Pages

Subscribe:

Saturday, November 26, 2011

Fenol Air


Nama : Ika Fatmawati
NIM : 4301409022
Prodi : Pendidikan Kimia
Rombel : 2
Kelompok : 6

LAPORAN PRAKTIKUM
KELARUTAN TIMBAL BALIK SISTEM BINER FENOL-AIR

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

  1. LATAR BELAKANG TEORI
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 %). Pada saat suhu kelarutan mencapai 66°C maka komposisi sistem larutan tersebut menjadi seimbang dan keduanya dapat dicampur dengan sempurna.
Temperatur kritis adalah kenaikan temperatur tertentu dimana akan diperoleh komposisi larutan yang berada dalam kesetimbangan.
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 kelarutannya akan berubah apabila dalam campuran itu ditambahan salah satu komponen penyusunnya yaitu fenol atau air. Jika komposisi campuran fenol air dilukiskan terhadap suhu akan diperoleh kurva sebagai berikut.


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 (T C) 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).
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.
2. Jenis zat terlarut dan pelarut
Zat-zat dengan struktur kimia yang mirip, umumnya dapat saling bercampur baik, sedang 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.

Sifat-sifat fenol :
  1. Mengandung gugus OH, terikat pada sp2-hibrida
  2. Mempunyai titik didih yang tinggi
  3. Mempunyai rumus molekul C6H6O atau C6H5OH
  4. Fenol larut dalam pelarut organik
  5. Berupa padatan (kristal) yang tidak berwarna
  6. Mempunyai massa molar 94,11 gr/mol
  7. Mempunyai titik didih 181,9°C
  8. Mempunyai titik beku 40,9°C

Sifat-sifat air, yaitu :
  1. Mempunyai rumus molekul H2O. Satu molekul air tersusun atas dua molekul hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen.
  2. Air bersifat tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) dan temperatur 273,15 K (0°C).
  3. 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.
  4. Air menempel pada sesamanya (kohesi) karena air bersifat polar.
  5. Air juga mempunyai sifat adesi yang tinggi disebabkan oleh sifat alami kepolarannya.
  6. Air memiliki tegangan permukaan yang besar yang disebabkan oleh kuatnya sifat kohesi antar molekul-molekul air
  7. Mempunyai massa molar :18,0153 gr/mol
  8. Air mempunyai densitas 0,998 gr/cm3 (berupa fase cairan pada 20°C), dan mempunyai densitas 0,92 gr/cm3 (berupa fase padatan).
  9. Mempunyai titik lebur : 0°C, 273,15 K, 32°F
  10. Mempunyai titik didih : 100°C, 373,15 K, 212°F
  11. Kalor jenis air yaitu 4184 J/(kg.K) berupa cairan pada 20°C.
  1. ALAT DAN BAHAN
    1. Alat:
      1. Tabung reaksi diameter 4 cm 1 buah
      2. Sumbat tabung 1 buah
      3. Pengaduk 1 buah
      4. Gelas kimia 400 ml 1 buah
      5. Kaki tiga dan kasa 1 set
      6. Pembakar 1 set
      7. Buret 50 ml 1 buah
      8. Statif dan klem 1 buah
      9. Termometer 1 buah
    2. Bahan
      1. Fenol
      2. Aquades

  1. CARA KERJA
Alur kerja percobaan ini yaitu:



  1. DATA PENGAMATAN
Suhu kamar: 29 ˚C
Kadar fenol yang digunakan: 94,11 % gram/mol
Massa fenol yang ditimbang : 5,0476 gram

        1. Penambahan aquades sampai terjadi kekeruhan pertama
No.
Aquades (mL)
Pengamatan
T1
T2
Trata2
1.
7 mL
Keruh semua
40
42
41

        1. Penambahan aquades setelah terjadi kekeruhan
No.
Aquades (mL)
Massa (g)
Suhu (˚C)
Fenol
Air
T1
T2
T
1.
0,2
5
7,2
44
49
46,5
2.
0,3
5
7,3
45
52
48,5
3.
0,4
5
7,4
48
48
48
4.
0,5
5
7,5
49
54
51,5
5.
0,6
5
7,6
47
59
53
6.
0,8
5
7,8
61
63
62
7.
1,0
5
8
64
64
64
8.
1,5
5
8,5
63
64
63,5
9.
2,5
5
9,5
64
65
64,5
10.
5,0
5
13
64
65
64,5
11.
12,5
5
19,5
66
65
65,5
12.
15,0
5
22
65
66
65,5
13.
17,5
5
24,5
64
68
66
14.
20,0
5
27,5
65
66
65,5
15.
21
5
28
58
54
56
16.
22
5
29
57
56
56,5
17.
23
5
30
56
54
55,5
18.
24
5
31
51
51
51,5

  1. PEMBAHASAN
Percobaan ini akan membuktikan kelarutan sistem biner fenol-air. Fenol dan 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. Pada percobaan ini komponen air selalu ditambahkan dan 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.
Temperatur kritis adalah kenaikan temperatur tertentu dimana akan diperoleh komposisi larutan yang berada dalam kesetimbangan.
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. Pada saat campuran fenol-air mencapai dua fase, suhunya ditunggu hingga terjadi kenaikan suhu ± 4˚C. Hal ini dikarenakan suhu air saat tekanan 1 atm adalah 4˚C.
Dari 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). Grafik yang terbentuk seharusnya berupa parabola dimana puncaknya merupakan suhu kritis yang dicapai pada saat komponen mempunyai fraksi mol tertentu. Pada percobaan suhu kritisnya adalah 66 ºC dengan komposisi campurannya adalah fraksi mol fenol 0,035 dan fraksi mol airnya 0,965. Ini menunjukkan kalau pada suhu 66 ºC, 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.

Grafik Sistem Biner Fenol-Air


Grafik Hubungan Suhu (˚C) dengan % Massa Fenol-Air


Komponen berada pada satu fase pada saat campurannya larut homogen (jernih), sedangkan komponen berada pada dua fase ketika dilakukan penambahan air yang menghasilkan dua lapisan (keruh). Grafik yang terbentuk pada percobaan ini kurang sempurna karena bentuknya tidak simetris dan kurva lebih dominan di bagian kiri. Paling tidak kurva ini cenderung membentuk parabola. Kurva ini adalah kurva kelarutan fenol dalam air dan tidak menunjukkan kelarutan timbal balik fenol terhadap air. Fraksi mol fenol dan air yang diperoleh sebagai berikut:



Tabel 1. Fraksi Mol Fenol dan Air
No.
Fraksi mol fenol
Fraksi mol air
1.
0,11
0,89
2.
0,108
0,892
3.
0,108
0,892
4.
0,107
0,893
5.
0,106
0,894
6.
0,104
0,896
7.
0,102
0,898
8.
0,096
0,904
9.
0,087
0,913
10.
0,065
0,935
11.
0,044
0,956
12.
0,039
0,961
13.
0,035
0,965
14.
0,032
0,968
15.
0,031
0,969
16.
0,03
0,97
17.
0,029
0,971
18.
0,028
0,972

Persentase massa fenol dan air ada pada tabel berikut:

Tabel 2. % Massa Fenol dan Air
No.
Fenol (gr)
Aquades (gr)
% Massa fenol
% Massa air
1.
5
7,2
40,98
59,02
2.
5
7,3
40,65
59,53
3.
5
7,4
40,32
59,68
4.
5
7,5
40
60
5.
5
7,6
39,68
60,32
6.
5
7,8
39,06
60,94
7.
5
8
38,46
61,54
8.
5
8,5
37,04
62,96
9.
5
9,5
34,48
65,52
10.
5
13
27,78
72,22
11.
5
19,5
34,48
65,52
12.
5
22
18,52
81,48
13.
5
24,5
16,95
83,05
14.
5
27,5
15,38
84,62
15.
5
28
15,15
84,85
16.
5
29
14,7
85,3
17.
5
30
14,28
85,72
18.
5
31
13,89
86,11

Menurut Hougen dalam Chemical Process Principles halaman 168 temperatur kritis sistem fenol air adalah 66C dengan komposisi berat fenol 34%. Suhu kritis percobaan ini 66 ˚C, tetapi berat fenol yang diperoleh yaitu 16,95 %. Dari hasil ini dapat diketahui bahwa terjadi penyimpangan yang disebabkan karena :
a. Kurang cermat dalam menentukan temperatur pada saat larutan berubah dari keruh menjadi jernih dan dari jernih ke keruh kembali karena perubahan larutan dari keruh menjadi jernih terjadi dalam waktu yang singkat.
b. Kesalahan pada saat penimbangan fenol, karena fenol teroksidasi sehingga mudah menguap.

  1. JAWABAN PERTANYAAN
          1. Tugas
              1. Tulis rumus kimia fenol dan nilai massa molekulnya!
Fenol mempunyai rumus kimia C6H6O dengan nilai Mr = 94. Rumus strukturnya sebagai berikut.

              1. Jika fenol yang digunakan berkadar 95% (b/b) dan massa yang ditimbang sebesar 5,140 gram, hitung jumlah mol fenol!
Massa fenol = 4,883 gram.
Mol fenol = 0,052 mol
              1. Jelaskan dengan singkat apa yang dimaksud dengan fase? Adakah perbedaan dengan wujudnya?
Fase adalah bagian serba sama dari suatu zat yang dapat dipisahkan secara mekanik serta serba 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.
          1. Pertanyaan
              1. Berapa komposisi campuran fenol dan air dalam % (b/b) pada suhu kritis larutannya?
Massa fenol = 5,0476 g Fraksi mol fenol = 0,035
Massa air = 24,5 g Fraksi mol air = 0,965
Komposisi campuran dalam %
Fenol =% = 17,08%
Air =% = 82,92%

              1. Berapa komposisi campuran fenol dan air dalam satuan mol fraksi pada suhu 50ºC, dimana sistem berada pada satu fase dan dua fase?
Komposisi campuran pada suhu 50ºC (diambil dari Trata2 = 51,5ºC)
XF = 0,4167
XA = 0,107
Sistem berada dalam satu fase pada suhu di atas 66 ºC.
Sistem berada dalam dua fase pada suhu di bawah 66 ºC.



  1. KESIMPULAN DAN SARAN
    1. Kesimpulan
                1. Kurva komposisi sistem biner fenol-air dapat dibuat dengan mengukur suhu campuran fenol-air pada saat terbentuk dua fase (larutan menjadi keruh saat T1) dan saat berubah menjadi satu fase (larutan menjadi jernih saat T2) kemudian dihitung suhu rata-ratanya.
                2. Suhu kritisnya dapat dilihat dengan kurva yaitu saat mencapai titik puncaknya.
                3. Kelarutan timbal balik sistem biner fenol – air mempunyai suhu kritis 66 ºC.
                4. Pada suhu kritisnya nilai fraksi mol fenol 0,035 dan fraksi mol airnya 0,965.
                5. Persentasi berat fenol yang diperleh pada saat suhu kritis yaitu 16,95 %.
                6. Sistem biner fenol – air memperlihatkan sifat kelarutan timbal balik antara fenol dan air pada suhu tertentu dan tekanan tetap.
                7. Campuran fenol dan air dapat saling melarutkan, yang jumlahnya banyak sebagai pelarut dan sebaliknya.
    1. Saran
      1. Praktikan hendaknya memahami benar prosedur percobaan.
      2. Praktikan lebih teliti dalam melakukan pengamatan terutama saat menentukan awal munculnya kekeruhan dan suhu perubahan keruh dan jernihnya.

  1. DAFTAR PUSTAKA
Rohman, Ijang.2004.Kimia Fisika I. Bandung:UPI.
Tim Dosen Kimia Fisika. 2011. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika I. Semarang: Jurusan Kimia FMIPA UNNES.
Wahyuni, Sri.2003.Buku Ajar Kimia Fisika 2.Semarang:UNNES.

Mengetahui, Semarang, 26 Oktober 2011
Dosen Pengampu Praktikan



Ir. Sri Wahyuni, M.Si Ika Fatmawati
NIP NIM 4301409022

LAMPIRAN

Analisa Data
  1. Mencari mol fenol
Diketahui: massa fenol = 5,0476 gram
kadar fenol = 94,11 %
Mr fenol = 94
Mr air = 18
ρ = 1 g/ml
massa fenol = % x m = 99,5% x 5,0476 = 4,75 g
mol fenol = = 0,05 mol

  1. Mencari mol air (XA)
ρ air = 1 g/ml
  1. mair = 7,2 g
nA1 = = 0,4 mol
  1. mair = 7,3 g
nA2 = = 0,41 mol
  1. mair = 7,4 g
nA3 = = 0,41 mol
  1. mair = 7,5 g
nA4 = = 0,4167 mol
  1. mair = 7,6 g
nA5 = = 0,42 mol
  1. mair = 7,8 g
nA6 = = 0,43 mol
  1. mair = 8 g
nA7 = = 0,44 mol
  1. mair = 8,5 g
nA8 = = 0,472 mol
  1. mair = 9,5 g
nA9 = = 0,527 mol
  1. mair = 13 g
nA10 = = 0,72 mol
  1. mair = 19,5 g
nA11 = = 1,083 mol
  1. mair = 22 g
nA12 = = 0,039 mol
  1. mair = 24,5 g
nA13 = = 1,361 mol
  1. mair = 27,5 g
nA14 = = 1,527 mol
  1. mair = 28 g
nA15 = = 1,56 mol
  1. mair = 29 g
nA16 = = 1,61 mol
  1. mair = 30 g
nA17 = = 1,67 mol
  1. mair = 31 g
nA18 = = 1,72 mol
  1. Mencari fraksi mol fenol (XF)
  1. XF1 = 0,11
  2. XF2 = 0,108
  3. XF3 = 0,108
  4. XF4 = 0,107
  5. XF5 = 0,106
  6. XF6 = 0,104
  7. XF7 = 0,102
  8. XF8 = 0,096
  9. XF9 = 0,087
  10. XF10 = 0,065
  11. XF11 = 0,044
  12. XF12 = 0,039
  13. XF13 = 0,035
  14. XF14 = 0,032
  15. XF15 = 0,031
  16. XF16 = 0,03
  17. XF17 = 0,029
  18. XF18 = 0,028

  1. Mencari fraksi mol air
  1. XA1 = 1 – XF1 = 1 – 0,11 = 0,89
  2. XA2 = 1 – XF2 = 1 – 0,108 = 0,892
  3. XA3 = 1 – XF3 = 1 – 0,108 = 0,892
  4. XA4 = 1 – XF4 = 1 – 0,107 = 0,893
  5. XA5 = 1 – XF5 = 1 – 0,106 = 0,894
  6. XA6 = 1 – XF6 = 1 – 0,104 = 0,896
  7. XA7 = 1 – XF7 = 1 – 0,102 = 0,898
  8. XA8 = 1 – XF8 = 1 – 0,096 = 0,904
  9. XA9 = 1 – XF9 = 1 – 0,087 = 0,913
  10. XA10 = 1 – XF10 = 1 – 0,065 = 0,935
  11. XA11 = 1 – XF11 = 1 – 0,044 = 0,956
  12. XA12 = 1 – XF12 = 1 – 0,039 = 0,961
  13. XA13 = 1 – XF13 = 1 – 0,035 = 0,965
  14. XA14 = 1 – XF14 = 1 – 0,032 = 0,968
  15. XA15 = 1 – XF15 = 1 – 0,031 = 0,969
  16. XA16 = 1 – XF16 = 1 – 0,03 = 0,97
  17. XA17 = 1 – XF17 = 1 – 0,029 = 0,971
  18. XA18 = 1 – XF18 = 1 – 0,028 = 0,972

  1. Mencari % berat fenol dalam air.
Rumus:
% W fenol =
ρ air = 1 g/mL

  1. % W fenol1 = = = 40,98%
  2. % W fenol2 = = = 40,65%
  3. % W fenol3 = = = 40,32%
  4. % W fenol4 = = = 40%
  5. % W fenol5 = = = 39,68%
  6. % W fenol6 = = = 39,06%
  7. % W fenol7 = = = 38,46%
  8. % W fenol8 = = = 37,04%
  9. % W fenol9 = = = 34,48%
  10. % W fenol10 = = = 27,78%
  11. % W fenol11 = = = 34,48%
  12. % W fenol12 = = = 18,52%
  13. % W fenol13 = = = 16,95%
  14. % W fenol14 = = = 15,38%
  15. % W fenol15 = = = 15,15%
  16. % W fenol16 = = = 14,7%
  17. % W fenol17 = = = 14,28%
  18. % W fenol18 = = = 13,89%

  1. Mencari % berat air dalam fenol.
Rumus:
% W air = 1 - % W fenol
  1. % W air1 = 1 - % W fenol1 = 1 - 40,98 % = 59,02 %
  2. % W air2 = 1 - % W fenol2 = 1 – 40,65 % = 59,35 %
  3. % W air3 = 1 - % W fenol3 = 1 - 40,32 % = 59,68 %
  4. % W air4 = 1 - % W fenol4 = 1 - 40 % = 60 %
  5. % W air5 = 1 - % W fenol5 = 1 – 39,68 % = 60,32 %
  6. % W air6 = 1 - % W fenol6 = 1 – 39,06 % = 60,94 %
  7. % W air7 = 1 - % W fenol7 = 1 – 38,46 % = 61,54 %
  8. % W air8 = 1 - % W fenol8 = 1 – 37,04 % = 62,96 %
  9. % W air9 = 1 - % W fenol9 = 1 – 34,48 % = 65,52 %
  10. % W air10 = 1 - % W fenol10 = 1 – 27,78 % = 72,22 %
  11. % W air11 = 1 - % W fenol11 = 1 – 34,48 % = 65,52 %
  12. % W air12 = 1 - % W fenol12 = 1 – 18,52 % = 81,48 %
  13. % W air13 = 1 - % W fenol13 = 1 – 16,95 % = 83,05 %
  14. % W air14 = 1 - % W fenol14 = 1 – 15,38 % = 84,62 %
  15. % W air15 = 1 - % W fenol15 = 1 – 15,15 % = 84,85 %
  16. % W air16 = 1 - % W fenol16 = 1 – 14,7 % = 85,3 %
  17. % W air17 = 1 - % W fenol17 = 1 – 14,28 % = 85,72 %
  18. % W air18 = 1 - % W fenol18 = 1 – 13,89 % = 86,11 %









0 komentar:

Post a Comment