Adsorbsi positif Adsorbsi negatif Berdasarkan kondisi kita mengenal dua jenis adsorbsi

Laboratorium Dasar Proses Kimia -–TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 3 C = konsentrasi akhir dari asam dalam molliter K = konstanta Langmuir Nm = jumlah mol yang diperlukan untuk membuat lapisan tunggal pada karbon aktif. Baik persamaan Freundlich maupun persamaan Langmuir hanya sesuaicocok jika zat yang diserap membentuk lapisan tunggal monolayer pada permukaan adsorben. Kedua isoterm tersebut tidak cocok lagi pada tekanan yang lebih tinggi, karena lapisan adsorbat yang terserap tidak lagi berbentuk lapisan tunggal, tetapi menjadi lapisan multi molekuler. Untuk kondisi ini, isoterm yang lebih sesuai dipakai adalah isoterm BET Brunauer Emmet and Teller. Isoterm ini dibuat atas dasar anggapan bahwa kekuatan yang ada dipakai untuk kondensasi dan energi ikat adsorbsi multimolekuler. Kalor adsorbsi gas pada lapisan kedua, ketiga dst dianggap sama dengan kalor pencairan gas. Adsorbsi larutan oleh zat padat ada 3 kemungkinan :

a. Adsorbsi positif

Apabila solut relatif lebih besar teradsorbsi daripada adsorbent. Contoh: zat warna oleh aluminium atau Chromium.

b. Adsorbsi negatif

Apabila solvent relatif lebih besar teradsorbsi daripada solute dalam larutan. Contoh: Alkaloid dengan karbon aktif

c. Berdasarkan kondisi kita mengenal dua jenis adsorbsi

1. Adsorbsi fisika physisorption Apabila adsorbsi berjalan pada temperatur rendah dan prosesnya reversibel Laboratorium Dasar Proses Kimia -–TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 4 jumlah asam yang hilang karena diadsorp = pengurangan konsentrasi asam dalam larutan. 2. Adsorbsi kimia chemisorption, activated adsorbsion Apabila adsorbsi berjalan pada temperatur tinggi disertai dengan reaksi kimia yang irreversibel. ALAT – ALAT YANG DIPAKAI 1. Kertas Saring 2. Labu erlenmeyer 7 buah 3. Cawan porselin 1 buah 4. Corong 1 buah 5. Pipet ukur 1 buah 6. Buret 1 buah 7. Statifklem 1 buah 8. Bunsenkaki tigakasa 1 buah 9. Gelas arloji 1 buah 10. Labu takargelas ukur 50 ml, 100 ml. BAHAN-BAHAN YANG DIPAKAI 1. NaOH 0,1 N 2. Asam Asetat 3. Carbon aktif 6 gram 4. HCL 5. Indikator PPMO Laboratorium Dasar Proses Kimia -–TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 5 PROSEDUR PERCOBAAN Sebagai adsorben dipakai karbon aktif dan sebagai adsorbat dipakai suatu asam ditentukan oleh asisten, misal asam asetat. 1. Panaskan karbon dalam cawan porselin, jaga jangan sampai membara, kemudian didinginkan dalam exicator. Masukkan dalam enam buah labu erlenmeyer dengan berat karbon masing-masing 1 gram. 2. Buatlah larutan asam dengan konsentrasi 0,15; 0,12; 0,09; 0,06; 0,03 dan 0,015 M dengan volume masing-masing 100 ml. Larutan ini dibuat dari pengenceran larutan 0,15 N. 3. Satu enlenmeyer yang tidak ada karbon aktifnya disi 100 ml 0,03M larutan asam asetat, contoh ini akan dipakai sebagai kontrol. 4. Tutup semua labu tersebut dan kocoklah secara periodik selama 30 menit, kemudian biarkan diam untuk paling sedikit 1 jam agar terjadi kesetimbangan. 5. Saringlah masing-masing larutan memakai kertas saring halus, buang 10 ml pertama dari filtrat untuk menghindarkan kesalahan akibat adsorbsi karena kertas saring. 6. Titrasi 25 ml larutan filtrat dengan 0,1 N NaOH baku dengan indikator PP. Lakukan 2 kali untuk masing-masing larutan TUGAS 1. Hitung konsentrasi akhir dari asam asetat dari masing-masing tabungnya. 2. Hitunglah jumlah mol sebelum dan sesudah adsorbsi dan hitung pula jumlah mol yang telah teradsorbsi. 3. Hitunglah mol asam yang teradsorbsi per gram karbon aktif pada masing-masing tabung. Laboratorium Dasar Proses Kimia -–TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 6 4. Hitunglah jumlah mol yang diperlukan untuk membuat lapisan tunggal pada karbon aktif Nm. BAHAN UNTUK UJI PENDAHULUAN: 1. Bagaimana membuat larutan 0,15 M asam asetat dari asam asetat absolut. 2. Bagaimana membuat larutan 0,12M, 0,09M, 0,06M, 0,03M, 0,015M dari larutan 0,15M asam asetat dengan volume masing-masing 100 ml. 3. Tuliskanlah rumus pH larutan yang terdiri dari campuran asam lemah dengan basa kuat. 4. Mengapa kita pilih larutan NaOH untuk menitrasi larutan filtrat pada prosedur no. 6 dan bukan larutan NH4OH yang basa lemah? Laboratorium Dasar Proses Kimia -–TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 7 DISTILASI atau PENYULINGAN Percobaan 2 TUJUAN: Mahasiswapraktikan mampu memisahkan bahan-bahan kimia alami dengan proses destilasi sederhana. PERALATAN: • Labu destilasi 500 ml • Kondenser • Labu erlenmeyer • Termometer • Pemanas Heating mantle BAHAN: • Daun dan batang kayu putih • Daun dan batang kayu manis • Daun dan batang cengkeh • Dan lain-lain, Misalnya batang sereh Citronella PROSEDUR KERJA: 1. Timbang ± 25 gram daun-daunan atau kulit buah yang mengandung bahan- bahan kimia alami dan berkhasiat, seperti kayu-putih, cengkeh, lemon, dan lain- lain lihat tabel 1 yang sudah dirajang halus dengan lebar sekitar 2 – 5 mm, kemudian masukkan ke dalam labu destilasi 500 mL dan tambahkan 250 mL air. Laboratorium Dasar Proses Kimia -–TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 8 2. Periksa instalasi dan semua sambungan alat destilasi dengan seksama. Pastikan tidak ada yang salah pasang dan kendur. 3. Nyalakan kerangan air untuk pendinginan kondenser dengan bukaan yang relatif kecil sekali ± 25. 4. Nyalakan pemanas untuk labu distilasi ± skala 9. 5. Lakukan operasi distilasi selama 30 menit gunakan stopwatch, mulai dari tetesan pertama. 6. Simpan hasilnya pada labu erlenmeyer dan pisahkan di tempat yang aman. 7. Timbang ± 25 gram daun-daunan + batang kering atau campuran kulit basah dan kering, kemudian masukkan ke dalam labu destilasi 500 mL dan tambahkan 250 ml air. 8. Ulangi seperti langkah 2 sd 6 di atas. TUGAS 1. Amati hasil-hasil yang didapat dari prosedur kerja di atas, dengan parameter- parameter sebagai berikut: - Berat dan volume campuran, - Bau atau aroma campuran, - Fasa campuran, - Warna cairan, - Densitas produk relatif terhadap air, - Lain-lain tanyakan pada koordinator atau asisten. 2. Carilah literatur-litratur termasuk koran dan majalah ilmiah populer yang berhubungan dengan percobaan ini. Laboratorium Dasar Proses Kimia -–TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 9 Tabel 1. Tumbuhan dan buah yang mengandung bahan-bahan kimia alami. No. Tumbuhan Produk Minyak 1. Cengkeh Syzygium aromaticum Minyak cengkeh ± 85 eugenol 2. Kayu putih ± 500 species: Eucalyptus critriodora, E. smithii, E. globulus, E. robusta Minyak kayu putih mayoritas: cineole, piperitone 3. Kulit buah jeruk lemon Citrus limon, C. medica Minyak lemon lemon oil, mengandung: d- limonene dan citral 4. Kayu manis Cinnamomum cassiavera, Cinnamomum iners, Cinnamomum zeylanicum Minyak kayu manis mayoritas mengandung: cinnamon, dan saffrol 5. Nilam Pogostemon cablin Blanco, Pogostemon heyneanus, Pogostemon hortensis Minyak nilam patchouli oil, mengandung senyawaan: patchouli alcohol, patchouli campur, eugneno, benzaldehyde, cinnamic aldehide, cadinene Gambar 1. Rangkaian alat distilasi sederhana Laboratorium Dasar Proses Kimia -–TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 10 Gambar 2. Daun kayu putih Gambar 3. Daun kayu manis Gambar 4. Daun nilam Gambar 5. Daun cengkeh Laboratorium Dasar Proses Kimia -–TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 11 PENGARUH KONSENTRASI DAN SUHU PADA LAJU REAKSI Percobaan 3 TUJUAN: 1. Mempelajari pengaruh perubahan konsentrasi pada laju reaksi. 2. Mempelajari pengaruh suhu pada laju reaksi PENDAHULUAN Percobaan ini bersifat semi kualitatif yang dapat digunakan untuk menentukan pengaruh perubahan konsentrasi dan pengaruh suhu pada laju reaksi. Reaksi yang diamati adalah reaksi pengendapan koloid belerang yang terbentuk apabila tiosulfat direaksikan dengan asam. Yang diukur dalam percobaan ini adalah waktu yang dperlukan agar koloid belerang mencapai suatu intensitas tertentu. Reaksi pengandapan belereng dapat ditulis sebagai berikut : 2 2 2 3 2 2 s S g SO I O H aq H aq O S + + → + + − ALAT-ALAT YANG DIPAKAI 1. Gelas ukur 2. Stop Watch 3. Erlenmeyer 4. Thermometer 5. Bunsen, Kaki tiga dan kasa 6. Pipet Volum Laboratorium Dasar Proses Kimia -–TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 12 BAHAN-BAHAN YANG DIPAKAI 1. 3 2 2 O S Na 2.HCL PROSEDUR PERCOBAAN Bagian A 1. Tempatkan 50 ml natrium tiosulfat 0,25 M dalam gelas ukur yang mempunyai alas rata. 2. Tempatkan gelas ukur tadi diatas sehelai kertas putih tepat diatas tanda silang hitam yang dibuat pada kertas putih tsb, sehingga ketika dilihat dari atas melalui larutan tiosulfat, tanda silang itu jelas terlihat. 3. Tambahkan 2 ml HCL 1 M dan tepat ketika penambahan dilakukan nyalakan stop watch. Larutan diaduk agar pencampuaran menjadi merata, sementara pengamatan dari atas tetap dilakukan. 4. Catat waktu yanag diperlukan sampai tanda silang hitam tidak dapat diamati dari atas. 5. Suhu larutan diukur dan dicatat 6. Ulangi langkah-langkahdi atas dengan volume larutan tiosulfat dan volume air yang berbeda-beda TUGAS 1. Dalam percobaan ini 1waktu digunakan untuk mengukur laju reaksi. Buatlah kurva laju reaksi sebagai fungsi konsentrasi tiosulfat 2. Hitung order reaksi terhadap tiosulfat Laboratorium Dasar Proses Kimia -–TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 13 Bagian B 1. Masukkan 10 ml larutan Na-tiosulfat 0,5 M kedalam gelas ukur, lalu encerkan hingga volumenya mencapai 50 ml 2. Ambil 2 ml HCL 1 M, masukkan ke dalam tabung reaksi, tempatkan gelas ukur dan tabung reaksi tersebut pada penangas air yang suhunya ± 35 o C. Biarkan kedua larutan tersebu beberapa lama, sampai mencapai suhu kesetimbangan. Ukur suhu dengan menggunakan termometer dan catat. 3. Tambahkan asam kedalam larutan tiosulfat, dan pada saat yang bersamaan nyalakan stop watch. Larutan diaduk lalu tempatkan gelas ukur diatas tanda silang hitam. Catat waktu yang dibutuhkan sampai tanda silang tidak terlihat lagi bila dilihat dari atas. 4. Ulangi langkah diatas untuk berbagai suhu sampai 60 o C lakukan untuk 4 suhu yang berbeda. TUGAS 1. Laju reaksi dinyakan sebagai 1waktu. Buat kurva laju reaksi sebagai fungsi suhu o C. Buat kurva log laju reaksi sebagai fungsi 1suhu 1 o K. 2. Beri komentar mengenai bentuk kurva yang diperoleh. PERTANYAAN 1. Faktor apa yang mempengaruhi kecepatan reaksi ? 2. Apa yang dimaksud dengan konstanta kecepatan reaksi ? 3. Peningkatan suhu tidak selalu berarti peningkatan laju reaksi. Beri komentar anda mengenai hal ini Laboratorium Dasar Proses Kimia -–TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 14 PUSTAKA Tony Bird,”Penuntun Praktikum KIMIA FISIKA untuk Universitas”., Alihbahasa, Kwee le Tjien, Cet.1, Jakarta : Gramedia, 1987 Laboratorium Dasar Proses Kimia -–TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 15 SISTEM ZAT CAIR TIGA KOMPONEN Percobaan 4 TUJUAN: Membuat kurva kelarutan suatu cairan yang terdapat dalam dua cairan tertentu. TEORI Berdasarkan hukum fasa Gibbs, jumlah terkecil variabel bebas yang diperlukan untuk menyatakan keadaan suatu sistem dengan tepat pada kesetimbangan diungkapkan sebagai : F = C – P + 2 dimana, F = jumlah derajat kebebasan C = jumlah komponen P = jumlah fasa Dalam ungkapan diatas, kesetimbangan dipengaruhi oleh suhu, tekaanan dan komposisi sistem. Jumlah derajat kebebasan untuk sistem tiga komponen pada suhu dan tekanan tetap dapat dinyatakan sebagai : F = 3 – P 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, Laboratorium Dasar Proses Kimia -–TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 16 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 samasisi yang disebut diagram terner. Jumlah fasa dalam sistem zat cair tiga kompoen tergantung pada daya saling larut antar zat cair tersebut dan suhu percobaan. Andaikan 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. P C A B y x z Gambar 1 Titik A, B dan C menyatakan kompoenen murni. Titik-titik pada sisi Ab, BC Laboratorium Dasar Proses Kimia -–TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 17 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. C A B P Q 25 50 75 75 50 25 75 50 25 Gambar 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. Laboratorium Dasar Proses Kimia -–TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 18 ALAT-ALAT YANG DIPAKAI 1. Labu tertutup 100 ml 5 buah 2. Erlenmeyer 250 ml 3 buah 3. Burat 50 ml 3 buah 4. Neraca 5. Thermometer BAHAN-BAHAN YANG DIPAKAI 1. Aseton 2. Benzena 3. Kloroform 4. Etanol 5. Asam asetat glasial 6. Aquades JALANNNYA PERCOBAAN 1. Dalam labu erlenmeyer yang bersih, kering dan tertutup, buatlah 9 macam campuran cairan A dan C yang saling larut sempurna dengan komposisi sebagai berikut : Labu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ml A 2 4 6 8 10 12 14 16 18 ml B 18 16 14 12 10 8 6 4 2 Semua pengukuran volume dilakukan dengan buret Laboratorium Dasar Proses Kimia -–TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 19 2. Titrasi tiap campuran dalam labu 1 sd 9 dengan zat B sampai tepat timbul kekeruhan, dan catat jumlah volume zat B yang digunakan. Lakukan titrasi dengan perlahan-lahan 3. Tentukan rapat massa masing-masing cairan murni A, B dan C 4. Catat suhu kamar sebelum dan sesudah percobaan TUGAS 1. Lakukan percoban di atas untuk zat A, B dan C sesuai dengan tugas dari asisten. Berdasarkan zat yang diberikan, tentukan sendiri zat mana yang memiliki sifat A, B dan C. Beberapa kemungkinan tugas adalah sebagai berikut : Kloroform-aseton-air, Aseton-benzena-air, Air-kloroform-asam asetat dan Air- benzena-etanol 2. Hitung konsentrasi ketiga komponen dalam fraksi mol untuk tiap campuran ketika terjadi perubahan jumlah fasa, dengan rumus : x i = n i n 1 + n 2 + n 3 100 n 1 = V 1 p 1 M 1 , n 2 = V 2 p 2 M 2 = V 3 p 3 M 3 3. Gambarkan kesembilan titik itu pada kertas grafik segi tiga dan buat kurva binoidalnya sampai memotong sisi AB dari segitiga PERTANYAAN 1. Dapatkah penggambaran komposisi cairan dalam diaagram terner dinyatakan dalam persen volum ? Jelaskan 2. Apa arti garis hubung tie line serta bagaimana cara menentukannya secara eksperimental. 3. Apa pula arti titik kritik dalam diagram terner ? berapa derajat kebebasannya ? Laboratorium Dasar Proses Kimia -–TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 20 4. Gambarkan diagram terner untuk sistem yang mempunyai dua pasang cairan yang saling larut sebagian, pasangan itu, misalnya A dan B serta B dan C. PUSTAKA A.W. Francis, Liquid-Liquid Equilibriums, Interscience Publisher, New York, 1963 Daniel et al., “Experimental Physical Chemistry”, ed VII, 1970, hal. 128-131 G.W. Caastellan, Physical Chemistry, Ed. I, 1971, hal. 247-350 Laboratorium Dasar Proses Kimia -–TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 21 TEGANGAN PERMUKAAN Percobaan 5 TUJUAN: 1. Menentukan tegangan permukaan cairan secara relatif dengan air sebagai pembanding. 2. Menentukan parakhor tunggal. TEORI: Molekul-molekul yang berada dalam fasa cair seluruhnya akan dikelilingi oleh molekul-molekul dengan gaya tarik-menarik yang sama kesegala arah. Sedangkan molekul pada permukaan mengalami tarikan ke dalam rongga cairan karena gaya tarik- menarik di dalam rongga cairan lebih besar dari pada gaya tarik-menarik oleh molekul uap yang berada di atas permukaan cairan. Hal ini berakibat permukaan cenderung mengkerut untuk mencapai luas yang sekecil mungkin. Tegangan permukaan g didefinisikan sebagai gaya tiap satuan panjang yang bekerja pada permukaan untuk melawan pembesaran permukaan, atau sebagai energi persatuan luas yang diperlukan untuk memperluas permukaan sebesar satu satuan luas pada suhu, tekanan, dan komposisi tetap. Metode penentuan tegangan permukaan diantaranya ialah:

1. Metode kenaikan kapiler