Kelarutan Sistem Biner Fenol Air.docx

KELARUTAN TIMBAL BALIK SISTEM BINER FENOL AIR Universitas Negeri Semarang Erta Alifah Febrianti* ,Fatin Atikah Nata Sya'idah , Kuni Nurul Khasanah [email protected]

A. PENDAHULUAN 1. LATAR BELAKANG 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. Latar belakang dilakukannya percobaan ini adalah untuk mengetahui kelarutan dari fenol dalam air apakah membentuk dua fasa satau satu fasa saat pelarutan terjadi dan pada suhu berapakah fenol dan air dapat membentuk dua fasa.Sehingga adapat diketahui sifat kelarutan timbal balik dari dua larutan(biner) dari larutan polar dan nonpolar tersebut. 2. KAJIAN TEORI Kelarutan adalah kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat terlarut (solute), untuk larut dalam suatu pelarut (solvent) yang dinyatakan dalam jumlah maksimum zat terlarut yang larut dalam suatu pelarut pada kesetimbangan. Pelarut umumnya merupakan suatu cairan yang dapat berupa zat murni ataupun campuran (Darmaji, 2005).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. (Sukardjo, 2003). Pada temperatur konstan, komposisi dari kedua lapisan tersebut tidak berubah begitu juga kedua fase dalam larutan tersebut yang tidak berubah. Ketika suhu dinaikkan, kelarutan timbal balik dari kedua larutan tersebut juga naik, sampai pada temperatur tententu kedualarutan tersebut akan saling melarutkan satu sama lain secara sempurna. Temperatur tersebut dikenal sebagai mutual solubility temperatur (MST).(Negi dan Anand, 2004). Temperatur kritis adalah kenaikan temperatur tertentu dimana akan diperoleh komposisi larutan yang berada dalam kesetimbangan. (Karyadi,2002).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. Temperatur kritis atas Tc adalah batas atas temperatur dimana nterjadi pemisahan fase.Diatas temperatur batas atas, kedua komponen benar-benar bercampur.Temperatur ini ada gerakan termal yang lebih besar menghasilkan kemampuan campur yang lebih besar pada kedua komponen, (Atkins PW, 1999). 3. PERMASALAHAN YANG INGIN DIPECAHKAN Permasalahan yang ingin dipecahkan melalui percobaan ini adalah system kelarutan timbal balik dari dua senyawa yang berbeda yaitu non polar dengan polar yang dipertimbangkan dengan adanya perubahan suhu yang diberikan apakah dapat melarut sempurna dengan membentuk satu fasa atau tetap dalam dua fasa. Selain

1

itu disini juga ingin membuktikan apakah dengan fenol cair hasil tersebut bisa sama dengan menggunakan fenol padat pada percobaan percobaan sebelumnya. Sehingga dari percobaan ini akan diketahui bagaimana pengaruh dari penggunaan jenis fenol (padat/cair) dalam kelarutan timbal balik system ini tersebut. 4. TUJUAN DAN MANFAAT YANG INGIN DI CAPAI Tujuan yang ingin dicapai dalam percobaan berikut adalah dapat dihitung dan ditentukannya kelarutan dari fenol terhadap penambahan air dengan pengukuran suhu. Apakah dengan hasil data percobaan yang kami dapatkan membentuk kurva parabola atau tidak selain itu terbuktikannya kelarutan timbal balik system biner fenol-air dapat tercapai pada suhu kritis.Manfaat yang ingin dicapai adalah dapat terbuktikannya kelarutan timbal balik system biner pada fenol air yang dapat diterapkan dalam kehidupan sehari hari dan pada percobaan yang lain contohnya adalah kelarutan timbal balik pada n-butanol dan air kemudian kelarutan alcohol dalam air,dll.

B. METODE 1. ALAT Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah buret 50ml dan statif masing masing 1 buah, tabung reaksi diameter 4 cm sebanyak 1 buah, thermometer,penjepit kayu,statif, pengaduk, spatula,beaker glass, pembakar spirtus,neraca analitik,kaki tiga. Buret dan statif digunakan sebagai wadah air dan alat untuk menambahkan aquades kedalam tabung reaksi yang berisi fenol dan statif untuk menjepit buret kemudian alat yang dibutuhkan adalah tabung reaksi,tabung reaksi berukuran diameter 4cm sehingga cukup besar untuk menampung pelarutan fenol dalam air. Thermometer digunakan untuk mengecek perubahan suhu pada larutan,penjepit kayu digunakan untuk menjepit tabung reaksi kemudian pengaduk digunakan untuk mengaduk larutan didalam tabung reaksi untuk membantu melarutkan,kemudian beaker glass digunakan untuk membantu mengambil fenol cair menggunakan neraca analitik selain itu digunakan untuk mendidihkan air guna menaikkan suhu campuran setelah ditambahkan air dan pembakar spirtus digunakan untuk membantu mendidihkan air yang digunakan untuk menaikkan suhu campuran. t yang digunakan dalam praktikum ini adalah baskom, tabung reaksi diameter 4 cm sebanyak 2 buah, thermometer,penjepit kayu,statif, spatula,neraca analitik, gelas arloji, stopwatch. 2. BAHAN Bahan yang digunakan adalah fenol cair sebesar 5 gram kemudian air aquades yang ditambahkan secara perlahan dengan volume yang sama dan teratur. 3. PROSEDUR KERJA Percobaan untuk menentukan kelarutan system biner fenol air dimulai dengan menimbang fenol sebanyak 5gram menggunakan bantuan spatula dan neraca analitik didalam tabung reaksi berdiamater 4cm ,sembari menunggu menyiapkan air yang digunakan sebagai pelarut dengan menuangkankan aquades kedalam buret berukuran 50ml dan menyiapakn penangas manual dari pembakar spritus dan air yang didihkan menggunakan beaker glass. Percobaan dimulai dengan menambahkan air kedalam fenol cair melalui buret kedalam tabung reaksi sebanyak 2ml kemudian mengeruh dikur suhunya lalu dipanaskan kedalam penangas hingga suhu 90⁰C. Setelah itu diukur suhunya setelah suhunya naik 4⁰C lalu dibiarkan hingga membentuk 2 fasa kembali ,ditambahkan kembali aquades lalu mengulang langkah yang sama hingga didapatkan suhu kritis dan membentuk satu fasa antara fenol-air.

2

Gambar 1. Prosedur Percobaan Kelarutan Timbal Balik Sistem Biner Fenol-Air

C.HASIL DAN PEMBAHASAN 1. HASIL Pada percobaan kelarutan system biner dilakukan dengan penambahan air kedalam tabung reaksi yang berisi fenol cair dan dengan penambahan aquades. Komposisi penambahan fenol-air sebelum dan sesudah penambahan dan perubahan temperature dapat dilihat pada table 1. Kemudian untuk perhitungan konsentrasi larutan (konsentrasi mol fenol dan mol air) setelah penambahan air hingga mencapai suhu kritis dapat di lihat pada Table 2. Kemudian setelah di ketahui konsentrasi dari fenol dan air yang ditambahkan maka dibuat grafik yang menunjukkan apakah percobaan yang sudah kelompok kami lakukan dapat membentuk grafik parabola sesuai dengan yang dikemukakan teori, untuk grafik percobaan dapat di lihat pada grafik1. Tabel 1. Komposisi Penambahan Fenol-Air dan Perubahan Suhu

Tabel 2. Tabel Perhitungan Konsentrasi Larutan Sistem Biner

Grafik 1. Grafik Kelarutan Sistem Biner Pada Grafik yang didapatkan dapat dilihat bahwa kurva parabola tidak dapat terbentuk secara sempurna. Grafik tersebut diolah berdasarkan polynominal yang menggunakan orde 2. Dari hasil pengolahan didapatkan hasil orde yang sesuai untuk membentuk kurva parabola adalah orde 2, selain itu pada grafik diatas adalah grafik halus setelah data untuk grafik diolah, pada data awal yang digunakan untuk membuat grafik sangat tidak sesuai dan satu data awal sangat terpencil dan merusak data lainnya sehingga dihilangkan (grafik yang sebenarnya tercantum dalam lampiran). 2. PEMBAHASAN Pada percobaan yang telah kami lakukan , kami memilih penambahan tetap pada fenol adalah setiap 2 mL karena menururt percobaan percobaan yang telah dilakukan sebelumnya yang mempunyai interval penambahan yang lebih sedikit (misal setiap 0,1mL) membuat terbentuknya satu fasa dan mencapai suhu kritis menjadi semakin lama namun dengan interval penambahan yang terlalu banyak juga berpengaruh banyak pada tidak terbentuknya kurva parabolic yang baik seperti pada percobaan kami. Pada teori dijelaskan bahwa setelah mencapai suhu kritis dimana pada percobaan kami dicapai pada suhu 64.5⁰C maka suhu campuran akan terus menurun sehingga akan membentuk kurva parabolic . Namun pada percobaan kami ada kesalahan dalam pengambilan data praktikum sehingga kurva parabolic tidak bisa terbentukdengan sempurna. Selain itu ada satu data yang terpencil yaitu data awal yang ketika dibuat grafik namun menyimpang sehingga data tersebut dihilangkan untuk dapat membentuk kurva yang baik. Grafik yang dihasilkan dari grafik kami terlalu kekanan,hal ini diduga karena pengaruh faktor fenol. Fenol yang dilarutkan dalam air seharusnya merupakan fenol padat, pada percobaan yang sudah kami pelajari tentang Kelarutan Timbal Balik Sistem Biner menggunakan fenol padat sehingga ketika ditambahkan air benar benar

3

terlihat apakah satu atau dua fasa yang terjadi pada fenol-air. Namun karena bahan yang belum disediakan maka kami menggunakan fenol cair sehingga lebih sulit diamati ketika percobaan. Faktor yang mempengaruhi percobaan yang lain diantaranya adalah penggunaan air yang digunakan untuk melarutkan. Hal ini berpengaruh,karena mineral yang ada dalam air seperti Ca,Fe diduga dapat bereaksi dengan fenol ,seharusnya menggunakan aquades jenis aquabidemin yang bagus agar tidak berekasi dengan fenol. Suhu kritis yang teramati adalah 64.5⁰C disini campuran membentuk satu fasa yang keruh sebelum setelah sedikit agak lama kembali menjadi dua fasa. Hal ini juga terpengaruh oleh pengamatan setiap praktikan yang tidak sama dalam mengamati hasil percobaan dan temperatur sehingga hal ini juga menjadi salah satu faktor dari kurang terbentuknya grafik parabolic dari percobaan kelarutan sistem biner. Selanjutnya, bila fenol tidak ada untuk melakukan percobaan fenol air ini dapat menggunakan n-butanol sebagai pengganti fenol. Dalam percobaan ini kita dapat mempelajari bagaimana senyawa nonpolar dan polar dapat bercampur dan memebentuk sat fasa sebelum kembali lagi menjadi dua fasa. Penambahan air disini secara perlahan dengan jumlah fenol yang tetap akan menguranngi %fenol dan sebaliknya menambah %air dalam campuran sehingga suhunya pun berubah. Kelarutan timbal balik ini terlihat dari penambahan aquades membuat kelarutan fenol berkurang sehingga larutan menjadi keruh dan pemanasan yang terjadi kelarutannya meningkat sehingga menjadi bening karena pengaruh dari temperatur yang dinaikkan. Titik kritis yang tertera dalam grafik adalah titik puncak dimana terjadi dua fasa sedangkan daerah dibawah kurva terjadi dua fasa yang mengakibatkan kekeruhan sedangkan diatas kurva daerah satu fasa yang bening. Temperaturkritis yang didapatkan sesuai dengan teori dengan teori dari Remington dalam Essentials of pharmauceutics yang menyatakan bahwa temperatur kritis untuk kurva sistem biner fenol-air adalah 66,8⁰C dengan 34,5% komposisi massa fenol. Namun ternyata kurang sesuai dengan percobaan kami yang hanya mendapat suhu kritis 64.5⁰C dengan komposisi fenol sebanyak 7.37%,hal ini disebabkan banyak faktor yang sudah dijelaskan seperti sampel fenol adalah cari, aquades yang kurang sesuai,dll.

D. PENUTUP SIMPULAN Dari percobaan yang kami lakukan kami menyimpulkan bahwa percobaan yang kami lakukan kurang berhasil dan belum bisa memenuhi hasil yang ingin dicapai dalam menentukan kelarutan sistem biner pada fenol dan air. Hal ini dipengaruhi oleh banyak faktor seperti fenol yang digunakan cair, dan dimungkinkan kondisi pemanasan yang kurang baik sehingga mempengaruhi dari percobaan yang dilakukan dan hasilnya berbeda dengan hasil percobaan sebelum sebelumnya.

DAFTAR PUSTAKA Negi, A. S. dan S. C. Anand. 2004. A Textbook of Physical Chemistry. India : Taj press Atkins PW. 1999. Kimia Fisika. “Edisi ke-2 Kartahadiprodjo Irma I, penerjemah ; Indarto Purnomo Wahyu, editor. Jakarta : Erlangga. Terjemahan dari : Physichal Chemistry. Darmaji.2005.Kimia Fisika I.Jambi : Universitas Jambi. Sukardjo.2003.Dasar-Dasar Kimia Fisika.Jogjakarta : Universitas Gajah Mada. Karyadi, Beny.2002.Kimia Fisika.Jakarta : Erlangga. LAMPIRAN

4

Gambar 2. Perhitungan mendapatkan mol fenol

Grafik 2. Grafik Kelarutan Sistem Biner

Gambar 3. Formulir Pendaftaran Bahan

Gambar 4. Formulir Pendaftaran Alat

Gambar 5. Tabel Data Pengamatan Percobaan Sistem Fenol Air

5