Timbal Balik Fenol Air PDF

Preview

Summary

LABORATORIUM KIMIA FISIKA Percobaan : TIMBAL BALIK-FENOL-AIR Kelompok : II A Nama : 1. Alfian Muhammad Reza NRP. 2313 030 071 2. Siti Kartikatul Qomariah NRP. 2313 030 081 3. Ayu Maulina Sugianto NRP. 2313 030 031 4. Yosua Setiawan Roesmahardika NRP. 2313 030 083 Tanggal Percobaan : 7 Oktober 2013 T...

Description

LABORATORIUM KIMIA FISIKA

Percobaan

: TIMBAL BALIK-FENOL-AIR

Kelompok

: II A

Nama 1. 2. 3. 4.

: Alfian Muhammad Reza Siti Kartikatul Qomariah Ayu Maulina Sugianto Yosua Setiawan Roesmahardika

NRP. NRP. NRP. NRP.

2313 030 071 2313 030 081 2313 030 031 2313 030 083

Tanggal Percobaan

: 7 Oktober 2013

Tanggal Penyerahan

: 16 Oktober 2013

Dosen Pembimbing

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

Asisten Laboratorium

: Dhaniar Rulandri W.

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2013

DAFTAR ISI ABSTRAK ....................................................................................................................... i DAFTAR ISI.................................................................................................................... ii DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................... iii DAFTAR TABEL............................................................................................................ iv BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang ................................................................................................ I-1 I.2 Rumusan Masalah........................................................................................... I-1 I.3 Tujuan Percobaan ........................................................................................... I-1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Dasar Teori .................................................................................................... II-1 BAB III METODOLOGI PERCOBAAN III.1 Variabel Percobaan ...................................................................................... III-1 III.2 Alat Yang Digunakan .................................................................................. III-1 III.3 Bahan Yang Digunakan ............................................................................... III-1 III.4 Prosedur Percobaan ...................................................................................... III-1 III.5 Diagram Alir Percobaan .............................................................................. III-2 III.6 Gambar Alat Percobaan ............................................................................... III-5 BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN IV.1 Hasil Percobaan ...........................................................................................IV-1 IV.2 Pembahasan .................................................................................................IV-2 BAB V KESIMPULAN ...................................................................................................V-1 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................v DAFTAR NOTASI ..........................................................................................................vi APPENDIKS....................................................................................................................vii LAMPIRAN Laporan Sementara Fotocopi Literatur Lembar Revisi

ii

ABSTRAK Tujuan dari praktikum timbal balik fenol-air adalah untuk menentukan temperatur kritis pada kelarutan fenol-air dan fenol-HCl 0,04 N. Metode yang digunakan dalam percobaan ini adalah dengan menggunakan 2 gr dan 4 gr padatan fenol dan aquadest sebanyak 1,5 ml lalu memasukkan larutan fenol air dalam pemanas air beberapa detik lalu angkat larutan fenol-air tersebut, mengamati perubahan yang terjadi serta mencatat suhu saat keadaan jernih (T1), saat keadaan keruh (T2), dan suhu rata-rata(∆T). Langkah prosedur kerja untuk mencari suhu kritis awalnya dengan menimbang 2 gr fenol dan memasukkan ke dalam tabung reaksi. Setelah itu menambahkan aquadest 1,5ml menggunakan pipet tetes serta mengaduk fenol hingga larut dalam air. Selanjutnya memanaskan gelas beaker yang berisi aquadest yang didalamnya terdapat tabung reaksi fenol-air sambil mengaduknya hingga larutan fenol air menjadi jernih. Catat suhu ketika larutan mulai jernih. Setelah itu, mendinginkan larutan fenol-air sampai larutan keruh kembali. Catat suhu ketika keruh. Tambahkan aquadest 1,5 ml hingga volume penambahannya sebesar 7,5 ml. Kemudian mengulangi prosedur kerja dengan menggunakan HCl 0,4 N. Dan ulangi seluruh prosedur tersebut dengan menggunakan 4 gram fenol 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. Sehingga membentuk kurva menyerupai parabola. Jadi, dapat ditarik kesimpulan temperatur akan semakin tinggi apabila semakin banyak volume air yang ditambahkan tetapi akan turun kembali ketika larutan telah mencapai titik kritis atau temperatur kritis. Kata kunci : timbal balik fenol-air, fenol-air, kelarutan, temperatur

i

DAFTAR GAMBAR Gambar II.1

Kurva Komposisi Campuran Fenol Air .................................................... II-3

Gambar II.2

Struktur Molekul Fenol ............................................................................. II-9

Gambar III.6 Gambar Alat Percobaan ............................................................................ III-5

iii

DAFTAR TABEL Tabel II.1 Tetapan Fisik Air pada Temperatur Tertentu .................................................. II-12 Tabel IV.1 Hasil Percobaan Timbal Balik Fenol-Air 1 ................................................... IV-1 Tabel IV.2 Hasil Percobaan Timbal Balik Fenol-Air 2 ................................................... IV-1 Tabel IV.3 Hasil Percobaan Timbal Balik Fenol-Air 3 ................................................... IV-1

iv

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Kelarutan kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat terlarut (solute), untuk larut dalam suatu pelarut (solvent). Kelarutan timbal balik fenol-air adalah kelarutan dari larutan fenol dengan air yang bercampur sebagian bila temperaturnya dibawah temperatur kritis. Temperatur kritis merupakan temperatur dimana dua zat atau lebih mengalami kelarutan yang sempurna atau yang disebut homogen. Temperatur kritis dapat dicari dengan mengunakan percobaan ini, yaitu dengan cara memanaskan campuran dari fenol dengan air kemudian memperhatikan temperatur dimana campuran tersebut tercampur sempurna atau homogen. Temperatur tersebut disebut temperatur kritis. Dengan melakukan praktikum ini, praktikan dapat mengetahui titik kritis pada kelarutan fenol dengan air dan fenol dengan larutan HCl 0,4N. Praktikan dapat mengetahui temperatur dimana kedua bahan tersebut menyatu secara homogen. Pengaplikasian timbal balik fenol pada kehidupan sehari-hari yaitu kelarutan gula dalam air. Gula yang dilarutkan ke dalam air panas, dan satu lagi dilarutkan ke dalam air dingin, maka gula yang akan lebih cepat larut pada air panas karena semakin besar suhu semakin besar pula kelarutannya. Aplikasi lainnya yaitu pada bidang industri pada pembuatan reaktor kimia, pada proses pemisahan dengan cara pengkristalan integral, selain itu juga dapat digunakan untuk dasar atau ilmu dalam proses pembuatan grandulgrandul pada industri baja.

I.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah dari percobaan ini adalah : 1. Bagaimana hubungan kelarutan timbal balik fenol-air dengan variabel 2gram dan 4gram fenol beserta penambahan aquadest dan HCl 0,4 N dengan variabel 1,5-7,5 ml dengan kelipatan penambahn variabel sebesar 1,5ml ? 2. Berapakah persentase berat fenol dalam kelarutan timbal balik fenol-air dengan variabel berat fenol sebesar 2gram dan 4gram beserta penambahan aquadest dan HCl 0,4N dengan variabel 1,5-7,5ml dengan kelipatan penambahan variabel sebesar 1,5 ml ?

I-1

I-2 Bab I Pendahuluan

I.3. Tujuan Percobaan Tujuan percobaan ini adalah : 1. Mencari hubungan suhu dalam kelarutan timbal balik fenol-air dengan variabel 2gram dan 4gram fenol beserta penambahan aquadest dengan variabel 1,5-7,5ml dengan kelipatan penambahan variabel sebesar 1,5ml. 2. Mengetahui persentase berat fenol dalam kelarutan timbal balik fenol-air dengan variabel berat fenol sebesar 2gram dan 4gram beserta penambahan aquadest dan HCl 0,4N dengan variabel 1,5-7,5ml dengan kelipatan penambahan variabel sebesar 1,5ml.

Laboratorium Kimia Fisika Program D3 Teknik Kimia FTI ITS

I-2 Bab I Pendahuluan

Laboratorium Kimia Fisika Program D3 Teknik Kimia FTI ITS

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Dasar Teori Larutan dapat didefinisikan sebagai campuran yang homogen, karena itu larutan merupakan suatu sistem satu fase yang terdiri dari satu atau lebih komponen pengisinya. Fase tersebut dapat berbentuk solid, liquid maupun gas. Pengertian campuran itu sendiri dapat diartikan sebagai kumpulan dua atau lebih zat yang tidak bereaksi. Kemungkinan bentuk campuran : 1. Campuran kasar yaitu campuran yang sifat maupun bentuknya sama dengan keadaan murninya contoh campuran tanah dan pasir, gula dan garam, dan sebagainya. 2. Dispersi koloid yaitu campuran yang ukuran partikelnya 10-7 sampai 10-5cm yang tidak dapat dipisahkan dengan filtrasi dan berada di antara larutan homogen dan heterogen contoh larutan tanah liat dan air, sol Fe(OH)3 , dan sebagainya. 3. Larutan

sejati yaitu campuran yang homogen contohnya larutan gula dalam air,

garam dalam air, dan sebagainya (Keenan, 1986).

Campuran kasar dan dispersi koloid disebut juga sebagai campuran heterogen dan dapat dipisahkan secara mekanis, sedangkan larutan sejati yang bercampur secara homogen tidak dapat dipisahkan secara mekanis (Keenan, 1986). Fase merupakan bagian dari suatu sistem dimana sifat kimia dan fisisnya sama atau homogen serta antara satu fase dengan fase lainnya betul-betul terpisah oleh batasan yang baik dan jelas hingga dapat dipisahkan secara mekanis, seperti dengan penyaringan, pengendapan dan sebagainya. Fase dapat terdiri dari material dalam jumlah yang besar maupun kecil serta dapat dalam satu unit atau dapat dibagi dalam berbagai unit yang lebih kecil (Keenan, 1986). 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 II-1

II-2 Bab II Tinjauan Pustaka disebut miscible.. Pelarut umumnya merupakan suatu cairan yang dapat berupa zat murni ataupun campuran (Keenan, 1986). 1986) Campuran terdiri dari beberapa jenis. Di lihat dari fasenya, fasen P Pada sistem biner fenol –air, air, terdapat 2 jenis campuran yang dapat berupah pada kondisi tertentu. Suatu fase didefinisikan sebagai bagian sistem yang seragam atau homogeni diantara keadaan submakroskopiknya, tetapi benar – benar terpisah dari bagian ian sistem si yang lain oleh batasan tasan yang jelas dan baik. Campuran padatan atau dua cairan yang tidak saling bercampur dapat membentuk fase terpisah. Sedangkan campuran gas-gas gas adalah satu fase karena arena sistemnya yang homogen. Simbol Si umum untuk jumlah fase adalah P (Dogra SK & Dogra S, 2008 ).

Kelarutan timbal balik adalah kelarutan dari suatu larutan yang bercampur sebagian bila temperaturenya nya di bawah temperature kritis. Jika mencapai temperature kritis, maka larutan tersebut dapat bercampur sempurna (homogen) dan jika temperaturenya telah melewati temperature kritis maka sistem larutan tersebut akan kembali dalam kondisi bercampur sebagian lagi. Salah satu contoh dari temperature timbal balik adalah kelarutan fenol dalam air yang membentuk kurva parabola yang berdasarkan pada bertambahnya nya % fenol dalam setiap perubahan temperature baik di bawah temperature kritis (Dogra SK & Dogra S, 2008 ). Kelarutan dapat dibagi menjadi tiga macam, yaitu: 1.

Larut sempurna (completely ( miscible), ), seperti air dan alkohol.

2.

Larut sebagian (partially partially miscible), miscible), seperti air dan eter; air dan fenol.

3.

Tidak larut (completely completely immiscible), immiscible seperti air dan minyak.

(Sarah, 2013).

Istilah "tak larut" (insoluble) ( ) sering diterapkan pada senyawa yang sulit larut, walaupun sebenarnya hanya ada sangat sedikit kasus yang benar-benar benar tidak ada bahan yang terlarut. Dalam beberapa kondisi, titik kesetimbangan kelarutan dapat dilampaui untuk menghasilkan suatu larutan yang disebut lewat jenuh yang metastabil (Sarah, 2013). 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 ir kelarutanya akan berubah apabila dalam campuran itu ditambahan salah satu komponen penyusunnya yaitu fenol atau air (Widiyanti, 2013).

Laboratorium aboratorium Kimia Fisika Program rogram D3 Teknik Kimia FTI ITS

II-3 Bab II Tinjauan Pustaka

T

L1

L2 A2

B2

A1

T2 T1

B1

T0 XA = 1

XC Mol Fraksi

XF = 1

Gambar II.1 II. Kurva Komposisi Campuran Fenol Air 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 fasa (jernih) (Hougen, 1954). Jika temperature 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. Temperature kritis adalah kenaikan temperature tertentu dimana akan diperoleh komposisi larutan yang berada dalam kesetimbangan (Hougen, 1954). 1954) Faktor yang mempengaruhi kelarutan k : 1. Sifat dari solute dan solvent Solut yangg polar akan larut dalam solvent yang polar pula. Misalnya garam-garam garam anorganik norganik larut dalam air. Solute yang nonpolar larut dalam solvent yang nonpolar pula. Misalnya alkaloid basa (umumnya senyawa organik) larut dalam kloroform.

Laboratorium aboratorium Kimia Fisika Program rogram D3 Teknik Kimia FTI ITS

II-4 Bab II Tinjauan Pustaka

2. Cosolvensi Cosolvensi adalah peristiwa kenaikan kelarutan suatu zat karena adanya penambahan pelarut lain atau modifikasi pelarut. Misalnya luminal tidak larut dalam air, tetapi larut dalam campuran air dan gliserin atau solutio petit. 3. Kelarutan Zat yang mudah larut memerlukan sedikit pelarut, sedangkan zat yang sukar larut memerlukan banyak pelarut. Kelarutan zat anorganik yang digunakan dalam farmasi umumnya adalah : a. Dapat larut dalam air Semua garam klorida larut, kecuali AgCl, PbCl2, Hg2Cl2. Semua garam nitrat larut kecuali nitrat base. Semua garam sulfat larut kecuali BaSO4, PbSO4, CaSO4. b. Tidak larut dalam air Semua garam karbonat tidak larut kecuali K2CO3, Na2CO3. Semua oksida dan hidroksida tidak larut kecuali KOH, NaOH, BaO, Ba(OH)2. semua garam phosfat tidak larut kecuali K3PO4, Na3PO3. 4. Temperature Zat padat umumnya ya bertambah larut bila suhunya dinaikkan, zat padat tersebut dikatakan bersifat endoterm, karena pada proses kelarutannya membutuhkan panas. 5. Salting Out Salting Out adalah peristiwa p adanya zat terlarut tertentu yang mempunyai kelarutan lebih besar dibanding zat utama, akan menyebabkan penurunan kelarutan zat utama atau terbentuknya endapan karena ada reaksi kimia. Contohnya : kelarutan minyak atsiri dalam air akan turun bila kedalam air tersebut tersebut ditambahkan larutan NaCl jenuh. 6. Salting In Salting in adalah adanya zat terlarut tertentu yang menyebabkan kelarutan k zat utama dalam solvent menjadi lebih besar. Contohnya : Riboflavin tidak larut dalam air tetapi larut dalam larutan yang mengandung Nicotinamida. 7. Pembentukan Kompleks Pembentukan kompleks adalah peristiwa terjadinya interaksi antara senyawa tak larut dengan zat yang larut dengan membentuk garam kompleks. Contohnya : Iodium Iodi larut dalam larutan KI atau NaI jenuh. Kecepatan kelarutan dipengaruhi oleh :

Laboratorium aboratorium Kimia Fisika Program rogram D3 Teknik Kimia FTI ITS

II-5 Bab II Tinjauan Pustaka a. Ukuran partikel : Makin halus solute,, makin kecil ukuran partikel partike makin luas permukaan solute yang kontak dengan solvent, solute makin cepat larut. b. Suhu : Umumnya kenaikan suhu menambah kenaikan kelarutaan solute. c. Pengadukan. 8. Tekanan Tekanan tidak begitu berpengaruh terhadap daya larut zat pada zat cair, tetapi berpengaruh pada daya larut gas (Sukardjo, 2002).

Daya larut suatu zat dalam zat lain dipengaruhi oleh : 1. Jenis pelarut dan zat terlarut. Zat-zat zat dengan struktur kimia yang mirip, umumnya dapat saling bercampur baik sedang yang tidak biasanya sukar bercampur. Air dan alkohol bercampur sempurna (completely misible), air dan eter bercampur sebagian (partially partially miscible), miscible sedang air dan minyak sama sekali tidak bercampur (completely ( immiscible immiscible). 2. Temperature Kebanyakan zat padat menjadi lebih banyak larut ke dalam suatu cairan, bila temperature dinaikkan, misalnya kaliumnitrat (KNO3) dalam air, namun terdapat beberapa zat padat yang kelarutannya menurun bila temperature dinaikkan misalnya pembentukan larutan air dari serium sulfat (Ce2(SO4)3). Gas dalam cairan kelarutan suatu gas dalam m suatu cairan biasanya menurun dengan naiknya temperature. Tekanan tidak begitu berpengaruh terhadap daya larut zat pada zat cair, tetapi berpengaruh b pada daya larut gas. (Sukardjo, 2002)

Jenis-jenis enis larutan yang penting ada 4, yaitu : 1. Larutan gas dalam gas Gas dengan gas selalu bercampur sempurna membentuk larutan. Sifat-sifat Sifat larutan adalah aditif, asal tekanan total tidak terlalu besar. 2. Larutan gas dalam cair Tergantung pada jenis gas, jenis pelarut, tekanan dan temperature. temperature Daya larut N2, H2, O2 dan He dalam air, sangat kecil. Sedangkan Sedangk 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

Laboratorium aboratorium Kimia Fisika Program rogram D3 Teknik Kimia FTI ITS

II-6 Bab II Tinjauan Pustaka 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. 3. Larutan cairan dalam am cairan Bila dua cairan dicampur, zat ini dapat bercampur sempurna, bercampur sebagian, atau tidak sama sekali bercampur. bercampur. Daya larut cairan dalam cairan tergantung dari jenis cairan dan temperature. temperature Contohnya, zat-zat zat yang mirip daya larutnya besar.Benzenabesar.Benzena Toluena, Air-Alkohol, Alkohol, Air-Metil. Air Zat-zat zat yang berbeda tidak dapat bercampur AirAir Nitro Benzena, Air--Kloro Benzena. 4. ...