PERCOBAAN I
KELARUTAN TIMBAL BALIK SISTEM BINER FENOL – AIR

I. TUJUAN
1. Memperoleh kurva komposisi sistem fenol – air terhadap suhu pada tekanan tetap.
2. Menentukan suhu kritis kelarutan timbal balik sistem fenol – air.

II. DASAR TEORI
Kata fase berasal dari bahasa Yunani yang berarti pemunculan. Fase adalah keadaan materi yang seragam di seluruh bagiannya, bukan hanya dalam komposisi kimianya, melainkan juga dalam keadaan fisiknya. Jadi kita berbicara mengenai fase padat, fase cair, dan gas suatu zat. Sedangkan yang dimaksud dengan komponen adalah spesies yang ada dalam sistem, seperti zat terlarut dan pelarut dalam larutan biner. (Atkins :1996)
Sistem biner fenol – air merupakan sistem yang memperlihatkan sifat kelarutan timbal balik antara fenol dan air pada suhu tertentu dan tekanan tetap. Kelarutan adalah jumlah maksimum zat yang dapat larut dalam sejumlah tertentu pelarut. Pelarut umumnya merupakan suatu cairan yang dapat berupa zat murni ataupun campuran.
Disebut sistem biner karena terdiri atas dua komponen yaitu fenol dan air. Sistem biner fenol – air tergolong fase padat – cair, fenol berupa padatan dan air berupa cairan. Kelarutan sistem ini akan berubah apabila dalam campuran itu ditambahan salah satu komponen penyusunnya yaitu fenol atau air. Temperatur mempengaruhi komposisi kedua fase pada kesetimbangan. Menaikkan temperatur akan menambah kemampuan bercampurnya. (Atkins : 1996).
Jika komposisi campuran fenol air dilukiskan  terhadap suhu akan diperoleh kurva yang ditunjukan pada gambar 1. (Tim Dosen Kimia Fisika, 2011)

L1 adalah fenol dalam air, L2 adalah air dalam fenol, XA dan XF masing-masing adalah mol fraksi air dan mol fraksi fenol, XC adalah mol fraksi komponen pada suhu kritis (Tc). Sistem ini mempunyai suhu kritis (Tc) pada tekanan tetap, yaitu suhu minimum pada saat dua zat bercampur secara homogen dengan komposisi Cc. Pada suhu T1 dengan komposisi di antara A1  dan B1  atau pada suhu T2 dengan komposisi di antara A2 dan B2, sistem berada pada dua fase (keruh). Sedangkan di luar daerah  kurva (atau diatas suhu kritisnya, Tc), sistem berada pada satu fase (jernih). (Tim Dosen Kimia Fisika, 2011)
Temperatur kritis atas Tuc adalah batas atas temperatur dimana terjadi pemisahan fase. Di atas 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 : 1996).
Beberapa sistem memperlihatkan temperatur kritis bawah  Tlc, dimana di bawah temperatur itu kedua komponen bercampur dalam segala perbandingan dan di atas 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 temperature lebih lebih tinggi kompleks itu terurai dan kedua komponen kurang dapat bercampur. (Atkins : 1996)
Beberapa sistem mempunyai temperatur kritis atas dan temperatur kritis bawah. Sebabnya, sesudah kompleks yang lemah terurai, sehingga kedua komponen dapat bercampur sebagian, pada temperatur lebih tinggi, gerakan termal membuat campuran homogen kembali, seperti halnya dalam cairan campur sebagian biasa. (Atkins : 1996)
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.

III. ALAT DAN BAHAN
1. Alat :
a. Tabung reaksi diameter 4 cm        1 buah
b. Pengaduk                1 buah
c. Gelas kimia 400 ml            1 buah
d. Waterbath                1 buah
e. Buret 50 m                1 buah
f. Statif dan klem                1 buah
g. Termometer                1 buah

2. Bahan :
a. Fenol
b. Aquades

CARA KERJA
tabung kosong

Ditimbang

tabung kosong

diisi fenol 5 gram

tabung berisi fenol

diisi aquades sampai keruh
fenol keruh dalam tabung

Dipanaskan sampai larutan bening

fenol bening dalam tabung

diukur suhunya (T1)

tabung yang berisi fenol bening

didinginkan dengan air mengalir sampai keruh kembali

fenol keruh dalam tabung

diukur suhunya (T2)

Mengulangi cara kerja diatas, dengan menambahkan aquades dengan variasi volume

IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
No.
T (0C)
Xa
1
43
0,738916
2
46,5
0,752465
3
49
0,770342
4
51
0,790514
5
53
0,811239
6
56
0,83127
7
58
0,852185
8
61
0,872015
9
63
0,893455
10
60,5
0,91671
11
55
0,94202
12
52,5
0,967051
13
49,5
0,978295
14
46,5
0,984476
15
44,5
0,988288

Percobaan ini menggunakan fenol dalam bentuk padat sebanyak 5 gram. Fenol ditempatkan dalam sebuah tabung reaksi besar dengan diameter 4 cm. Fenol dalam tabung ditambahkan aquades melalui buret sampai warna larutan putih keruh. Membaca volume aquades yang dibutuhkan. Larutan keruh tadi dipanaskan dalam penangas air bersuhu kurang lebih 90o C sambil dikocok. Mencatat suhu larutan pada saat warna larutan berubah dari keruh menjadi jernih (sebagai T1). Kemudian tabung reaksi  didinginkan di air mengalir sampai terbentuk larutan keruh kembali dan diukur suhunya (sebagai T2). Dalam percobaan ini dilakukan variasi jumlah aquades yang ditambahkan.
Dalam praktikum ini akan dibuktikan kelarutan sistem biner fenol air. Fenol dan air kelarutannya akan berubah apabila ke dalam campuran itu ditambahkan dengan salah satu komponen penyusunnya yaitu fenol atau air. Pada percobaan ini komponen air selalu ditambahkan, sementara jumlah fenolnya tetap sehingga perubahan larutan dari jernih menjadi keruh atau sebaliknya terjadi pada suhu yang berubah-ubah. Perubahan suhu bergantung pada komposisi atau fraksi mol kedua zat.
Berdasarkan data antara suhu (T) dan fraksi mol yang diperoleh dari percobaan dapat dibuat grafik sistem biner fenol – air, yaitu antara fraksi mol vs suhu (T). Pada percobaan suhu kritisnya adalah 63ºC dengan komposisi campurannya adalah fraksi mol fenol 0.106 dan fraksi mol airnya 0,893. Hal ini menunjukkan bahwa pada suhu 63ºC, komponen yang berada di dalam kurva merupakan sistem dua fase dan komponen di luar kurva atau di luar titik kritis komponen merupakan sistem satu fase.
Komponen berada pada satu fase pada saat campurannya larut homogen (jernih) dan pada suhunya yang lebih tinggi, sedangkan komponen berada pada dua fase ketika dilakukan penambahan air yang menghasilkan dua lapisan (keruh) dan pada suhu yang lebih rendah. Perubahan yang dapat diamati adalah perubahan warna larutan dari keruh menjadi jernih setelah dipanaskan dan dari jernih menjadi keruh setelah didiamkan. Perubahan warna tersebut diakibatkan karena zat tersebut mengalami perubahan kelarutan yang dipengaruhi oleh perubahan suhu.

V. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan :
1. Faktor yang mempengaruhi kelarutan timbal balik adalah temperatur, dimana temperatur akan mempercepat kelarutan
2. Kelarutan timbal balik sistem biner fenol – air mempunyai suhu kritis 63oC.
3. Pada suhu kritisnya nilai fraksi mol fenol 0,106 dan fraksi mol airnya 0,893

Saran :
1. Praktikan harus berhati-hati dan teliti dalam melakukan praktikum, sehingga akan memperkecil kesalahan.
2. Berhati-hati dalam menggunakan alat dan bahan di laboratorium.
3. Dapat berkerjasama dengan baik antar anggota kelompok, sehingga praktikum akan benjalan lancar.
4. Sebelum praktikum dilaksanakan, harus dipersiapkan semuanya baik bahan maupu alat.
5. Harus memperhatikan petunjuk dosen dengan baik.

VI. DAFTAR PUSTAKA
Atkins, P.W . 1999. Kimia Fisika Jilid 1 Edisi Empat. Jakarta : Erlangga.
Tim Dosen Kimia Fisika. 2012. Diktat Petunjuk Praktikum Kimia Fisika. Semarang: Jurusan Kimia FMIPA UNNES.

VII. JAWABAN PERTANYAAN
1. Tulis rumus kimia fenol dan Mrnya!
Fenol mempunyai rumus kimia C6H6O dengan nilai Mr = 94.

2. Jika fenol yang digunakan berkadar 95% (b/b) dan massa yang ditimbang sebesar 5,140 gram, hitung jumlah mol fenol!
Massa fenol =.95% x 5,140 gram = 4,883 gram
Mol fenol =
Mol fenol =
Mol fenol     = 0,0519 mol

3. Jelaskan dengan singkat apa yang dimaksud dengan fasa? Adakah perbedaan dengan wujudnya?
Fasa adalah bagian dari suatu zat yang dapat dipisahkan secara mekanik serta sama dalam sifat fisika dan kimia. Sedangkan wujud merupakan bentuk zat pada suhu tertentu. Zat pada suhu yang berbeda mungkin mempunyai wujud yang berbeda. Misal air pada suhu -10ºC wujudnya padat, sedangkan pada suhu 10ºC wujudnya cair.

4. Berapa komposisi campuran fenol dan air dalam % (b/b) pada suhu kritis larutannya?
Massa fenol           = 5 g
Massa air               = 8,0 g
Komposisi campuran dalam % :
fenol =
=  x 100%
= 38,46%

air     =
=  x 100%
= 61,53 %
5. Berapa komposisi campuran fenol dan air dalam satuan mol fraksi pada suhu 50ºC, dimana sistem berada pada satu fase dan dua fase?
T = 510C
Xfenol = 0,209
Xair = 1-0,209 = 0, 791
Sistem berada dalam 2 fase pada suhu di bawah 51ºC.
Sistem berada dalam 1 fase pada suhu di atas 51ºC.

VIII. LAMPIRAN
Massa fenol yang digunakan = 5 gram.
1.    Penambahan aquades, sampai terjadi kekeruhan pertama

No.
Aquades (ml)
Pengamatan
T1
T2
Trata-rata
1.
2,7
keruh
530C
330C
430C

2.    Penambahan aquades, setelah terjadi kekeruhan

No.
Aquades (ml)
Massa (g)
Suhu (oC)
% Massa

Fenol
Air
T1
T2
T
Fenol
Air
0
0
5
2,7
53
33
43
64,93506494
35,0649351
1.
0,2
5
2,9
55
38
46,5
63,29113924
36,7088608
2.
0,3
5
3,2
57
41
49
60,97560976
39,0243902
3.
0,4
5
3,6
60
42
51
58,13953488
41,8604651
4.
0,5
5
4,1
61
45
53
54,94505495
45,0549451
5.
0,6
5
4,7
64
48
56
51,54639175
48,4536082
6.
0,8
5
5,5
65
51
58
47,61904762
52,3809524
7.
1,0
5
6,5
68
54
61
43,47826087
56,5217391
8.
1,5
5
8,0
70
56
63
38,46153846
61,5384615
9.
2,5
5
10,5
69
52
60,5
32,25806452
67,7419355
10.
5,0
5
15,5
61
49
55
24,3902439
75,6097561
11.
12,5
5
28,0
57
48
52,5
15,15151515
84,8484848
12.
15,0
5
43,0
53
46
49,5
10,41666667
89,5833333
13.
17,5
5
60,5
50
43
46,5
7,633587786
92,3664122
14.
20,0
5
80,5
48
41
44,5
5,847953216
94,1520468

Menghitung % massa fenol dan air
No
% massa fenol
% massa air
0
x 100 % = 64,93
1 – 64,93 = 35,064
1.
x 100 % = 63,29
1 – 63,29 = 36,7
2.
x 100 % = 60,975
1 – 60,975 = 39,024
3.
x 100 % = 58,139
1 – 58,139 = 41,860
4.
x 100 % = 54,945
1 – 54,945 = 45,054
5.
x 100 % = 51,546
1 – 51,546 = 48,453
6.
x 100 % = 47,619
1 – 47,619 = 52,380
7
x 100 % = 43,478
1 – 43,478 = 56,521
8.
x 100 % = 38,461
1 – 38,461 = 61,538
9.
x 100 % = 32,258
1 – 32,258 = 67,741
10.
x 100 % = 24,390
1 – 24,390 =75,609
11.
x 100 % = 15,151
1 – 15,151 = 84,848
12.
x 100 % = 10,417
1 – 10,417 = 89,583
13.
x 100 % = 7,633
1 – 7,633 = 92,366
14.
x 100% = 5,847
1 – 5,847 = 94,152

Menghitung Fraksi mol Fenol dan Fraksi mol Air
Diketahui : Massa fenol = 5 gram
Mr Fenol = 94,11
Mr air = 18
massa jenis air = 1 gram/ml

1. Mol fenol =    = 0,053
Mol air =    = 0,15
Xf =
=   = 0,261
Xa = 1 – 0,261 = 0,739

2. Mol fenol =    = 0,053
Mol air =    = 0,161
Xf =
=   = 0,247
Xa = 1 – 0,247 = 0,752

3. Mol fenol =    = 0,053
Mol air =    = 0,178
Xf =
=   = 0,229
Xa = 1 – 0,229= 0,771

4. Mol fenol =    = 0,053
Mol air =    = 0,2
Xf =
=    = 0,209
Xa = 1 – 0,209 = 0,790

5. Mol fenol =    = 0,053
Mol air =    = 0,228
Xf =
=     = 0,188
Xa = 1 – 0,188 = 0,811

6. Mol fenol =    = 0,053
Mol air =    = 0,261
Xf =
=     = 0,169
Xa = 1 – 0,169 = 0,831

7. Mol fenol =    = 0,053
Mol air =    = 0,305
Xf =
=     = 0,148
Xa = 1 – 0,148 = 0,852

8. Mol fenol =    = 0,053
Mol air =    = 0,361
Xf =
=     = 0,128
Xa = 1 – 0,128 = 0,872

9. Mol fenol =    = 0,053
Mol air =    = 0,444
Xf =
Xf =     = 0,106
Xa = 1 – 0,106 = 0,893

10. Mol fenol =    = 0,053
Mol air =    = 0,583
Xf =
=     = 0,083
Xa = 1 – 0,083 = 0,917

11. Mol fenol =    = 0,053
Mol air =    = 0,861
Xf =
=    = 0,058
Xa = 1 – 0,058 = 0,942

12. Mol fenol =    = 0,053
Mol air =    = 1,55
Xf =
=     = 0,033
Xa = 1 – 0,033 = 0,967

13. Mol fenol =    = 0,053
Mol air =    = 2,388
Xf =
=     = 0,0217
Xa = 1 – 0,0217 = 0,978

14. Mol fenol =    = 0,053
Mol air =    = 3,361
Xf =
Xf =     = 0,0155
Xa = 1 – 0,0155 = 0,985

15. Mol fenol =    = 0,053
Mol air =    = 4,472
Xf =
Xf =     = 0,0117
Xa = 1 – 0,0117 = 0,988

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s