laporan fisik 1 "biner"

JUDUL PERCOBAAN
Diagram Biner

TUJUAN PERCOBAAN
Menetapkan atau mencari suhu kelarutan kritis (titik konsulat) sistem biner air-phenol.

LANDASAN TEORI
Selama ini pembentukan perubahan mutual antara tiga wujud materi difokuskan pada keadaan cair. Dengan kata lain, perhatian telah difokuskan pada perubahan cairan dan padatan, dan antara cairan dan gas. Dalam membahas keadaan kritis zat, akan lebih tepat menangani tiga wujud zat secara simultan, bukan membahas dua dari tiga zat. Diagram fasa merupakan cara mudah menampilkan wujud zat sebagai fungsi suhu dan tekanan. Sebagai contoh khas, diagram fasa air. Dalam diagram fasa diasumsikan bahwa zat tersebut diisolasi dengan baik dan tidak ada zat lain yang masuk atau keluar system (Takeuchi,2008).
Cairan campur sebagian, yaitu cairan yang tidak bercampur dalam semua proporsi pada semua temperature. Contohnya adalah heksana dan nitrobenzene. Misalkan bila menambahkan sedikit cairan B pada sampel cairan lain A pada temperature tertentu T’, cairan B larut sempurna dan system biner tetap satu fasa. Dengan makin banyak penambahan B, bila satu tahap di mana B tak larut lagi. Sekarang sampel terdiri atas dua fasa yang berada dalam kesetimbangan satu sama lain. Fasa yang paling banyak mengandung A dan dijenuhi oleh B. fase lainnya adalah B yang sedikit dan dijenuhi oleh A. dalam diagram temperature komposisi yang terlukis. Jika lebih banyak B ditambahkan, A sedikit larut di dalam komposisi B. komposisi kedua fase dalam kesetimbangan tetap a’ dan a” , tetapi jenuh kedua bertambah dengan berkurangnya fase pertama. Suatu kesetimbangan akan didapat jika B sedemikian rupa banyaknya, sehingga melarutkan semua A, dan system kembali menjadi berfasa tunggal. Penambahan B lebih banyak lagi sekarang hanya akan mengencerkan larutan dan seterusnya larutan itu tetap berfasa tunggal (Atkins,1996).
Temperature mempengarui komposisi kedua fase pada kesetimbanganfasa. Untuk kasus heksana dan nitrobenzene, menaikkan temperature dan menaikkan kemapuan bercampurnya. Oleh karena itu system dua fase tidak begitu luas karena setiap fase dalam kesetimbangan lebih kaya salah satu dari kedua komponen : fase yang banyak mengandung A lebih kaya akan B dan fasa yang banyak mengandung B lebih kaya akan A. diagram fase keseluruhan dapat dibuat dengan mengulang pengamatan-pengamatan dari berbagai temperature dan kemudian menggambarkan garis yang menghubungkan daerah dua fase (Atkins,1996).
Untuk system dua komponen bagi fasa tunggal F=2-1+3=3. Jadi ada tiga variable yang harus ditentukan, yaitu temperature, tekanan dan konsentrasi. Grafik demikian berupa grafik tiga dimensi yang sukar digambar. Untuk mempermudah, diambil salah satu variable tetap, biasanya diambil p tetap, hingga diperoleh diagram yang menyatakan hubungan T-C. system dua komponen juga mempermuda dengan mengambil kesetimbangan-kesetimbangan secara terpisah, yaitu kesetimbangan
Cair-gas
Padat-gas
Cair-cair
Padat-cair
(Sukardjo,1997 : 256).
Menurut Tim Dosen (2010) pasangan cairan yang bercampur sebagian dapat dibagi ke dalam empat tipe :
Tipe I: campuran dengan temperatur kelarutan kritis maximun (maximun critical solution temperatur)
Contoh tipe ini:
Sistem air-anilin
Sistem air-phenol
Sistem analin-hexan
Sistem methanol-sikloheksana
Sistem methanol-karbon disulfide
Tipe II: campuran dengan temperatur kelarutan kritis minimun (minimun critical solution temperatur)
Contoh tipe ini:
Sistem air-trimetil amin
Tipe III: campuran dengan temperatur kelarutan kritis maksimun dan minimum
Contoh tipe ini:
Sistem air-metil etil eter
Sistem air-mikotin
Sistem air-metil piperidin
Tipe IV: campuran yang tidak mempunyai temperatur kelarutan kritis.
Temperature kritis atas Tuc adalah batas atas temperature di mana terjadi pemisahan fase. Di atas temperature batas atas, kedua komponen-komponen benar-benar bercampur. Temperature ini ada karena gerakan termal yang lebih besar menghasilkan kemampuan campuran yang lebih besar pada kedua komponen. Beberapa system memperlihatkan temperature kritis bawah Tic, dimana di bawah temperature ini kedua komponen bercampur dalam segala perbandingan dan di atas temperature itu kedua komponen membentuk dua fase. Salah satu contohnya adalah air dan trietilamina. Dalam hal ini, pada temperature rendah kedua komponen lebih dapat bercampur karena komponen-komponen itu membentuk kompleks yang lemah, pada temperature lebih tinggi kompleks itu terurai dan kedua komponen kurang dapat bercampur. Beberapa system mempunyai temperature kritis atas dan temperature kritis bawah. Sebabnya sesudah kompleks yang lemah terurai, sehingga kedua komponen dapat campu sebagian, pada temperature tinggi, gerakan termal membuat campuran homogen kembali, seperti halnya dalam cairan sebagian biasa. Contoh yang paling terkenal adalah nikotin dan air yang bercempur sebagian pada temperature antara 61oC dan 210oC (Mulyani,2004).

ALAT DAN BAHAN
Alat
Tabung reaksi besar 10 buah
Termometer 110℃10 buah
Sumbat gabus 10 buah
Rak tabung reaksi 1 buah
Gelas piala 1000 mL 2 buah
Kompor gas
Kasa asbes
Botol semprot
Bahan
Phenol
Aquades
Tissue
Larutan NaCl 1%
Metanol

PROSEDUR KERJA
Menyiapkan campuran air dengan fenol di dalam 8 buah tabung reaksi besar dengan komposisi masing-masing sebagai berikut:
No 1 2 3 4 5 6 7 8
Phenol (g) 4 4 4 4 4 2 2 2
Air (g) 4 5 6 8 10 6,5 8,5 10
(semua campuran telah disiapkan laboran)
Memanaskan tiap campuran, mulai tabung 1 dan seterusnya dalam penangas air
Mengocok campuran perlahan-lahan, mencatat suhu pada saat campuran berubah dari keruh menjadi jernih. Mengeluarkan tabung dari penangas air agar larutan menjadi dingin dan catat suhu saat larutan menjadi keruh kembali. Perlakuan yang sama diulangi untuk tabung 2 dan seterusnya.
Untuk mengetahui pengaruh penambahan larutan NaCl atau pada penambahan CH3OH pada temperatur kelarutan kritis atau pada titik konsulat, dilakukan hal berikut:
Dalam tabung yang bersih, campurkan 4 gram phenol dan 6 gram air (seperti komposisi pada tabung 3) kemudian tambahkan 6 mL larutan NaCl 1% (campuran telah disiapkan laboran). Memanaskan dan mencatat suhu pada saat campuran menjadi jernih, dan sebaliknya pada saat menjadi keruh kembali, membandingkan dengan tabung ke-3
Melakukan hal yang sama seperti pada perlakuan diatas tetapi dengan menambahkan 6 mL CH3OH 1% (campuran telah disiapkan laboran). Memanaskan campuran dan mencatat suhu pada `saat menjadi jernih, kemudian mendinginkannya dan mencatat suhu pada saat campuran menjadi keruh kembali.

HASIL PENGAMATAN
Tabel 1. Hasil Pengamatan
No tabung I
4:4 II
4:5 II
4:6 IV
4:8 V
4:10 VI
2:6,5 VII
2:8,5 VIII
2:10
t. saat jernih (oC) 71 70 62 65 65 65 64 60
t. saat keruh (oC) 69 68 61,5 65 64 64 63 56
t. rata-rata (oC) 70 69 61,75 65,5 64,5 64,5 63,5 58

Tabel 2. Hasil Pengamatan
Perbandingan 4 : 6 + NaCl 4 : 6 + metanol
T saat menjadi jernih (oC) 74 76
T saat menjadi keruh (oC) 74 76
T rata-rata (oC) 74 76


ANALISIS DATA
Tabung 1
Massa air = 4 gram Mm air = 18 gram/mol
Massa phenol = 4 gram Mm phenol = 94 gram/mol
Mol air=m/Mm=(4 gram)/(18 gram/mol)=0,22 mol
Mol phenol=m/Mm=(4 gram)/(94 gram/mol)=0,04 mol
X air=(mol air)/(mol total)=(2 mol)/(0,22+0,04)mol=0,84
Xphenol=(mol phenol)/(mol total)=(0,04 mol)/((0,22+0,04) mol)=0,16 mol
Tabung 2
Massa air = 5 gram Mm air = 18 gram/mol
Massa phenol = 4 gram Mm phenol = 94 gram/mol
Mol air=m/Mm=(5 gram)/(18 gram/mol)=0,27 mol
Mol phenol=m/Mm=(4 gram)/(94 gram/mol)=0,04 mol
X air=(mol air)/(mol total)=(0,27 mol)/((0,27+0,04) mol)=0,87
X phenol=(mol phenol)/(mol total)=(0,04 mol)/((0,27+0,04) mol)=0,13
Tabung 3
Massa air = 6 gram Mm air = 18 gram/mol
Massa phenol = 4 gram Mm phenol = 94 gram/mol
Mol air=m/Mm=(6 gram)/(18 gram/mol)=0,33 mol
Mol phenol=m/Mm=(4 gram)/(94 gram/mol)=0,04 mol
X air=(mol air)/(mol total)=(0,33 mol)/((0,33+0,04) mol)=0,89
X phenol=(mol phenol)/(mol total)=(0,04 mol)/((0,33+0,04) mol)=0,11
Tabung 4
Massa air = 8 gram Mm air = 18 gram/mol
Massa phenol = 4 gram Mm phenol = 94 gram/mol
Mol air=m/Mm=(8 gram)/(18 gram/mol)=0,44 mol
Mol phenol=m/Mm=(4 gram)/(94 gram/mol)=0,04 mol
X air=(mol air)/(mol total)=(0,44 mol)/((0,44+0,04) mol)=0,92
X phenol=(mol phenol)/(mol total)=(0,04 mol)/((0,44+0,04) mol)=0,08
Tabung 5
Massa air = 10 gram Mm air = 18 gram/mol
Massa phenol = 4 gram Mm phenol = 94 gram/mol
Mol air=m/Mm=(10 gram)/(18 gram/mol)=0,55 mol
Mol phenol=m/Mm=(4 gram)/(94 gram/mol)=0,04 mol
X air=(mol air)/(mol total)=(0,55 mol)/((0,55+0,04) mol)=0,93
X phenol=(mol phenol)/(mol total)=(0,04 mol)/((0,55+0,04) mol)=0,07
Tabung 6
Massa air = 6,5 gram Mm air = 18 gram/mol
Massa phenol = 2 gram Mm phenol = 94 gram/mol
Mol air=m/Mm=(6,5 gram)/(18 gram/mol)=0,36 mol
Mol phenol=m/Mm=(2 gram)/(94 gram/mol)=0,02 mol
X air=(mol air)/(mol total)=(0,36 mol)/((0,36+0,02) mol)=0,95
X phenol=(mol phenol)/(mol total)=(0,02 mol)/((0,36+0,02) mol)=0,05
Tabung 7
Massa air = 8,5 gram Mm air = 18 gram/mol
Massa phenol = 2 gram Mm phenol = 94 gram/mol
Mol air=m/Mm=(8,5 gram)/(18 gram/mol)=0,47 mol
Mol phenol=m/Mm=(2 gram)/(94 gram/mol)=0,02 mol
X air=(mol air)/(mol total)=(0,47 mol)/((0,47+0,02) mol)=0,96
X phenol=(mol phenol)/(mol total)=(0,02 mol)/((0,47+0,02) mol)=0,04
Tabung 8
Massa air = 10 gram Mm air = 18 gram/mol
Massa phenol = 2 gram Mm phenol = 94 gram/mol
Mol air=m/Mm=(10 gram)/(18 gram/mol)=0,58 mol
Mol phenol=m/Mm=(2 gram)/(94 gram/mol)=0,02 mol
X air=(mol air)/(mol total)=(0,58 mol)/((0,58+0,02) mol)=0,97
X phenol=(mol phenol)/(mol total)=(0,02 mol)/((0,58+0,02) mol)=0,03

PEMBAHASAN
Tujuan dari percobaan ini yaitu untuk menetapkan (mencari) suhu kelarutan kritis (titik konsulat) system biner air- phenol. Pada percobaan ini dilakukan delapan perbandingan yaitu 4:4, 4:5, 4:6, 4:8, 4:10, 2:6,5, 2:8,5, 2:10. Dari perbandingan tersebut kita dapat menentukan titik kritis (titik konsulat) dari system biner air-phenol. Tabung yang berisi air da phenol dengan perbandingan yang telah ditentukan, dipanaskan sampai kedua zat tersebut bercampur atau membentuk system satu fasa yang ditandai dengan perubahan campuran dari keruh menjadi jernih. Dalam proses pemanasan campuran dilakukan pengocokan yang dimaksudkan untuk mencampurkan secara sempurna antara air dan phenol. Ketika dilakukan pengocokan tidak terbentuk campuran keruh dan tidak terbentuk dua lapisan, pemanasan dihentikan dan dicatat suhunya sebagai suhu dimana terbentuk system satu fasa. Ketika campuran kembali keruh suhunya juga dicatat sebagai suhu dimana terbentuk kembali system dua fase atau air dan phenol kembali tidak bercampur.
Dari hasil analisis data, diperoleh fraksi mol phenol dan fraksi mol air untuk masing-masing perbandingan yaitu pada perbandingan 4:4 fraksi mol phenol yaitu 0,16 dan fraksi mol air yaitu 0,84. Hal ini menunjukkan bahwa pada campuran tersebut lebih banyak air daripada phenol meskipun dengaan perbandingan yang sama. Pada perbandingan 4:5, 4:6, 4:8, 4:10, 2:6,5, 2:8,5, 2:10. Fraksi mol phenol masing-masing 0,13. 0,11. 0,08. 0,07. 0,05. 0,04. 0,03. Sedangkan fraksi mol air yaitu 0,87. 0,89. 0,92. 0,93. 0,95. 0,96. 0,97. Dari fraksi mol air dapat diperoleh 8 titik yang dapat membentuk diagram yang menunjukankan titik konsulat (titik kritis). Dari hasil diagram diperoleh titik kritis yaitu sekitar 71oC yaitu pada tabung pertama.
Penambahan NaCl pada tabung reaksi menaikan suhu pada saat larutan menjadi jernih yaitu suhunya 74oC. Hasil tersebut sesuai dengan teori , suhunya lebih tinggi daripada yang tidak ditambahkan NaCl. Hal ini karena NaCl larut dalam air, akibatnya kelarutan phenol dalam air berkurang. Oleh karena itu diperlukan suhu yang lebih tinggi untuk air dan phenol agar dapat menjadi satu fasa.
Penambahan metanol pada tabung reaksi juga menaikan suhu pada saat larutan menjadi jernih yaitu 76oC dan keruh pada suhu 76oC. Hasil tersebut tidak sesuai dengan teori. Menurut teori karena metanol bersifat semi polar, metanol dapat larut dalam air dan dapat larut pula dalam phenol. Akibatnya kelarutan phenol dalam air bertambah sehingga suhu yang diperlukan agar sistem air-phenol menjadi satu fasa tidak terlalu besar.
Diagram Biner 
PENUTUP
Kesimpulan
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :
Temperatur kelarutan kritis sistem air-phenol adalah 75,5oC.
Penambahan NaCl pada sistem air-phenol meningkatkan temperatur kelarutan kritis.
Penambahan metanol pada sistem air-phenol menurunkan temperatur kelarutan kritis.
Saran
Lebih teliti dalam melakukan pembacaan skala thermometer
Melakukan pengocokan dengan baik agar campuran tercampur dengan sempurna. 
DAFTAR PUSTAKA


Takeuchi, Yoshito. 2008. Kesetimbangan Fasa dan Diagram Fasa. http://www.chem-is-try.org/kategori/artikel-kimia/kimia-fisik/ kesetimbangan -fasa /. Diakses pada 24 April 2010.

Atkins, PW. 1996. Kimia Fisik Edisi Keempat. Jakarta: Erlangga.

Mulyani, Sri. 2004. Kimia Fisik I. UPI: Jurusan Pendidikan FMIPA UPI.

Sukardjo. 1997. Kimia Fisik. Jakarta: PT Reneka Cipta.

Tim Dosen Kimia Fisik. 2010. Penuntun Praktikum Kimia Fisik I. Makassar: Jurusan Kimia FMIPA UNM.


silahkan klik di sini jika mau liat dokumen aslinya.