LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II ENERGI KESETIMBANGAN FASA Sabtu, 19 April 2014 Di Susun Oleh: Ipa Ida Rosita 1112016200007 Kelompok 2 Widya Kusumaningrum 1112016200005 Nurul mu nisa A. 1112016200008 Ummu Kalsum A. 1112016200012 Amelia Rahmawati 1112016200025 PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2014
I. ABSTRAK Kesetimbangan fasa antara cairan dan uap terjadi ketika kedua proses yang berlawanan itu berlangsung dengan laju yang tepat sama. Kesetimbanagn fasa terdiri dari satu komponen, dua komponen, dan tiga kmponen. Praktikum ini terdiri dari dua komponen yaitu kloroform dan air. Sistem dua komponen dapat terdiri dari fasa cair gas, cair cair, fasa padat cair, ataupun padat padat. Sistem 3 komponen dapat dibagi menjadi sepasang komponen larut sebagian, dua pasang komponen larut sebagian, tiga pasang komponen larut sebagian. Pada saat pencampuran kloroform dan air terdapat dua fasa. Kloroform dan air tidak dapat larut sehingga membentuk dua fasa. Fasa adalah bagian system yang komposisi kimia dan sifatsifat fisiknya seragam, yang terdapat dari bagian system lainnya oleh adanya bidang batas. Dua fasa (kloroform dan air) dapat larut ketika dititrasi dengan asam asetat glasial. Hal ini disebabkan asam asetat glasial bersifat semipolar sehingga dapat larut sebagian dalam air dan sebagiannya lagi dalam kloroform. Untuk menggambarkan perilaku tersebut dibuatlah diagram terner. Kata kunci: Kesettimbangan fasa, Fasa, Diagram terner II. PENDAHULUAN Fasa adalah bagian system yang komposisi kimia dan sifatsifat fisiknya seragam, yang terdapat dari bagian system lainnya oleh adanya bidang batas. Perilaku fasa yang dimiliki oleh suatu zat murni adalah sangat beragam dan sangat rumit, akan tetapi datadatanya dapat dikumpulkan dan kemudian dengan termodinamika dapat dibuat ramalanramalan. Pemahaman mengenai perilaku fasa berkembang dengan adanya aturan fasa gibbs. Hokum fasa gibbs, jumlah terkecil variable bebas yang dilakukan untuk menyatakan keadaan suatu system dengan tepat dengan kesetimbangan diungkapkan sebagai : F = C P + 2 Dimana: F = Jumlah derajat kebebasan C = Jumlah komponen P = Jumlah fasa
Jumlah komponenkomponen dalam suatu system didefinisikan sebagai jumlah minimum dari variable bebas pilihan yang dibutuhkan untuk menggambarkan komposisi tiap fase dari suatu system. (S.K Dogra dan S. Dogra, 2009). Bagian sesuatu yang menjadi pusat perhatian dan dipelajari disebut sebagai sistem. Suatu sistem heterogen terdiri dari berbagai bagian yang homogen yang saling bersentuhan dengan batas yang jelas. Bagian homogen ini disebut sebagai fasa dapat dipisahkan secara mekanik. 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 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. Fasa dapat didefinisikan sebagai setiap bagian sistem yang : a. homogen dan dipisahkan oleh batas yang jelas b. sifat fisik dan sifat kimia berbeda dari bagian sistem lain c. dapat dipisahkan secara mekanik dari bagian lain sistem itu (Endang Widjajanti LFK. 2008). Kesetimbangan fasa antara cairan dan uap terjadi ketika kedua proses yang berlawanan itu berlangsung dengan laju yang tepat sama. Maka jika distribusi laju molekuler diketahui untuk berbagai suhu kita dapat membuat perkiraaan teoritis dari tekanan uap sebagai fungsi dari suhu. Ketika cairan menguap molekul dengan kecepatan yang tinggilah yang lepas dari permukaaan. Sementara itu yang tertinggal ratarata memiliki energi yang lebih sedikit; ini memberikan sudut pandang molekuler dari pendinginan dan pengembunan, (Young, Hugh. D. 2002)
III. ALAT DAN METODE a. Alat dan bahan 1. Buret 2. Labu Erlenmeyer 3. Klem + statif 4. Gelas ukur 5. Piknometer 6. Neraca ohauss 7. Spatula 8. Pipet tetes 9. Gelas kimia 10. Kloroform 11. Asam asetat glasial 12. Akuades b. Metode Sistem tiga komponen 1. Menyediakan buret yang bersih dan kering lalu mengisinya dengan asam asetat glasial 2. Menyediakan labu Erlenmeyer sebanyak 3 buah, masingmasing diisi dengan 3 ml, 5 ml, dan 6 ml kloroform. Kerjakan satu persatu mengingat kloroform mudah menguap dan toksik. 3. Menambahkan masingmasing 5 ml akuades ke dalam labu Erlenmeyer yang telah diisi dengan kloroform, mengocok sebentar, campuran akan membentuk dua lapisan. 4. Menitrasi dengan asam asetat glasial sampai kedua lapisan membentuk satu fasa. Mencatat volume asam asetat glasial yang ditambahkan. 5. Mengulangi untuk labu Erlenmeyer kedua dan seterusnya. 6. Membuat diagram fasa terner. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Volume kloroform Volume aquades Volume (titrasi) asam
asetat glasial 3 ml 5 ml 7,5 ml 4ml 5 ml 6 ml 6 ml 5 ml 9,3 ml Analisis Data : n = 1. Labu pertama (3 ml kloroform + 5 ml aquades): na = n b n c = n total = 0,036 + 0,2775 + 0,1308 = 0,4442 mol X a = 100% = 7,5% X b = 100% = 58, 21% X c = 100% = 27,44 % 2. Labu kedua (4 ml kloroform + 5 ml air) n a = = 0,047 mol n b = = 0,266 mol n c = = 0,100 mol n total = 0,047 + 0,266 + 0,100 = 0,413 mol X a = 100% = 19,38 %
X b = 100% = 53,09 % X c = 100% = 19,96 % 3. Labu ketiga (6 ml kloroform + 5 ml air) n a = =0,069 mol n b = = 0,266 mol n c = = 0,155 mol n total = 0,069 + 0,266 + 0,155 = 0,49 mol X a = 100% = 14,08% X b = 100% = 54,29% X c = 100% = 31,63 % X a Ratarata = = 13,65 % X b Ratarata = = 55,19% X c Ratarata = = 26,34 % C 20 80 40 26 60 55 60 40 80 20 A 13 20 40 60 80 B
Diagram fasa turner Pada praktikum kali ini mengenai kesetimbangan fasa. Di mana dalam praktikum ini melakukan titrasi terhadap kloroform (bersifat nonpolar) yang ditambahkan dengan air (bersifat polar), lalu dititras dengan larutan asam asetat glasial (bersifat semipolar). Hal ini dilakukan untuk mengamati besarnya pengaruh kloroform terhadap banyaknya volume asam asetat glasial yang dibutuhkan untuk membentuk satu fasa antara air dan kloroform, karena ketika kloroform dan air dicampurkan terbentuk dua fasa. Terbentuknya dua fasa ini disebabkan karena adanya perbedaan kepolaran yakni kloroform bersifat nonpolar sedangkan air bersifat polar. Sehingga air dan kloroform tidak dapat larut secara sempurna. Kemudian campuran air dan kloroform dititrasi menggunakan asam asetat glasial sebagai titran. Asam asetat glasial merupakan suatu senyawa yang bersifat semipolar sehingga dapat membuat air dan kloroform membentuk 1 fasa. Selain itu kesetimbangan fasa juga dipengaruhi oleh massa jenis. Menerut literatur massa jenis air adalah 1,04 g/ml dan massa jenis asam asetat glasial adalah 1 g/ml sedangankan massa jenis kloroform adalah 1,47 g/ml. Jadi dapat diketahui bahwa asam asetat glasia lebih suka larut dengan air daripada kloroform. Asam asetat glasial larut dalam kloroform namun hanya sebagian kecil saja yang larut. Pada grafik nilai fraksi mol airasam asetat glasial lebih besar daripada airkoroform. Air lebih larut dengan asam asetat glasial karena asam asetat glasial bersifat semi polar sedangkan kloroform bersifat non polar. Diketahui bahwa pelarut polar akan larut dengan pelarut polar pula. Hal ini sesuai dengan teori bahwa asam asettat glasial lebih suka larut pada air dibandingkan dengan kloroform. V. KESIMPULAN Berdasarkan percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa: 1. Fasa adalah bagian system yang komposisi kimia dan sifatsifat fisiknya seragam, yang terdapat dari bagian system lainnya oleh adanya bidang batas. 2. Terjadinya dua fasa antara air dan kloroform terajdi karena perbedaan kepolaran antara keduanya. Air bersifat polar sedangkan kloroform bersifat nonpolar 3. Asam asetat glasial dapat melarutkan larutan air dan kloroform yang memiliki dua fasa, hal ini dikarenakan sifatnya yang semipolar.
VI. DAFTAR PUSTAKA Dogra, SK dan S. Dogra. 1990. KIMIA FISIK DAN SOALSOAL. Jakarta: UIPRESS Hugh D. Young. 2002. Fisika Universitas Jilid 1 Edisi 10. Jakarta. Erlangga. Widjajanti, Endang. LFK. 2008. Kesetimbangan Fasa. (http://staff.uny.ac.id/system/files/pengabdian/endangwidjajantilfxmsdr/kesetimbangan%2520fasa.pdf). Diakses pada tanggal 10 April 2014 pukul 16:09 WIB