LAPORAN PRATIKUM KIMIA FISIK II
PERCOBAAN IV
KELARUTAN TIMBAL BALIK
KELOMPOK IV
NAMA KELOMPOK :
MARINI CHINTIA E.P (08091003048)
PUSPA IRWENY (08091003050)
IDA MARYANI (08091003052)
RISNAWATY BARUS (08091003058)
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
2011
BAB I
PENDAHULUAN
I.I. Latar Belakang Teori
Larut adalah istilah sehari-hari yang kita gunakan jika suatu zat dapat dicampurkan secara sempurna dengan suatu cairan. Kita kenal pula keadaan jenuh, sehingga muncul pengertian “kelarutan”. Kelarutan ini dapat besar, sedang, atau kecil. Dalam kehidupan sehari-hari kita mengambil batas batas terlalu tegas yaitu larut dan tidak larut.
Bila zat 1 larut dalam zat 2 maka potensial kimia komponen 1 dapat dinyatakan sebagai,
μ1 = μi + RT Ln x1 ... (1)
dengan : μ1 = potensial kimia zat 1 murni,
xi = fraksi mol zat 1 dengan anggapan larutan ideal.
Disamping itu kita kenal juga sifat berubahnya kelarutan bila suhu berubah. Dengan demikian keadaan satu fasa dapat mengalami perubahan menjadi dua fasa bila suhu berubah, begitu pula sebaliknya. Gibbs menemukan bahwa pada komposisi dan tekanan tertentu, suhu terjadinya perubahan di atas tertentu pula. Ia membuat aturan yang dapat digunakan untuk menghitung jumlah variabel yang bebas sebagai berikut:
V = C – P + 1 ...(2)
Pada tekanan tetap, dengan :
v = derajat kebebasan,
C = jumlah komponen dan
P = jumlah fasa.
Perhatikan bahwa pada saat perubahan terjadi masih terdapat dua fasa).
Tf
T3------------------------------a”----------- C” T2-----------------------------a’-------------------- C’
T1------------------------------------------------------ C
tdaerah di dalam lengkungan pada gambar 4.1 diatas meruapakan daerah dua fasa. Sebagai contoh titik a akan terpecah menjadi titik b (fasa 1) dan titik c (fasa 2). Perbandingan jumlah fasa-1 dengan fasa-2 adalah sebagai ac & ab. Bila sistem tersebut dipanaskan dari T1 dan T2 maka titik a bergerak ke a’, b ke b’ dan c ke c’. Dari perbandingannya jelas fasa-1 bertambah banyak dan fasa-2 berkurang. Pemanasan lebih lanjut sampai Ta membawa titik a’ ke a”, titik b’ ke b” dan titik c’ ke titik c”. Sampai disini berarti fasa-2 habis dan sistem berubah menjadi satu fasa. Daerah diluar lengkungan mempunyai satu fasa saja; derajat kebebasannya dua berarti dapat berada pada berbagai komposisi dan suhu.
I.II. Rumusan Masalah
1. Bagaimana hubungan antara kelarutan tersebut dengan suhu dalam sebuah diagram fasa?
I.III. Tujuan percobaan
1. Mempelajari kelarutan timbal balik antara dua cairan.
2. Menggambarkan hubungan antara kelarutan tersebut dengan suhu dalam sebuah diagram fasa.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Kelarutan atau solubilitas 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 disebut miscible. Pelarut umumnya merupakan suatu cairan yang dapat berupa zat murni ataupun campuran. Zat yang terlarut, dapat berupa gas, cairan lain, atau padat. Kelarutan bervariasi dari selalu larut seperti etanol dalam air, hingga sulit terlarut, seperti perak klorida dalam air. Istilah "tak larut" (insoluble) sering diterapkan pada senyawa yang sulit larut, walaupun sebenarnya hanya ada sangat sedikit kasus yang 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.
Faktor Yang Mempengaruhi Kelarutan :
1. Sifat dari solute dan solvent
Solute yang polar akan larut dalam solvent yang polar pula. Misalnya garam-garam anorganik larut dalam air. Solute yang nonpolar larut dalam solvent yang nonpolar pula. Misalnya alkaloid basa (umumnya senyawa organik) larut dalam kloroform.
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. Temperatur
Zat padat umumnya bertambah larut bila suhunya dinaikkan, zat padat tersebut dikatakan bersifat endoterm, karena pada proses kelarutannya membutuhkan panas.
5. Salting Out
Salting Out adalah Peristiwa 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 ditambahkan larutan NaCl jenuh.
6. Salting In
Salting in adalah adanya zat terlarut tertentu yang menyebabkan kelarutan 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 larut dalam larutan KI atau NaI jenuh.
Kecepatan kelarutan dipengaruhi oleh :
1. Ukuran partikel : Makin halus solute, makin kecil ukuran partikel ; makin luas permukaan solute yang kontak dengan solvent, solute makin cepat larut.
2. Suhu : Umumnya kenaikan suhu menambah kenaikan kelaruta solute.
3. Pengadukan
Daya larut suatu zat dalam zat lain dipengaruhi oleh :
1.Jenis pelarut dan zat terlarut.
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 miscible),sedang air dan minyak sama sekali tidak bercampur (completely immiscible). (Sukardjo, Kimia Fisika, hal. 142)
2. Temperatur
Kebanyakan zat padat menjadi lebih banyak larut ke dalam suatu cairan, bila temperatur dinaikkan, misalnya kaliumnitrat (KNO3) dalam air, namun terdapat beberapa zat padat yang kelarutannya menurun bila temperatur dinaikkan misalnya pembentukan larutan air dari seriumsulfat (Ce2(SO4)3). -Gas dalam cairan Kelarutan suatu gas dalam suatu cairan biasanya menurun dengan naiknya temperatur. (Keenan, Charles W, Kimia Untuk Universitas, Jilid I edisi keena, hal. 383) 3. Tekanan Tekanan tidak begitu berpengaruh terhadap daya larut zat pada zat cair, tetapi berpengaruh pada daya larut gas. (Sukardjo, Kimia Fisika, hal. 142). .
Jenis-jenis larutan yang penting ada 4 yaitu :
1. Larutan gas dalam gas Gas dengan gas selalu bercampur sempurna membentuk larutan. Sifat-sifat larutan adalah aditif, asal tekanan total tidak terlalu besar.
2. Larutan gas dalam cair. Tergantung pada jenis gas, jenis pelarut, tekanan dan temperatur. Daya larut N2, H2, O2 dan He dalam air, sangat kecil. Sedangkan 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 pelarut juga berpengaruh, misalnya N2, O2, danCO2 lebih mudah larut dalam alkohol daripada dalam air, sedangkan NH3 dan H2S lebih mudah larut dalam air daripada alkohol.
3. Larutan cairan dalam cairan. Bila dua cairan dicampur, zat ini dapat bercampur sempurna, bercampur sebagian, atau tidak sama sekali bercampur. Daya larut cairan dalam cairan tergantung dari jenis cairan dan temperatur. Contoh : Zat-zat yang mirip daya larutnya besar.Benzena-Toluena, Air-Alkohol, Air-Metil. Zat-zat yang berbeda tidak dapat bercampur Air-Nitro Benzena, Air-Kloro Benzena.
4. Larutan zat padat dalam cairan. Daya larut zat padat dalam cairan tergantung jenis zat terlarut, jenis pelarut, temperatur, dan sedikit tekanan. Batas daya larutnya adalah konsentrasi larutan jenuh. Konsentrasi larutan jenuh untuk bermacam-macam zat dalam air sangat berbeda, tergantung jenis zatnya. Umumnya daya larut zat-zat organik dalam air lebih besar daripada dalam pelarut-pelarut organik. Umumnya daya larut bertambah dengan naiknya temperatur karena kebanyakan zat mempunyai panas pelarutan positif.(Sukarjo, Kimia Fisika, hal: 143-146).
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. (Olaf A. Hougen, Chemical Process Principles, hal: 167-168).
Ada dua macam larutan, yaitu :
1. Larutan homogen, yaitu apabila dua macam zat dapat membentuk suatu larutan yang susunannya begitu seragam sehingga tidak dapat diamati adanya bagian-bagian yang berlainan, bahkan dengan mikroskop optis sekalipun. Atau larutan dapat dikatakan dapat bercampur secara seragam (miscible).
2. Larutan heterogen, yaitu apabila dua macam zat yang bercampur masih terdapat permukaan-permukaan tertentu yang dapat terdeteksi antara bagian- bagian atau fase-fase yang terpisah.
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 kelarutanya 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
L2
A2
B2 T2-
A1 B1 T1-
XA= 1 Xc XF = 1
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). (http://www.scribd.com/doc/37898336/KF1-3fenolair)
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
III.1. Waktu dan Tempat
Waktu Praktikum : Selasa, 26 April 2011
Tempat Praktikum : Laboratorium Kimia Fisika Fakultas MIPA Universitas Sriwijaya
III.2. Alat dan Bahan
A. Alat yang diperlukan :
o Tabung reaksi sedang
o Tabung reaksi besar
o Kawat kasa
o Pembakar bunsen
o Pengaduk gelas kecil
o Gelas kimia 1 L
o Kaki tiga
o Pengaduk lingkar
o Statif, klem, dan pemegang
o Termometer
B. Bahan yang diperlukan :
o Fenol 20 gram
o Larutan metanol 1% 6 mL
o Larutan NaCl 1% 6 mL
o Aquades
III.3 Prosedur Percobaan
| Siapkan campuran fenol dengan air di dalam 8 tabung reaksi sedang dengan komposisi masing – masing sebagai berikut :
|
| Panaskan tiap campuran tersebut dalam penangas air dengan susunan alat seperti di gambar.  |
| Aduk campuran dengan perlahan. Catat suhu pada saat campuran berubah dari keruh menjadi jernih (T1). |
| Keluarkan tabung reaksi besar dari penangas air, biarkan campuran (larutan) menjadi dingin dan catat suhu (T2) pada saat campuran keruh kembali. |
| Bila penambahan fenol pada pengerjaan 1 kurang teliti, tentukan konsentrasi fenol dalam kedua fasa dari tiap – tiap campuran secara volumetri dengan menggunakan larutan brom yang telah dibekukan. |
| Buatlah dalam tabung sedang yang bersih campuran 4 gram fenol dengan 6 mL larutan metanol 1%. Tentukan suhu pada saat campuran berubah menjadi jernih dan menjadi keruh kembali. Lakukan hal yang sama untuk campuran 4 gram fenol dan 6 mL larutan NaCl 1 %. |
BAB IV
PEMBAHASAN
IV.1. Data Hasil Pengamatan
| No | gram Fenol | Air (ml) | T1 | T2 |
| 1 | 2 gr | 2,0 | 60o C | 35 o C |
| 2 | 2gr | 2,5 | 62o C | 37 o C |
| 3 | 2gr | 3,0 | 63 o C | 38 o C |
IV.2. Perhitungan
Diketahui :
· BM Fenol = 94 gr/mol
· BM Air = 18 gr/mol
· ρair = 0,996 gr/ml
a.Menghitung mol fenol
· n1 Fenol = 
= 
= 0,021 mol
= = 0,021 mol· n2 Fenol = =
= 0,021 mol
= = 0,021 mol· n3 Fenol = = = 0,021 mol
= = 0,021 molb.Menghitung mol air
· n1 air =
0,110 mol
0,110 mol· n2 air =
0,138 mol
0,138 mol· n3 air =
0,116 mol
0,116 molc.Menghitung mol total
· n1 total = n1 fenol + n1air
= 0,021 mol + 0,110 mol
= 0,131 mol
· n2 total = n2 fenol + n2air
= 0,021 mol + 0,138 mol
= 0,159 mol
· n3 total = n3 fenol + n3 air
= 0,021 mol + 0,116 mol
= 0,187 mol
d. Menghitung fraksi mol Fenol
· X1 Fenol = 
0,160
0,160 · X2 Fenol = 
0,132
0,132· X3 Fenol = 
0,112
0,112e. Menghitung fraksi mol air
· X1 air = 
0,839
0,839· X2 air = 
0,867
0,867· X3 air = 
0,887
0,887f. Menghitung Suhu rata rata
· T1 = 
( T2+ T1) = ( 333 + 308 ) K = 320,5 K
( T2+ T1) = ( 333 + 308 ) K = 320,5 K· T2 = ( T2+ T1) = ( 335 + 310 ) K = 322,5 K
( T2+ T1) = ( 335 + 310 ) K = 322,5 K· T 3 = ( T2+ T1 ) = ( 336 + 311 ) K = 323,5 K
( T2+ T1 ) = ( 336 + 311 ) K = 323,5 KFenol Dengan Suhu Rata-Rata
| NO | X | Y | x2 | Y2 | X.Y |
| 1. | 0,160 | 320,5 K | 0,025 | 102.720,25 | 51,28 |
| 2. | 0,132 | 322,5 K | 0,017 | 104.006,25 | 42,57 |
| 3. | 0,112 | 323,5 K | 0,012 | 104.652,25 | 36,23 |
| ∑ | 0,404 | 966,5 K | 0,054 | 311.378,75 | 130,08 |
Slope (A) = n∑xy - ∑x∑y n∑x2 - (∑x)2
= 
= 
= 
= 220
Intersept (B) = ∑x2 ∑y - ∑xy∑x n ∑x2 - (∑x)2
= 
= 
= 
= 362
Air Dengan Suhu Rata-Rata
| No | X | Y | x2 | Y2 | X.Y |
| 1. | 0,839 | 320,5 K | 0,703 | 102.120,25 | 268,889 |
| 2. | 0,867 | 322,5 K | 0,172 | 104.006,25 | 279,607 |
| 3. | 0,887 | 323,5 K | 0,786 | 104.652,25 | 286,944 |
| ∑ | 2,953 | 966,5 | 2,240 | 310.778,75 | 835,45 |
Slope (A) = n∑xy - ∑x∑y n∑x2 - (∑x)2
= 
= 
= 
= 72
Intersept (B) = ∑x2 ∑y - ∑xy∑x n ∑x2 - (∑x)2
= 
= 
= 
= 453,6
Kurva
VI.3. Pembahasan
Kelarutan timbal balik dapat didefinisikan sebagai kelarutan dari suatu larutan yang bercampur sebagian bila temperaturnya di bawah temperatur kritis. Temperatur kritis itu sendiri merupakan kenaikan temperatur tertentu dimana akan diperoleh komposisi larutan yang berada dalam kesetimbangan.
Kelarutan merupakan jumlah maksimum suatu zat terlarut untuk dapat larut dalam zat pelarut tertentu. Faktor faktor yang mempengaruhi kelarutan itu sendiri adalah temperatur, konsentrasi, tekanan, jenis-jenis zat pelarut, ion asing, ion senama, pengadukan, luas permukaan. Temperatur, semakin tinggi temperatur semakin cepat kelarutannya, dan sebaliknya semakin rendah tempetur semakin kecil kelarutannya. Semakin besar konsentrasi semakin lambat kelarutannya, semakin kecil konsentrasi semakin besar kelarutan. Dalam larutan zat terlarut yang bersifat polar akan semakin cepat kelarutan dalam pelarut polar dan sebaliknya zat terlarut yang bersifat non polar akan semakin cepat kelarutannya dalam pelarut yang non polar. Bila didalam sebuah larutan terdapat ion asing maka kelarutan akan semakin cepat. Sedangkan bila dalam larutan tersebut terdapat ion senama maka kelarutan akan semakin lambat. Luas permukaan semakin besar kelarutan semakin cepat dan sebaliknya luas pemukaan semakin sempit kelarutan akan semakin kecil. Bila terjadi pengadukan dalam suatu larutan maka kelarutan akan semakin cepat.
Larutan itu sendiri terbagi menjadi dua yaitu larutan homogen dan heterogen. Larutan homogen, yaitu apabila dua macam zat dapat membentuk suatu larutan yang susunannya begitu seragam sehingga tidak dapat diamati adanya bagian-bagian yang berlainan. Sedangkan Larutan heterogen, yaitu apabila dua macam zat yang bercampur masih terdapat permukaan-permukaan tertentu yang dapat terdeteksi antara bagian- bagian atau fase-fase yang terpisah.
Bahan yang kita gunakan antara lain fenol dan air. Sifat fenol itu sendiri yaitu mengandung gugus OH, terikat pada sp2-hibrida, mempunyai titik didih yang tinggi, mempunyai rumus molekul C6H6O atau C6H5OH, fenol larut dalam pelarut organik, berupa padatan (kristal) yang tidak berwarna, mempunyai massa molar 94,11 gr/mol, mempunyai titik didih 181,9°C, mempunyai titik beku 40,9°C. Sedangkan sifat dari air yaitu air bersifat tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa pada kondisi standar, mempunyai massa molar 18,0153 gr/mol, mempunyai densitas 0,998 gr/cm3, mempunyai titik lebur : 0°C, 273,15 K, 32°F, mempunyai titik didih 100°C, serta mempunyai kalor jenis 4184 J/(kg.K).
Setelah dilakukan percobaan ini kita dapat menyimpulkan bahwa saat fenol yang ditambahkan kedalam air dengan perbandingan jumlah volume fenol yang tetap dan volume air yang berbeda-beda, temperatur yang dihasilkan semakin tinggi pada larutan yang jumlah volume airnya paling banyak. Perubahan yang ditunjukkan dari larutan ini ialah, 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.
Analisa yang kita gunakan pada percobaan ini antara lain analisa kualitatif dan analisa kuantitatif. Analisa kualitatif dapat diartikan sebagai analisa yang didasarkan atas pengamatan dengan panca indra kita dengan membuktikan ada tidaknya analit. Sedangkan analisa kuantitatif merupakan analisa yang didasarkan pada perhitungan secara matematis, seperti pengukuran suhu, perhitung mol air dan fenol, serta perhitungan fraksi mol.
BAB V
PENUTUP
V.1 Kesimpulan
1. Keadaan dimana terjadinya perubahan warna dari keruh menjadi jernih dan kembali lagi dari jernih menjadi keruh termasuk salah satu contoh kelarutan timbal balik.
2. Temperatur akan semakin tinggi apabila semakin banyak volume air yang digunakan.
3. Yang mempengaruhi keadaan dari keruh menjadi bening dan sebaliknya dari bening ke keruh yaitu perubahan temperatur.
4. Faktor – faktor kelarutan pada percobaan ini antara lain konsentrasi, temperatur, ion senama, pengadukan, serta luas permukaan.
5. Analisa yang digunakan dalam percobaan ini yaitu analisa kualitatif dan kuantitatif.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim.2010.Kelarutan Timbal Balik :http ://www.scribd.com/ doc/17162525/ Pratikum - kelarutan-timbal-balik, diakses 1 Desember 2010
Ari Hendriayana.2005.Kelarutan Timbal Balik Sistem Biner Fenol- Air:htttp://www.scribd.com/doc/37898336/KF1-3fenolair, diakses 31 Maret 2005
0 Response to " "
Posting Komentar