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