Rabu, 05 Juni 2013

DIAGRAM TERNER SISTEM ZAT CAIR TIGA KOMPONEN



         DIAGRAM TERNER SISTEM ZAT CAIR TIGA KOMPONEN        

A.Tujuan
Mempelajari kelarutan suatu zat dalam suatu pelarut dan mengambarkan diagram fase untuk tiga komponen .
B.Dasar Teori
            Kelarutan suatu zat adalah suatu konsentrasi maksimum yang dicapai suatu zat dalam suatu larutan. Partikel-partikel zat terlarut baik berupa molekul maupun berupa ion selalu berada dalam keadaan terhidrasi (terikat oleh molekul-molekul pelarut air). Makin banyak partikel zat terlarut makin banyak pula molekul air yang diperlukan untuk menghindari partikel zat terlarut itu. Setiap pelarut memiliki batas maksimum dalam melarutkan zat. Untuk larutan yang terdiri dari dua jenis larutan elektrolit maka dapat membentuk endapan (dalam keadaan jenuh) (Dogra, S.K. 1990)
Pemisahan suatu larutan dalam campuran dapat dilakukan dengan berbagai cara salah satunya dengan ekstraksi. Ektraksi merupakan suatu metoda yang didasarkan pada perbedaan kelarutan komponen campuran pada pelarut tertentu dimana kedua pelarut tidak saling melarutkan. Bila suatu campuran cair,misalnya komponen A&B dicampurkan tidak saling melarutkan sehingga membentuk dua fasa. Maka untuk memisahkannya digunakan pelarut yang kelarutannya sama dengan salah satu komponen dalam campuran tersebut. Sehingga ketiganya membentuk satu fasa. Jika kedalam sejumlah air kita tambahkan terus menerus zat terlarut lama kelamaan tercapai suatu keadaan dimana semua molekul air akan terpakai untuk menghidrasi partikel yang dilarutkan sehingga larutan itu tidak mampu lagi menerima zat yang akan dtambahkan. Dapat dikatakan larutan tersebut mencapai keadaan jenuh.Zat cair yang  hanya sebagian larut dalam cairan lainya, dapat dinaikan kelarutannya dengan menambahkan suatu zat cair  yang berlainan dengan kedua zat cair yang lebih dahulu dicairkan. Bila zat cair yang ketiga ini hanya larut dalam suatu zat cair yang terdahulu, maka biasanya kelarutan  dari kedua zat cair yang terdahulu itu akan menjadi lebih kecil. Tetapi bila zat cair yang ketiga itu larut dalam kedua zat cair yang terdahulu, maka kelarutan dari kedua zat cair yang terdahulu akan menjadi besar. Gejala ini dapat terlihat pada sistem kloroform- asam asetat- air (Dogra, S.K. 1990)
Bila asam asetat ditambahkan kedalam suatu campuran heterogen kloroform dan air pada suhu tertentu, kelarutan kloroform dalam air akan bertambah, sehingga pada suatu ketika akan menjadi homogen. Jumlah asam asetat yang harus ditambahkan untuk mencapai titik homogen (pada suhu tertentu tadi), tergantung dari komposisi campuran kloroform dalam air (R. A. Alberty dan F. Daniels. 1983)
Derajat kebebasan didefinisikan sebagai jumlah minimum variabel intensif yang harus dipilih agar keberadaan variabel intensif dapat ditetapkan. Jumlah minimum variabel intensif dapat berupa temperatur, tekanan, konsentrasi. Simbol untuk derajat kebebasan Φ dan invarian bila Φ = 0, univarian bila Φ = 1, biarian bila Φ = 2 dan seterusnya. Rumus derajat kebebasan diturunkan melalui hukum fasa Gibbs. Persamaannya dapat dituliskan menjadi:
Φ = C + 2 ....................................   …………..    (2.1)
               Dimana,
Φ = derajat kebebasan
C = jumlah komponen
P = jumlah fasa
            Hubungan antara diagram fasa dengan derajat kebebasan dapat dinyatakan untuk kesetimbangan apapun dalam sistem tertutup, jumlah variabel bebas disebut derajat kebebasan Φ yang sama dengan jumlah komponen C ditambah 2 dikurangi jumlah fasa P.  Jadi, dalam titik tertentu di diagram fasa, jumlah derajat kebebasan adalah 2 yakni suhu dan tekanan, bila dua fasa dalam kesetimbangan, sebagaimana ditunjukkan dengan garis yang membatasi daerah dua fasa hanya ada satu derajat kebebasan, bisa suhu atau tekanan. Pada titik tripel, ketika terdapat tiga fase tidak ada derajat kebebasan lagi (R. A. Alberty dan F. Daniels. 1983)
Berdasarkan hukum fasa Gibbs, jumlah terkecil variabel bebas yang diperlukan untuk menyatakan keadaan suatu sistem dengan tepat pada kesetimbangan diungkapkan sebagai :
                                  V    =   C    P  +  2 ……………………………   (2.2)
dimana,
F = jumlah derajat kebebasan
C = jumlah komponen
P = jumlah fasa
Dalam ungkapan diatas, kesetimbangan dipengaruhi oleh suhu, tekanan dan
komposisi sistem. Jumlah derajat kebebasan untuk sistem tiga komponen pada suhu dan tekanan tetap dapat dinyatakan sebagai :
      F   =   3    P     ……………..………………..(2.3)
Jika dalam sistem hanya terdapat satu fasa, maka F = 2, berarti untuk menyatakan keadaan sistem dengan tepat perlu ditentukan konsentrasi dari dua komponennya. Sedangkan bila dalam sistem terdapat dua fasa dalam kesetimbangan,  maka F = 1, berarti hanya satu komponen  yang harus ditentukan konsentrasinya dan konsentrasi komponen yang lain sudah tertentu berdasarkan diagram fasa untuk sistem tersebut. Oleh karena sistem tiga kompoen pada suhu dan tekanan tetap mempunyai jumlah derajat kebebasan paling banyak dua, maka diagram fasa sistem ini dapat digambarkan dalam satu bidang datar berupa suatu segitiga sama sisi yang disebut diagram terner.
Suatu sistem tiga komponen mempunyai dua pengubah komposisi yang bebas, contohnya X2 dan X3. Jadi komposisi suatu sistem tiga komponen dapat dialurkan dalam koordinat cartes dengan X2 pada salah satu sumbunya, dan X3 pada sumbu yang lain yang dibatasi oleh garis X2+X3=1. karena X itu tidak simetris terhadap ketiga komponen, biasanya, komposisi dialurkan pada suatu segitiga sama sisi dengan tiap-tiap sudutnya menggambarkan suatu komponen murni, bagi suatu segitiga sama sisi, jumlah jarak dari seberang titik didalam segitiga ketiga sisinya sama dengan tinggi segitiga tersebut. Jarak antara setiap sudut ke tengah-tengah sisi yang berhadapan dibagi 100 bagian sesuai dengan komposisi dalam persen. Untuk memperoleh suatu titik tertentu dengan mengukur jarak terdekat ketiga sisi segitiga (R. A. Alberty dan F. Daniels. 1983)
Jumlah fasa dalam sistem zat cair tiga komponen tergantung pada daya saling larut antar zat cair tersebut dan suhu percobaan. Misalnya ada tiga zat cair A, B dan C. A dan B saling larut sebagian. Penambahan zat C kedalam campuran A dan B akan memperbesar atau memperkecil daya saling larut A dan B. Pada percobaan ini hanya akan ditinjau sistem yang memperbesar daya saling larut A dan B. Dalam hal ini A dan C serta B dan C saling larut sempurna. Kelarutan cairan C dalam berbagai komposisi campuran A dan B pada suhu tetap dapat digambarkan pada suatu diagram terner. Prinsip menggambarkan komposisi dalam diagram terner dapat dilihat pada gambar (1) dan (2) di bawah ini Untuk campuran yang terdiri atas tiga komponen, komposisi (perbandingan masing-masing komponen) dapat digambarkan di dalam suatu diagram segitiga sama sisi yang disebut dengan Diagram Terner. Komposisi dapat dinyatakan dalam fraksi massa (untuk cairan) atau fraksi mol (untuk gas). Diagram tiga sudut atau diagram segitiga berbentuk segitiga sama sisi dimana setiap sudutnya ditempati komponen zat. Sisi-sisinya itu terbagi dalam ukuran yang menyatakan bagian 100% zat yang berada pada setiap sudutnya. Untuk menentukan letak titik dalam diagram segitiga yang menggambarkan jumlah kadar dari masing-masing komponen dilakukan sebagai berikut.
Gambar 2.1
Titik A, B dan C  menyatakan kompoenen murni. Titik-titik pada sisi Ab, BC   dan Ac menyatakan fraksi dari dua  komponen, sedangkan titik didalam segitiga menyatakan fraksi dari tiga komponen. Titik P menyatakan suatu campuran dengan fraksi dari A, B dan C masing-masing sebanyak x, y dan z






             Gambar 2 .2
Titik X menyatakan suatu campuran dengan fraksi A = 25%, B = 25%, dan C = 50%. Titik-titik pada garis BP dan BQ menyatakan campuran dengan perbandingan
dengan jumlah A dan C yang tetap, tetapi dengan jumlah B yang berubah. Hal yang
sama berlaku bagi garis-garis yang ditarik dari salah satu sudut segitiga kesisi yang ada dihadapannya. Daerah didalam lengkungan merupakan daerah dua fasa. Salah satu cara untuk menentukan garis binoidal atau kurva kelarutan ini ialah dengan cara menambah zat B ke dalam berbagai komposisi campuran A dan C. Titik-titik pada lengkungan menggambarkan komposisi sistem pada saat terjadi perubahan dari jernih menjadi keruh. Kekeruhan timbul karena larutan tiga komponen yang homogen pecah menjadi dua larutan konjugat terner (R. A. Alberty dan F. Daniels. 1983)
C.Alat Dan Bahan
            1.Alat
Dalam percobaan ini ala-alat yang di gunakandi antaranya: Klem,statif,Buret  50mL,Erlenmeyer 250mL,dan pipet ukur 10mL
2.Bahan
Dalam percobaan ini bahan-bahan yang di gunakan di antaranya: Kloroform,Asam asetat glasial dan akuades
            D.Cara Kerja
                        Langkah yang pertama adalah di buat larutan sebagai berikut :
Erlenmeyer
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Asam asetat (mL)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Akuades (mL)
9
8
7
6
5
4
3
2
1

Setiap penambahan di lakukan penimbangan setelah itu di lakukan titrasi menggunakan kloroform hingga terjadi kekeruhan kemudian di buat larutan lagi sebagai berikut :

Erlenmeyer
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Asam asetat (mL)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Kloroform (mL)
9
8
7
6
5
4
3
2
1
           
            Kemudian di titrasi mennguanakan akuades hingga terjadi kekeruhan.
            E .Hasil Pengamatan
                        Dari hasil pengamatan dapat di sajikan sebagai berikut:
            1.Tabel larutan I         
                        A: Akuades
                        B: Asam Asetat Glasial
                        C: Kloroform
                        E: Erlenmeyer
Tabel
Erlenmeyer Kosong
E + B
E + B + A
E + B + A + C
1:9
2:8
3:7
4:6
5:5
6:4
7:3
8:2
9:1
93.497
92.836
93.924
92.877
93.621
93.497
92.836
93.924
92.877
94.822
97.063
96.926
98.794
100.507
100.793
102.997
102.666
103.906
102.777
104.060
102.884
103.787
104.345
103.693
104.809
103.708
104.741
105.011
105.156
104.412
105.176
107.433
108.405
116.893
126.340
           

            2.Tabel larutan II
           
Tabel
Erlenmeyer Kosong
E + B
E + B + C
E + B + C + A
1:9
2:8
3:7
4:6
5:5
6:4
7:3
8:2
9:1
93.497
92.836
93.924
92.877
93.621
93.497
92.836
93.924
92.877
94.867
95.141
98.101
97.262
98.858
97.757
97.336
97.495
95.306
107.584
106.672
108.263
106.056
106.136
103.516
101.663
100.448
96.759
115.641
117.000
111.956
109.025
109.151
110.103
108.903
106.763
104.027

F.Pembahasan
            Pada percobaan  kali ini dilakukan percobaan mengenai diagram terner sistem zat cair tiga komponen dengan metode titrasi.  Praktikum yang berjudul “Diagram terner system zat cair tiga komponen” bertujuan untuk mempelajari kelarutan suatu zat dalam suatu pelarut dan menggambarkan diagram fase untuk tiga komponen Prinsip dasar dari percobaan ini adalah pemisahan suatu campuran dengan ekstraksi yang terdiri dari dua komponen cair yang saling larut dengan sempurna. Pemisahan dapat dilakukan dengan menggunakan pelarut yang tidak larut dengan sempurna terhadap campuran, tetapi dapat melarutkan salah satu komponen (solute) dalam campuran tersebut. Cairan yang digunakan dalam percobaan ini adalah air (aquadest)- Kloroform- asam asetat. Metode titrasi ini dapat digunakan untuk memisahkan campuran yang terdiri dari dua cairan yang saling melarut sempurna yaitu air dan asam asetat dititrasi dengan zat yang tidak larut dengan campuran tersebut yaitu Kloroform. Selain itu juga digunakan Kloroform dan asam asetat yang saling melarut yang kemudian dititrasi dengan zat yang tidak larut dengan campuran tersebut yaitu air aquadest
Percobaan ini dibagi menjadi 2 yaitu percobaan titrasi 1 dimana  titrat yang digunakan yaitu akuades dan asam asetat glasial, sedangkan titran yang digunakan yaitu klororform.Untuk percobaan titrasi 2 titrat yang di gunakan adalah Kloroform dan asam asetat glasial,sedangkan titran yang digunakan adalah air.Titik akhir titrasi ditunjukkan dengan terbentuknya larutan keruh yang menandakan telah terpisahnya komponen-komponen campuran dari larutan tiga komponen menjadi dua komponen larutan terner terkonjugasi.
Pada titrasi 1 dilakukan sembilan perlakuan pada masing-masing Erlenmeyer. Asam asetat glasial dan akuades dicampur dengan variasi perbandingan volume, yaitu: 1:9 ; 2:8 ; 3:7 ; 4:6 ;  5:5 ; 6:4 ; 7:3 ; 8:2 dan 9:1 kemudian dilakukan titrasi menggunakan kloroform. metode titrasi ini dapat digunakan untuk memisahkan campuran yang terdiri dari dua cairan yang saling melarut sempurna yaitu air dan asam asetat glasial dititrasi dengan zat yang tidak larut dengan campuran tersebut yaitu kloroform. ..Kecepatan kekeruhan yang terjadi pada labu tidak bertahap sesuai dengan kadar asam asetat yang terkandung pada masing-masing labu. Dengan kata lain, volume Kloroform yang digunakan untuk mencapai titik kekeruhan mengalami kenaikan dan penurunan yang acak seperti yang tercantum pada data pengamatan.
Pada titrasi 2 yang di lakukan  yakni mencampurkan Asam asetat galsial dan Kloroform dengan perbandingan yang berbeda-beda di tiap labunya. 1:9 ; 2:8 ; 3:7 ; 4:6 ;  5:5 ; 6:4 ; 7:3 ; 8:2 dan 9:1 kemudian di titrasi menggunakan akuades.cairan asam asetat glasial dengan kloroform mlarut dengan baik. Ketika titrasi dengan aquades dilakukan, terjadi pemisahan diantara campuran kloroform dengan asam asetat glasial, hal ini dikarenakan asam asetat membentuk ikatan hidrogen yang lebih kuat dengan molekul air pada bagian –OH dari gugus –COOH asam asetatnya. Oleh karena itu, asam asetat yang awalnya berikatan dengan kloroform akan terpisahkan dan berikatan dengan air. Hal ini disebabkan karena sifat kloroform yang tidak melarut dengan air sehingga Kloroform yang mulanya berikatan dengan asam asetat glasial akan terlepas dan terpisah membentuk 2 larutan terner terkonjugasi yang ditandai dengan terbentuknya larutan yang keruh. Karena kemampuannya yang dapat melarut dengan air dan juga Kloroform, maka Asam Asetat Glasial dikenal sebagai pelarut yang bersifat semi-polar. Ketika campuran asam asetat dan kloroform dititrasi dengan aquades. Ketika campuran asam asetat dan kloroform dititrasi dengan aquades, volume titran I= 9 mL ; volume titran II= 11 ml ; volume titran III= 4 mL ; volume titran IV= 3 mL ;  volume titran V= 4 mL ; volume titran VI = 6,8 mL ; volume titran VII = 8,4 mL ; volume titran VIII = 6,7 mL dan volume titran IX= 8 mL ditemukan keadaan campuran dalam keadaan keruh.
Saat penambahan larutan dengan komposisi kloroform terbanyak dan air terbanyak terjadi dua lapisan pada larutan. Lapisan atas merupakan campuran dari air dan asam asetat glasial dan lapisan bawah adalah kloroform. Berat jenis kloroform adalah 1,3752 gr/mL, air 1 gr/mL dan asam asetat glasial 1,05 gr/mL. Berdasarkan berat jenis tersebut dapat dilihat bahwa kloroform memiliki berat jenis yang lebih besar, sehingga kloroform berada pada lapisan bawah larutan.
Dari hasil perhitungan tersebut dapat  dibuat diagram fasa sistem untuk masing – masing percobaan yang digambarkan dalam satu bidang datar berupa suatu segitiga sama sisi yang disebut diagram terner. Tiap sudut segitiga itu menggambarkan suatu komponen murni. Titik menyatakan campuran terner dengan komposisi x% mol A, y% mol B dan z% mol C. Jumlah fasa dalam sistem zat cair tiga komponen bergantung pada daya saing larut antar zat cair tersebut.larutan yang mengandung dua komponen saling larut akan membentuk daerah berfasa tunggal misalnya antara cairan kloroform dengan asam asetat glasial sedangkan larutan yang mengandung dua komponen yang tidak saling larut maka akan membentuk daerah dua fasa misalnya antara cairan kloroform dengan akuades.

G.Kesimpulan


                                                


0 komentar:

Posting Komentar