Sistem Tiga Komponen Diagram Fasa Sistem Terner

  1. Judul Percobaan

    Sistem Tiga Komponen Diagram Fasa Sistem Terner

  2. Tujuan Percobaan
    1. Menggambarkan diagram fasa sistem terner. Sistem terner yang dimaksud adalah sistem yang membentuk sepasang zat cair yang bercampur sebagian yaitu campuran kloroform-air dan asam asetat.
    2. Memperhatikan / menentukan letak “plet point” atau titik jalin pada diagram fasenya.

3. Landasan teori

    Berdasarkan hukum fasa gibs, jumlah terkecil variabel bebas yang dilakukan untuk menyatakan keadaan suatu sistem dengan tepat pada kesetimbangan di ungkapkan sebagai:

        F: C – P + 2

Dimana: F= jumlah derajat kebebasan

     C= Jumlah komponen

P= jumlah fasa

    Dalam ungkapan di atas, kesetimbangan dipengaruhi oleh temperatur, tekanan dan komposisi sistem. Jumlah derajat kebebasan untuk sistem tiga komponen pada temperatur dan tekanan tetap dinyatakan sebagai:

        F : 3 – P

                            (Oktaviana, 2012)

    Satu fasa membutuhkan dua derajat kebebasan untuk menggambarkan sistem secara sempurna, dan untuk dua fasa dalam kesetimbangan, satu derajat kebebasan. Jadi, dapat digambarkan diagram fasa dalam satu bidang. Cara terbaik untuk menggambarkan sistem tiga komponen adalah dengan mendapatkan suatu kertas grafik segitiga (Dogra, 2009: 473).

    Konsentrasi dapat dinyatakan dalam istilah % berat atau fraksi mol. Bila komposisi masing-masing dinyatakan dalam persen berat masing-masing komponen, maka perlu diketahui massa jenis tiap komponen untuk menghitung beratnya masing-masing.

        m = ρ X V

    keterangan : m = massa

         ρ = massa jenis

         V = volume

Bila berat masing-masing komponen sudah dihitung, hitung persen berat masing-masing komponen (fraksi dari masing-masing komponen). Alas segitiga menggambarkan komposisi campuran air-kloroform (Tim Dosen Kimia Fisik, 2012: 14).

    Oleh karena itu, sistem tiga komponen pada temperatur dan tekanan tetap mempunyai jumlah derajat kebebasan paling banyak dua, maka diagram fasa sistem ini dapat digambarkan dalam fasa bidang datar berupa suatu segitiga sama sisi yang disebut diagram Terner (Oktaviana, 2012).

    Dengan ini dapat digambarkan diagram fasa yang menyatakan susunan dua komponen. Diagram ini digambarkan sebagai segitiga sama sisi.

Gambar 11.16. Diagram Fasa Sistem Tiga Komponen

Sudut-sudut A, B, C menyatakan susunan komponen murni. Campuran antara A dan B, A dan C serta B dan C, terletak pada sisi-sisi segitiga. Campuran antara a, B dan C terletak dalam segitiga. Suatu campuran berisi 30% A, 20% B dan 50% C terletak dititik D (Sukardjo, 2005: 273-274).

    Air dan asam asetat dapat bercampur seluruhnya, demikian juga dengan kloroform dan asam asetat. Air dan kloroform hanya dapat campur sebagian. Apa yang terjadi jika ketiganya berada bersama-sama? (Atkins, 2006: 218).

    Asam asetat , asam etanoat atau asam cuka adalah senyawa kimia asam organik yang dikenal sebagai pemberi rasa aroma dalam makanan. Asam cuka memilih rumus empiris C2H4O2. Rumus ini seringkali ditulis dalam bentuk CH3-COOH,CH3COOH atau CH3CO2H. Asam asetat murni (disebut asam asetat glasial) adalah cairan higroskopis tak berwarna dan memiliki titik beku 16,70C. Asam asetat merupakan salah satu asam karboksilat paling sederhana, setelah asam formal (Alamsyah, 2011).

    Asam asetat lebih suka pada air dibandingkan kepada kloroform oleh karenanya bertambahnya kelarutan kloroform dalam air lebih cepat dibandingkan kelarutan air dalam kloroform. Penambahan asam asetat berlebih lebih lanjut akan membawa sistem bergerak kedaerah satu fase (fase tunggal). Namun demikian, saat komposisi mencapai titik a3, ternyata masih ada dua lapisan walaupun sedikit (Tim Dosen Kimia Fisik, 2012: 14).

    Adanya suatu zat terlarut mempengaruhi kelarutan zat terlarut lainnya. Efek garam-keluar (setting-out) adalah berkurangnya kelarutan suatu gas (atau zat bukan-ion lainnya) di dalam air jika suatu garam ditambahkan. Efek garam ke dalam (setting-in) juga dapat terjadi, dimana sistem terner lebih pekat (dalam arti mempunyai air lebih sedikit) dari pada sistem biner. Garam juga dapat mempengaruhi kelarutan elektrolit lain, seperti amonium klorida, aluminium sulfat dan air. Titik b menunjukkan kelarutan klorida dalam air: campuran denagn komposisi b1 terdiri atas klorida yang tak larut dan larutan jenuh dengan komposisi b.


Gambar 8.18. Diagram fasa, pada temperatur dan tekanan tetap Untuk sistem terne NH4Cl / (NH4)2SO4
/ H2O

(Atkins, 2006: 220)

  1. Alat dan Bahan
  2. Alat
    1. 2 buah buret 50 mL
    2. 2 buah statif dan klem
    3. 5 buah erlenmeyer 250 mL
    4. 1 buah spatula
    5. 1 buah neraca analitik
    6. 1 buah gelas ukur 10 mL
    7. 5 buah pipet tetes
    8. 1 buah botol semprot
    9. 2 buah piknometer 50 mL
    10. 1 buah batang pengaduk
    11. 1 buah oven
    12. 1 buah corong biasa
    13. 1 buah gelas kimia 250 mL
  3. Bahan
    1. CHCl3 (kloroform)
    2. H2O (aquades)
    3. Tissue
    4. Aluminium foil
  4. Prosedur Kerja
  5. Penentuan massa jenis asam asetat glasial, kloroform dan air
    1. Mencuci piknometer dan mengeringkannya dalam oven.
    2. Mendinginkan piknometer dalam eksikator.
    3. Menimbang berat kosong piknometer
    4. Mengisi piknometer dengan asam asetat glasial hingga penuh
    5. Menimbang berat piknometer akhir.
    6. Menghitung massa asam asetat glasial dan menentukan massa jenisnya.
    7. Mengulangi langkah a-f untuk larutan kloroform dan air.
  6. Sistem terner asam asetat glasial, kloroform dan air
    1. Menyediakan buret yang bersih dan kering dua buah dan mengisi masing-masing dengan aquades dan asam asetat glasial.
    2. Memasukkan 3 mL kloroformke dalam labu erlenmeyer.
    3. Menambahkan 5 mL aquadest ke dalam erlenmeyer.
    4. Mengocok campuran hingga membentuk dua lapisan.
    5. Menitrasi campuran dengan asam asetat glasial sampai terbentuk satu fasa.
    6. Mencatat volume asam asetat glasial yang digunakan.
    7. Melakukan titrasi sebanyak 3 kali
    8. Mengulangi langkah b-q untuk 4 mL, 5 mL, 6 mL, dan 7 mL kloroform.
    9. Membuat diagram fasa terner.

  1. Pembahasan
  2. Penentuan massa jenis

Massa jenis dari tiap larutan yakni CH3COOH, CHCl3 dan H2O wajib diketahui siketahui supaya memudahkan kita mencari mol masing-masing dan menghitung fraksi molnya. Fraksi mol ini yang akan menjadi patokan dalam pembuatan diagram fasa sistem terner.

Alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis adalah piknometer. Piknometer terlebih dahulu disusi dan dioven untuk menghilangkan sisa-sisa air yang dapat mempengaruhi berat piknometer. Selanjutnya piknometer dimasukkan ke eksikator dengan tujuan mendinginkan piknometer dengan cara silika gel yang terdapat dalam eksikator akan mengikat panas dari piknometer. Pikno lalu ditimbang berat kosongnya dan diisi dengan larutan CH3COOH, CHCl3 dan H2O secara bergantian dengan mengulangi prosedur kerja dari awal. Hasilnya diperoleh massa jenis CHCl3 = 1,46 g/mL, CH3COOH = 1,05 g/mL dan H2O = 1,00 g/mL. Hasil ini telah mendekati teori yakni ρH2O ρ CHCl3 = 1,48 g/mL,dan ρ CH3COOH = 1,047 g/mL. Sehingga bisa dikatakan perhitungan massa jenis tiap larutan berhasil.

  1. Sistem Tiga Komponen

Sistem terner merupakan sistem tiga komponen yang membentuk sepasang zat cair yang bercampur sebagian. Maksudnya larutan 1 dan larutan 2 membentuk dua fasa tetapi ketiga ditambahkan larutan 3 maka larutan 3 ini akan terdistribusi sebagian dilarutan 1 dan sebagian lagi dilarutan 2 sehingga terbentuklah 1 fasa. Ketiga jenis larutan yang digunakan yakni kloroform bersifat nonpolar, air bersifat polar dan asam asetat bersifat semipolar.

Kloroform yang digunakan dalam percobaan kali ini dibuat bervariasi volumenya yakni 3 L, 4 mL, 5 mL, 6 mL, dan 7 mL. Hal ini dilakukan untuk mengamati besarnya pengaruh kloroform terhadap banyaknya volume CH3COOH glasial yang dibutuhkan terbentuk dua fasa. Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan kepolaran yakni kloroform bersifat nonpolar sedangkan air bersifat polar. Selain itu karena massa jenis CHCl3 = 1,48 g/mL sedangkan air sebesar 0,998 g/mL, maka pada percobaan ini diperoleh lapisan kloroform berada dilapisan bawah sedangkan air di lapisan atas karena ρ kloroform > ρ air.

Campuran air dan kloroformselanjutnya dititrasi dengan asam asetat glasial dan membentuk satu fasa. Hal ini disebabkan CH3COOH glasial bersifat semipolar sehingga dapat larut sebagian dalam air dan sebagiannya lagi dalam kloroform. Disinilah penerapan dari sistem tiga komponen sistem terner yang bercampur sebagian.

Berdasarkan hasil percobaan diperoleh banyaknya volume CH3COOH yang dibutuhkan untuk menitrasi campuran air-kloroform berturut-turut adalah 7,13 mL; 8,43 mL; 11,60 mL; 11,33 mL dan 12,53 mL.hasil ini tidak sesuai dengan teori karena volume CH3COOH yang dibutuhkan saat penambahan 6 mL kloroform mengalami penurunan. Padahal menurut teori, semakin banyak volume kloroform yang digunakan maka semakin banyak pula volume CH3COOH glasial yang dibutuhkan untuk membentuk satu fasa. Hal ini dikarenakan kurang ketelitian saat mengamati telah terbentuk satu fasa atau belum.

Berdasarkan grafik diketahui bahwa asam asetat lebih suka bercampur dengan air dibandingkan kloroform. Hal ini terlihat pada grafik yang lebih condong ke arah kanan atau ke air. Hal ini terjadi karena bertambahnya kelarutan kloroform dalam air lebih cepat dibandingkan kelarutan air dalam kloroform. Selain itu asam asetat lebih suka ke air karena massa jenis asam asetat lebih dekat dengan ρ H2O yaitu 1,047 g/mL dan 0,998 g/mL. Hasil ini telah sesuai dengan teori bahwa asam asetat lebih suka pada air dibandingkan kloroform karena bertambahnya kelarutan kloroform dalam air lebih cepat dibandingkan kelarutan air dalam kloroform (Tim Dosen Kimia Fisik, 2012:14).

Berdasarkan grafik, diperoleh terdapat plat ploint di bawah kurva yakni saat volume kloroform 6 mL. Hal ini menandakan bahwa volume CH3COOH yang dibutuhkan untuk menitrasi campuran air-kloroform masih kurang.


I. Kesimpulan dan Saran

1. Kesimpulan

a. Diagram fasa sistem terner dapat digambarkan dengan menggunakan segitiga sama sisi dan campuran kloroform-air dan asam asetat glasial.

b. pleit point pada diagram fasa sistem terner berada pada:

1) Titik 1 dengan fraksi mol H2O= 0,632; CHCl3= 0,084; dan CH3COOH= 0,284.

2) Titik 2 dengan fraksi mol H2O= 0,585; CHCl3= 0,103; dan CH3COOH= 0,312.

3) Titik 3 dengan fraksi mol H2O= 0,513; CHCl3= 0,113; dan CH3COOH= 0,374.

4) Titik 4 dengan fraksi mol H2O= 0,506; CHCl3= 0,132; dan CH3COOH= 0,361.

5) Titik 5 dengan fraksi mol H2O= 0,477; CHCl3= 0,148; dan CH3COOH= 0,375.

DAFTAR PUSTAKA

Alamsyah. 2012. Asam Asetat, Asam Etanoat atau Asam Cuka.
http://www.kimia.upi.edu. Diakses Senin, 28 Mei 2012

Atkins, P. W. 2006. Kimia Fisika. Jakarta: Erlangga

Dogra, S.K. 2009. Kimia Fisik dan Soal-Soal. Jakarta: UI-PRESS

Oktaviana, Dian. 2012. Campuran Tiga Komponen (Diagram Biner). http://www.scrib.com. Diakses Senin, 28 Mei 2012

Sukardjo. 2005. Kimia Fisika. Jakarta

Tim Dosen Kimia Fisik. 2012. Penuntun Praktikum Kimia Fisik I. Makassar: Laboratorium Kimia FMIPA UNM

About these ads

One comment on “Sistem Tiga Komponen Diagram Fasa Sistem Terner

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s