1-8 dengan variabel berat fenol sebesar 3gram.

10. Mengulangi tahap 1-10 dengan mengganti pelarut yang berupa aquadest dengan

NaOH 0,073N.

III.4.2 Prosedur Menghitung Persentase Berat Fenol

1. Menimbang 2gram fenol dan memasukkan ke dalam tabung reaksi besar yang

telah dilengkapi dengan termometer dan pengaduk.

2. Menambahkan 1ml aquadest.

3. Menghitung persentase berat fenol dalam larutan fenol-air dengan cara membagi

2gram fenol dengan 2gram fenol dan 1 gram air.

4. Mengulangi tahap 2 sampai 3 hinggal volume aquadest 5ml.

5. Mengulangi tahap 1-4 dengan variabel berat fenol sebesar 3gram.

6. Mengulangi tahap 1-5 dengan mengganti pelarut yang berupa aquadest dengan

NaOH 0,073N.

III.5 Diagram Alir Percobaan

III.5.1 Prosedur Mencari Temperature Kritis

Mulai

Menimbang 2gram fenol dan memasukkan ke dalam tabung reaksi

besar yang telah dilengkapi dengan termometer dan pengaduk.

Menambahkan 1ml aquadest.

Memanaskannya dalam waterbath.

A

III-3




FTI - ITS

Mencatat besarnya suhu ketika larutan mulai jernih.

Mengangkat larutan dari waterbath.

Mencatat besarnya suhu ketika larutan mulai keruh.

Mengulangi tahap 2 sampai 6 hingga volume aquadest 5ml.

Mengulangi tahap 1-8 dengan variabel berat fenol sebesar 3gram.

Menambahkan aquadest dengan kelipatan 1ml.

Selesai

A

Mengulangi tahap 1-10 dengan mengganti pelarut yang berupa

aquadest dengan NaOH 0,073N.

III-4




FTI - ITS

III.5.2 Prosedur Menghitung Persentase Berat Fenol

Mulai

Menimbang 2gr fenol dan memasukkan ke dalam tabung reaksi

besar yang telah dilengkapi dengan thermometer dan pengaduk.

Menambahkan 1 ml aquadest.

Menghitung persentase berat fenol dalam larutan fenol-air dengan

cara membagi 2gram fenol dengan jumlah 2gram fenol dan 1gram

air.

.

Mengulangi tahap 2 sampai 3 hingga volume aquadest 5ml.

Mengulangi tahap 1-4 dengan variabel berat fenol sebesar 3gram.

Selesai

Mengulangi tahap 1-5 dengan mengganti pelarut yang berupa

aquadest dengan NaOH 0,073N.

III-5




FTI - ITS

III.6 Gambar Alat Percobaan

Beaker Glass Gelas Ukur Gelas Arloji

Masker Pemanas Elektrik Pengaduk

Pipet Tetes Sarung Tangan Tabung Reaksi

Thermometer Timbangan Elektrik

IV-1

BAB IV

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Percobaan

Tabel IV.1.1 Pengaruh Penambahan Volume Aqudest Terhadap Perubahan Suhu dan

Persen Berat Fenol

Gram

Fenol

Volume

Aquadest

% Berat

Fenol

Suhu (oC)

Jernih Keruh Rata – rata ( 𝑋 )

2 gr 1 mL 66,67 % 70 41 55,5

2 gr 2 mL 50 % 75 45 60

2 gr 3 mL 40 % 77 54 65,5

2 gr 4 mL 33,33 % 79 59 69

2 gr 5 mL 28,57 % 80,5 61 70,75

3 gr 1 mL 75 % 71 33 52

3 gr 2 mL 60 % 68 36 52

3 gr 3 mL 50 % 70,5 43 56,75

3 gr 4 mL 42,86 % 74 48 61

3 gr 5 mL 37,5 % 75 52 63,5

Tabel IV.1.2 Pengaruh Penambahan Volume NaOH 0,073N Terhadap Perubahan

Suhu dan Persen Berat Fenol

Gram

Fenol

Volume

NaOH

% Berat

Fenol

Suhu (oC)

Jernih Keruh Rata – rata ( 𝑋 )

2 gr 1 mL 65,78 % 68 33 50,5

2 gr 2 mL 49,02 % 70 38 54

2 gr 3 mL 39,06 % 71 44 57,5

2 gr 4 mL 32,46 % 72 49 60,5

2 gr 5 mL 27,77 % 71 54 62,5

3 gr 1 mL 74,25 % 67 32 49,5

3 gr 2 mL 59,05 % 71 36 53,5

3 gr 3 mL 49,02 % 71 52 61,5

3 gr 4 mL 41,89 % 69,5 56 62,5

3 gr 5 mL 36,58 % 71 55 63

IV-2

Bab IV Hasil Percobaan dan Pembahasan



FTI - ITS

IV.2 Pembahasan

Tujuan dari percobaan timbal balik fenol-air adalah untuk menentukan temperatur

kritis dari kelarutan fenol dan air dengan variabel berat fenol 2 gram dan 3 gram dan

untuk menentukan temperature kritis dari kelarutan fenol-air dan larutan fenol-NaOH

0,073N dengan variabel berat fenol 2 gram dan 3 gram.

Dari hasil percobaan yang telah kami lakukan, telah didapatkan grafik sebagai

berikut :

Grafik IV.2.1 Grafik Timbal Balik Fenol-Air Pada Variabel 2 gram Fenol

Pada Grafik IV.2.1 dapat dilihat bahwa pada saat persen berat fenol 66,67%

memiliki temperatur 55,5oC, 50% memiliki temperatur sebesar 60

oC, 40% memiliki

temperatur 65,5oC, 33,33% memiliki temperatur 69

oC, dan 28,57% memiliki temperatur

70,75oC. Pada grafik IV.2.1 dapat dilihat bahwa puncak kurva tersebut berada pada

temperatur 70,75oC dengan persentase berat fenol 28,57%, dimana titik puncak kurva

merupakan temperatur kritis. Hal ini sesuai dengan literatur yang menyatakan bahwa

penambahan air menyebabkan kenaikan suhu karena semakin luas zat permukaan yang

dipanaskan semakin banyak kalor yang dapat diserap sehingga suhu larutan timbal balik

fenol-air meningkat (Yistika, 2012).

Selain itu grafik IV.2.1 membuktikan bahwa grafik timbal balik fenol-air pada

variabel 2 gram fenol tidak sesuai dengan literatur yang menyatakan bahwa grafik

timbal balik fenol air berbentuk parabola (Yistika, 2012).

50

55

60

65

70

75

25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

Su

hu

(0C

)

Persentase Berat Fenol (%)

Grafik Timbal Balik Fenol-Air Pada Variabel 2 gram Fenol

IV-3




FTI - ITS

Hal ini disebabkan karena beberapa faktor yaitu, kurangnya ketelitian pada saat

penimbangan berat fenol sehingga mempengaruhi berat fenol yang ditambahkan kepada

larutan air. Kemudian kurangnya variabel penambahan air sehingga kurva yang

dihasilkan semakin naik. Selain itu disebabkan oleh larutan fenol-air yang telah lewat

jenuh sehingga tidak dapat dilarutkan dengan air dan tanpa pemanasan larutan fenol-air

sudah jernih (Yistika, 2012).

Grafik IV.2.2 Grafik Timbal Balik Fenol-Air pada Variabel 3 gram Fenol

Pada Grafik IV.2.2 dapat dilihat bahwa pada saat persentase berat fenol 37,5%

memiliki temperatur 63,5oC, 42,86% memiliki temperatur sebesar 61

oC, 50% memiliki

temperatur 56,75oC, 60% memiliki temperatur 52

oC, dan 75% memiliki temperatur

52oC. Pada grafik IV.2.2 dapat dilihat bahwa puncak kurva tersebut berada pada

temperatur 63,5oC dengan persentase berat fenol 37,5% dimana titik puncak kurva

merupakan temperatur kritis. Hal ini sesuai dengan literatur yang menyatakan bahwa

penambahan air menyebabkan kenaikan suhu karena semakin luas zat permukaan yang

dipanaskan semakin banyak kalor yang dapat diserap sehingga suhu larutan timbal balik

fenol-air meningkat (Yistika, 2012).

Selain itu grafik IV.2.2 membuktikan bahwa grafik timbal balik fenol-air pada

variabel 3 gram fenol tidak sesuai dengan literatur yang menyatakan bahwa grafik

timbal balik fenol air berbentuk parabola (Yistika, 2012).

50

55

60

65

35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

Su

hu

(0C

)


Grafik Timbal Balik Fenol-Air pada Variabel 3 gram Fenol

IV-4




FTI - ITS



larutan air. Kemudian kurangnya variabel penambahan air sehingga kurva yang

dihasilkan semakin naik. Selain itu disebabkan oleh larutan fenol-air yang telah lewat

jenuh sehingga tidak dapat dilarutkan dengan air dan tanpa pemanasan larutan fenol-air

sudah jernih (Yistika, 2012).

Grafik IV.2.3 Perbandingan Timbal Balik Fenol-Air Pada Variabel 2gram dan 3gram

Pada grafik IV.2.3 dapat dilihat bahwa kesamaan antara kurva timbal balik fenol-

air dengan variabel 2 gram dan kurva timbal balik fenol-air dengan variabel 3 gram,

dimana pada kurva timbal balik fenol-air dengan variabel 2 gram dan 3 gram tidak

membentuk parabola. Hal ini tidak sesuai dengan literatur yang menyatakan bahwa

grafik timbal balik fenol air berbentuk parabola (Yistika, 2012).

Selain itu, temperatur fenol dengan variabel berat 2 gram lebih tinggi

dibandingkan dengan 3 gram, karena temperatur pada percobaan timbal balik fenol

dipengaruhi oleh zat terlarut dan pelarut. Hal ini tidak sesuai dengan literatur bahwa,

semakin banyak zat yang terlarut maka semakin lama larutan tersebut untuk mendidih

sehingga suhunya menjadi lebih besar. Zat terlarut dalam larutan timbal balik fenol-air

3gram lebih banyak daripada zat terlarut dalam larutan timbal balik fenol-air 2gram.

Sehingga, semakin banyak zat terlarut maka semakin lama larutan tersebut untuk

40

45

50

55

60

65

70

75

20 30 40 50 60 70 80

Su

hu

(0C

)


Perbandingan Timbal Balik Fenol-Air Pada Variabel 2 gram dan

3 gram

2 gram

3 gram

IV-5




FTI - ITS

mendidih sehingga suhunya menjadi lebih besar. Selain itu titik didih zat terlarut dan

pelarut pun mempengaruhi temperatur larutan (Yistika, 2012).

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat dibuktikan bahwa kelarutan timbal

balik fenol-air kelarutanya akan berubah apabila ke dalam campuran itu ditambahkan

dengan salah satu komponen penyusunnya yaitu fenol dan air. Perubahan warna larutan

dari keruh menjadi jernih dan dari jernih menjadi keruh menandakan kalau zat

mengalami perubahan kelarutan yang dipengaruhi oleh perubahan suhu.


sebagian bila temperaturnya di bawah temperatur kritis. Jika mencapai temperatur 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 (Atkins PW, 1999).

IV-6




FTI - ITS

Grafik IV.2.4 Grafik Timbal Balik Fenol- NaOH 0,073 N Pada Variabel 2 gram Fenol

Pada Grafik IV.2.4 dapat dilihat bahwa pada saat persen berat fenol 65,78%

memiliki temperatur 50,5oC, 49,02% memiliki temperatur sebesar 54

oC, 39,06%

memiliki temperatur 57,5oC, 32,46% memiliki temperatur 60,5

oC, dan 27,77% memiliki

temperatur 62,5oC. Pada grafik IV.2.4 dapat dilihat bahwa titik tertinggi suhu pada

kurva tersebut berada pada temperatur 62,5oC dengan persentase berat fenol 27,77%,

dimana titik puncak kurva merupakan temperatur kritis. Penambahan NaOH

menyebabkan kenaikan suhu karena semakin luas zat permukaan yang dipanaskan

semakin banyak kalor yang dapat diserap sehingga suhu larutan timbal balik fenol-

NaOH meningkat (Yistika, 2012).

Selain itu grafik IV.2.4 membuktikan bahwa grafik timbal balik fenol-NaOH

pada variabel 2 gram fenol berbeda dengan grafik timbal balik fenol-air yang

menyatakan bahwa grafik timbal balik fenol air berbentuk parabola (Yistika, 2012).



larutan NaOH. Kemudian kurangnya variabel penambahan larutan NaOH sehingga

kurva yang dihasilkan semakin naik (Yistika, 2012).

Selain itu disebabkan oleh larutan fenol-NaOH yang telah lewat jenuh sehingga

tidak dapat dilarutkan dengan NaOH dan tanpa pemanasan larutan fenol-air sudah jernih

0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40 50 60 70

Su

hu

(oC

)

Presentase Berat Fenol (%)

Grafik Timbal Balik Fenol-NaOH 0,073 N Pada Variabel

2gram Fenol

IV-7




FTI - ITS

karena campuran fenol dan larutan NaOH membentuk satu fasa sehingga dapat

disimpulkan bahwa fenol larut dalam larutan NaOH. Hal ini disebabkan karena fenol

mempunyai cincin aromatik yang relatif stabil sehingga fenol mempunyai sifat polar

yang mampu larut dalam larutan NaOH dengan melepaskan satu protonnya untuk

menjadi suatu anion yang larut dalam larutan NaOH (Rizal, 2012).

Grafik IV.2.5 Grafik Timbal Balik Fenol- NaOH 0,073N Pada Variabel 3gram Fenol

Pada Grafik IV.2.5 dapat dilihat bahwa pada saat persentase berat fenol 74,25%

memiliki temperatur 49,5oC, 59,05% memiliki temperatur sebesar 53,5

oC, 49,02%

memiliki temperatur 61,5oC, 41,89% memiliki temperatur 62,5

oC, dan 36,58% memiliki

temperatur 63oC. Pada grafik IV.2.5 dapat dilihat bahwa puncak kurva tersebut berada

pada temperatur 63oC dengan persentase berat fenol 36,58% dimana titik puncak kurva

merupakan temperatur kritis.

Selain itu grafik IV.2.5 membuktikan bahwa grafik timbal balik fenol-NaOH

pada variabel 2 gram fenol berbeda dengan grafik timbal balik fenol-air yang




0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Su

hu

(oC

)


Grafik Timbal Balik Fenol-NaOH 0,073 N Pada Variabel

3gram Fenol

IV-8




FTI - ITS

larutan NaOH. Kemudian kurangnya variabel penambahan larutan NaOH sehingga

kurva yang dihasilkan semakin naik (Yistika, 2012).

Selain itu disebabkan oleh larutan fenol-NaOH yang telah lewat jenuh sehingga

tidak dapat dilarutkan dengan NaOH dan tanpa pemanasan larutan fenol-air sudah jernih

karena campuran fenol dan larutan NaOH membentuk satu fasa sehingga dapat

disimpulkan bahwa fenol larut dalam larutan NaOH. Hal ini disebabkan karena fenol

mempunyai cincin aromatik yang relatif stabil sehingga fenol mempunyai sifat polar

yang mampu larut dalam larutan NaOH dengan melepaskan satu protonnya untuk

menjadi suatu anion yang larut dalam larutan NaOH (Rizal, 2012).

Grafik IV.2.6 Perbandingan Timbal Balik Fenol- NaOH 0,073 N Pada Variabel 2gram dan

3gram

Pada grafik IV.2.6 dapat dilihat bahwa kesamaan antara kurva timbal balik

fenol-NaOH 0,073 N dengan variabel 2 gram dan kurva timbal balik fenol-NaOH

0,073N dengan variabel 3 gram, dimana pada kurva timbal balik fenol-NaOH dengan

variabel 2 gram dan 3 gram berbeda dengan grafik timbal balik fenol-air yang


Selain itu, temperatur fenol dengan variabel berat 2 gram lebih tinggi

dibandingkan dengan 3 gram, karena temperatur pada percobaan timbal balik fenol

0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40 50 60 70

Su

hu

(oC

)


Perbandingan Timbal Balik Fenol-NaOH 0,073 N Pada

Variabel 2 gram dan 3 gram

fenol 2 gram

fenol 3 gram

IV-9




FTI - ITS

dipengaruhi oleh zat terlarut dan pelarut. Hal ini tidak sesuai dengan literatur bahwa,

semakin banyak zat yang terlarut maka semakin lama larutan tersebut untuk mendidih

sehingga suhunya menjadi lebih besar. Zat terlarut dalam larutan timbal balik fenol-

NaOH 0,073N 3 gram lebih banyak daripada zat terlarut dalam larutan timbal balik

fenol- NaOH 0,073N 2 gram. Sehingga, semakin banyak zat terlarut maka semakin

lama larutan tersebut untuk mendidih sehingga suhunya menjadi lebih besar. Selain itu

titik didih zat terlarut dan pelarut pun mempengaruhi temperatur larutan (Yistika, 2012).

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat dibuktikan bahwa kelarutan timbal

balik fenol-NaOH 0,073 N kelarutanya akan berubah apabila ke dalam campuran itu

ditambahkan dengan salah satu komponen penyusunnya yaitu fenol dan NaOH 0,073 N.

Perubahan warna larutan dari keruh menjadi jernih dan dari jernih menjadi keruh

menandakan kalau zat mengalami perubahan kelarutan yang dipengaruhi oleh

perubahan suhu.


sebagian bila temperaturnya di bawah temperatur kritis. Jika mencapai temperatur 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 (Atkins PW, 1999).

V-1

BAB V

KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa :

1. Pada hasil percobaan larutan fenol-air berat fenol 2gram diperoleh temperatur kritis

sebesar 70,75oC dengan persentase berat fenol 28,57%, sedangkan pada larutan fenol-air

diperoleh temperatur kritis berat fenol 3gram temperatur 63,5oC dengan persentase berat

fenol 37,5%.

2. Pada hasil percobaan larutan fenol-NaOH 0,073N berat fenol 3gram diperoleh temperatur

kritis sebesar 630C dengan presentase berat fenol 36,58 %, sedangkan pada percobaan

larutan fenol-NaOH 0,073N berat fenol 2gram diperoleh temperatur kritis sebesar 62,5oC

dengan persentase berat fenol 27,77%.

3. Faktor-faktor yang menyebabkan kegagalan pada percobaan ini adalah kurangnya

ketelitian pada saat penimbangan berat fenol sehingga mempengaruhi berat fenol yang

ditambahkan kepada larutan air maupun larutan NaOH. Kemudian kurangnya variabel

penambahan air sehingga kurva yang dihasilkan semakin naik. Selain itu disebabkan oleh

larutan fenol-air dan fenol-NaOH yang telah lewat jenuh sehingga tidak dapat dilarutkan

dan tanpa pemanasan larutan fenol-air dan fenol-NaOH sudah jernih.

.

vii

DAFTAR PUSTAKA

Dogra, S. K. (1990). Kimia Fisika dan Soal-Soal. Jakarta : UI-Press.

Friskaiga. (2012, januari). Laporan Praktikum Kimia Fisika. Diakses pada November 16,

2013, dari http://friskaiga.blogspot.com/2012/01/menentukan-suhu-kritik-fenol-

air.html

Rahayu. (2011, November). Laporan Praktikum Kimia Fisika. Diakses pada November 16,

2013, dari http://ezzamogy.blogspot.com/2011/11/laporanpraktikum-kimia-

fisika.html

ROBERT A, A. D. (1983). KIMIA FISIKA. Jakarta Pusat: ERLANGGA.

Sukardjo, P. D. (1989). Kimia Fisika. Jakarta: Bina Aksara.

Wikipedia. (2013). Air. Diakses pada November 16, 2013, dari http://www.wikipedia.com

Wikipedia. (2013). Fenol. Diakses pada November 16, 2013, dari http://wikipedia.com

Wikipedia. (2013). Kelarutan. Diakses pada November 15, 2013, dari

http://www.wikipedia.com

Wikipedia. (2013). Titik Kritis. Diakses pada November 16, 2013, dari

http://www.wikipedia.com

vii

DAFTAR NOTASI

No Simbol Satuan Keterangan

1. N Normal Normalitas

2. V ml Volume

3. E - Ekuivalen

4. M gram Massa

5. Ρ gram/ml Massa jenis

6. M Molar Molaritas

7. T oC Suhu

APPENDIKS

1. Perhitungan massa NaOH

NaOH = 0,073 N

NaOH → Na+

(aq) + OH-(a-q)

e = 1

N = M x e

M = 𝑁

𝑒

= 0,073

1

= 0,073 Molar

M = massa

Mr x

1000

V

0,073 = massa

40 x

1000

250

Massa = 0,73 gram

2. Perhitungan % berat phenol pada Timbal Balik Fenol-Air

a. Volume air = 1ml

Massa Fenol = 2 gram

ρ air = 1 gram/ml

massa air = V x ρ

= 1ml x 1 gram/ml

= 1 gram

% berat fenol = massa Fenol

massa Fenol+massa air x 100%

= 2

2+1 x 100% = 66,67%

b. Volume air = 2ml


ρ air = 1 gram/ml

massa air = V x ρ

= 2ml x 1 gram/ml

= 2 gram



= 2

2+2 x 100% = 50%

c. Volume air = 3ml


ρ air = 1 gram/ml

massa air = V x ρ

= 3ml x 1 gram/ml

= 3 gram



= 2

2+3 x 100% = 40%

d. Volume air = 4ml


ρ air = 1 gram/ml

massa air = V x ρ

= 4ml x 1 gram/ml

= 4 gram



= 2

2+4 x 100% = 33,33%

e. Volume air = 5ml


ρ air = 1 gram/ml

massa air = V x ρ

= 5ml x 1 gram/ml

= 5 gram



= 2

2+5 x 100% = 28,57%

f. Volume air = 1ml

Massa fenol = 3 gram

ρ air = 1 gram/ml

Massa air = V x ρ

= 1ml x 1 gram/ml

= 1 gram

% berat fenol = massa fenol

massa fenol+massa air x 100%

= 3

3+1 x 100%

= 75 %

g. Volume air = 2ml


ρ air = 1 gram/ml

Massa air = V x ρ

= 2ml x 1 gram/ml

= 2 gram



= 3

3+2 x 100%

= 60 %

h. Volume air = 3ml


ρ air = 1 gram/ml

Massa air = V x ρ

= 3ml x 1 gram/ml

= 3 gram



= 3

3+3 x 100%

= 50 %

i. Volume air = 4 ml


ρ air = 1 gram/ml

Massa air = V x ρ

= 4ml x 1 gram/ml

= 4 gram



= 3

3+4 x 100%

= 42,86 %

j. Volume air = 5ml


ρ air = 1 gram/ml

Massa air = V x ρ

= 5ml x 1 gram/ml

= 5 gram



= 3

3+5 x 100%

= 37,5 %

3. Perhitungan % berat phenol pada timbale balik phenol-NaOH

a. Volume larutan NaOH = 1ml


ρ NaOH = 1,04 gram/ml

massa larutan NaOH = ρ x V

= 1,04 gram/ml x 1ml

= 1,04 gram


massa fenol+massa NaOH x 100%

= 2

2+1,04 x 100%

= 65,78%

b. Volume larutan NaOH = 2ml





= 2,08 gram



= 2

2+2,08 x 100%

= 49,02%

c. Volume larutan NaOH = 3ml





= 3,12 gram



= 2

2+3,12 x 100%

= 39,06%

d. Volume larutan NaOH = 4ml





= 4,16 gram



= 2

2+4,16 x 100%

= 32,46%

e. Volume larutan NaOH = 5ml





= 5,2 gram



= 2

2+5,2 x 100%

= 27,77%

f. Volume larutan NaOH = 1ml




= 1,04 gram/ml x 1ml = 1,04 gram



= 3

3+1,04 x 100%

= 74,25%

g. Volume larutan NaOH = 2ml





= 2,08 gram



= 3

3+2,08 x 100%

= 59,05%

h. Volume larutan NaOH = 3ml





= 3,12 gram



= 3

3+3,12 x 100%

= 49,02%

i. Volume larutan NaOH = 4ml





= 4,16 gram



= 3

3+4,16 x 100%

= 41,89%

j. Volume larutan NaOH = 5ml





= 5,2 gram



= 3

3+5,2 x 100%

= 36,58%

ia.5.timbal balik fenol-air

Documents