kelarutan dua zat cair yang bercampur se

KELARUTAN DUA CAIRAN YANG BERCAMPUR SEBAGIAN

A. TUJUAN
1. Membuat kurva kelarutan dua zat cair yang bercampur sebagian
2. Menentukan suhu kritis larutan dua zat yang bercampur sebagian
B. TEORI DASAR
Bila dua zat cair dicampur dengan komposisi yang berbeda-beda maka ada tiga
kemungkinan yang dapat terjadi yaitu :
 Kedua zat cair dapat bercampur dalam tiap komposisi, seperti campuran alkohol dalam
air
 Kedua zat cair tidak dapat bercampur sama sekali, seperti antara air dan air raksa
 Kedua zat cair hanya dapat bercampur pada komposisi tertentu, misalnya campuran
antara air butanol
Pada percobaan berikut yang akan dilakukan adalah membuat kurva kelarutan air-butanol
atau air-fenol (diagram biner) dan sekaligus menentukan suhu kritisnya. Bila ke dalam sejumlah
air ditambah butanol atau fenol dalam air. Bila penambahan ini diteruskan, pada suatu saat akan
diperoleh larutan jenuh butanol atau fenol dalam air. Tetapi bila penambahan butanol atau fenol
diteruskan lagi akan diperoleh larutan air dalam fenol atau butanol yang memisah sebagai larutan
tersendiri. Pada penambahan selanjutnya akan diperoleh larutan jenuh air dalam butanol atau
fenol, dimana pada saat ini kedua lapisan akan menghilang dan menjadi satu lapisan lagi. Kedua
larutan jenuh air dalam butanol atau air dalam fenol atau sebaliknya dikatakan sebagai larutan

konjugat. Larutan konjugat hanya terjadi pada range suhu tertentu. Misalnya untuk sistem airbutanol terdapat pada range suhu 0-126 C. Berdasarkan literatur, maka diatas suhu ini air dan
butanol dapat saling melarutkan pada setiap komposisi yang diberikan.Suhu ini disebut suhu
kritis air-butanol.
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. Fenol dan air kelarutanya
akan berubah apabila dalam campuran itu ditambahan salah satu komponen penyusunnya yaitu
fenol atau air. Jika komposisi campuran fenol air dilukiskan terhadap suhu akan diperoleh kurva
sebagai berikut.
KELOMPOK IV PENDIDIKAN KIMIA 2009

1

T

L1

L2
A2

B2

A1

T2
B1

T1

T0
XA = 1

XC

XF = 1

Mol Fraksi

L1 adalah fenol dalam air, L2 adalah air dalam fenol, XA dan XF masing-masing adalah
mol fraksi air dan mol fraksi fenol, X C adalah mol fraksi komponen pada suhu kritis (T C). Sistem

ini mempunyai suhu kritis (TC) pada tekanan tetap, yaitu suhu minimum pada saat dua zat
bercampur secara homogen dengan komposisi CC. Pada suhu T1 dengan komposisi di antara A1
dan B1 atau pada suhu T2 dengan komposisi di antara A2 dan B2, sistem berada pada dua fase
(keruh). Sedangkan di luar daerah kurva (atau diatas suhu kritisnya, TC), sistem berada pada satu
fase (jernih).
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. Jika temperatur dari dalam kelarutan fenol aquadest dinaikkan di atas
50°C maka komposisi larutan dari sistem larutan tersebut akan berubah. Kandungan fenol dalam
air untuk lapisan atas akan bertambah (lebih dari 11,8 %) dan kandungan fenol dari lapisan
bawah akan berkurang (kurang dari 62,6 %). Pada saat suhu kelarutan mencapai 66°C maka
komposisi sistem larutan tersebut menjadi seimbang dan keduanya dapat dicampur dengan
sempurna.
KELOMPOK IV PENDIDIKAN KIMIA 2009

2

Temperatur kritis adalah kenaikan temperatur tertentu dimana akan diperoleh komposisi larutan
yang berada dalam kesetimbangan.
C. ALAT DAN BAHAN
Alat :

Alat yang digunakan adalah :
1. Tabung reaksi besar dengan
gabus
2. Beaker glass 800 ml
3. Gelas ukur 50 ml
4. Corong
5. Pengaduk
6. Spritus
7. Kassa
8. Thermometer
9. Botol semprot
10. Kaki tiga

Bahan :

Bahan yang digunakan adalah :
1. Butanol

KELOMPOK IV PENDIDIKAN KIMIA 2009

3

D.PROSEDUR KERJA
Menyiapkan penangas air. Masukkan
10 mL air ke dalam tabung reaksi.

Melalui pipet, masukkan 1 mL
butanol ke dalam tabung reaksi
yang telah diisi air tadi

Panaskan sambil diaduk sampai
tidak tampak kekeruhannya

Angkat tabung dri penangas, biarkan
cairan dingin secara perlahan sambil

diaduk. Catat suhu larutan ketika
menjadi keruh. Ulangi langkah di atas
sampai penambahan butanol mencapai
10 ml. Ulangi juga untuk butanol + air

E.DATA PENGAMATAN
Massa jenis air

= 0,98 gram/mL

Massa jenis butanol

= 0,82 gram/mL

1. Penambahan butanol ke dalam air

KELOMPOK IV PENDIDIKAN KIMIA 2009

4

No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Volume butanol yang
ditambahkan (mL)
1
2
3
4
5
6

7
8
9
10

Suhu Kritis (0C)

Suhu Jernih (C)

55
68
69
73
74
76
77
79
80
85

70
74
78
81
82
84
85
86
86
87

2. Penambahan air ke dalam butanol

No
1
2
3
4
5
6

7
8
9
10

Volume butanol yang
ditambahkan (mL)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Suhu Kritis (Suhu Jernih (C)
30

51
55
56
57
57
58
60
61
62

54
69
71
73
75
73
71
78
80
82

F. ANALISIS DATA
1. Berat butanol dan air pada tiap komposisi
Rumus yang digunakan :

massa = ρ ×
volume

a. Berat butanol pada penambahan butanol ke dalam air
 Untuk volume butanol

= 1 mL

KELOMPOK IV PENDIDIKAN KIMIA 2009

5

Massa butanol
 Untuk volume butanol
Massa butanol
 Untuk volume butanol
Massa butanol
 Untuk volume butanol
Massa butanol
 Untuk volume butanol
Massa butanol
 Untuk volume butanol
Massa butanol
 Untuk volume butanol
Massa butanol
 Untuk volume butanol
Massa butanol
 Untuk volume butanol
Massa butanol
 Untuk volume butanol
Massa butanol

= 0,82 g/mL × 1 mL = 0,82 gram
= 2 mL
= 0,82 g/mL × 2 mL = 1,64 gram
= 3 mL
= 0,82 g/mL × 3 mL = 2,46 gram
= 4 mL
= 0,82 g/mL × 4 mL = 3,28 gram
= 5 mL
= 0,82 g/mL × 5 mL = 4,1 gram
= 6 mL
= 0,82 g/mL × 6 mL = 4,92 gram
= 7 mL
= 0,82 g/mL × 7mL = 5,74 gram
= 8mL
= 0,82 g/mL × 8 mL =6,56 gram
= 9 mL
= 0,82 g/mL × 9 mL = 7,38 gram
= 10mL
= 0,82 g/mL ×10 mL = 8,2 gram

b. Berat air pada penambahan air dalam butanol
 Untuk volume air
Massa air
 Untuk volume air
Massa air

= 1 mL
= 0,98 g/mL × 1 mL = 0,98 gram
= 2 mL
= 0,98 g/mL × 2 mL = 1,96 gram

KELOMPOK IV PENDIDIKAN KIMIA 2009

6

 Untuk volume air
Massa air

= 3 mL
= 0,98 g/mL × 3 mL = 2,94 gram

 Untuk volume air
Massa air

= 4 mL
= 0,98 g/mL × 4 mL = 3,92 gram

 Untuk volume air
Massa air

= 5 mL
= 0,98 g/mL × 5 mL = 4,9 gram

 Untuk volume air
Massa air

= 6 mL
= 0,98 g/mL × 6 mL = 5,88 gram

 Untuk volume air
Massa air

= 7 mL
= 0,98 g/mL × 7 mL = 6,86 gram

 Untuk volume air
Massa air

= 8 mL
= 0,98 g/mL × 8 mL = 7,84 gram

 Untuk volume air
Massa air

= 9 mL
= 0,98 g/mL × 9 mL = 8,82 gram

 Untuk volume air
Massa air

= 10 mL
= 0,98 g/mL × 10 mL = 9,8 gram

2. Persen berat butanol dan air pada setiap komposisi
a.

Persen berat butanol (pada penambahan butanol)
Rumus yang digunakan :

% w



butanol

=

massa
massacampuran

× 100 %

pada volume butanol = 1 mL
KELOMPOK IV PENDIDIKAN KIMIA 2009

7

0,82 gram

% w butanol = (0,82  9,8) gram × 100 % = 7,72 %


pada volume butanol = 2 mL
1,64 gram

% w butanol = (1,64  9,8) gram × 100 % = 14,33 %


pada volume butanol = 3 mL
2,46 gram

% w butanol = ( 2,46  9,8) gram × 100 % = 20,06 %


pada volume butanol

= 4mL

3,28 gram

% w butanol = (3,28  9,8) gram × 100 %


= 25,07 %

pada volume butanol = 5 mL
4,1gram

% w butanol = ( 4,1  9,8) gram × 100 % = 29,49 %


pada volume butanol = 6 mL
4,92 gram

% w butanol = (4,92  9,8) gram × 100 % = 33,42 %



pada volume butanol = 7mL
5,74 gram

% w butanol = (5,74  9,8) gram × 100 % = 36,94 %


pada volume butanol = 8 mL
6,56 gram

% w butanol = (6,56  9,8) gram × 100 % = 40,10 %


pada volume butanol = 9 mL
7,38 gram

% w butanol = (7,38  9,8) gram × 100 % = 42,96 %


pada volume butanol = 10 mL
8,2 gram

% w butanol = (8,2  9,8) gram × 100 % = 45,56 %
KELOMPOK IV PENDIDIKAN KIMIA 2009

8

b.

Persen berat air (pada penambahan air)
Rumus yang digunakan :

% w



air

=

massa
massacampuran

× 100 %

Pada volume air = 1 mL
0,98 gram

% w air = (0,98  8,2) gram × 100 % = 10,06 %



Pada volume air = 2 mL
1,96 gram

% w air = (1,96  8,2) gram × 100 %


=19,29 %

Pada volume air = 3 mL
2,94 gran

% w air = ( 2,94  8,2) gram × 100 % =25,04 %


Pada volume air = 4 mL
3,92 gram

% w air = (3,92  8,2) gram × 100 %


Pada volume air = 5 mL
4,9 gram

% w air = (4,9  8,2) gram × 100 %


= 37,40 %

Pada volume air = 6 mL
5,88 gram

% w air = (5,88  8,2) gram × 100 %


= 32,34 %

= 41,76 %

Pada volume air = 7 mL
6,86 gram

% w air = (6,86  8,2) gram × 100 %

= 45,55 %

KELOMPOK IV PENDIDIKAN KIMIA 2009

9

Pada volume air = 8 mL



7,84 gram

% w air = (7,84  8,2) gram × 100 %

= 48,88 %

Pada volume air = 9 mL



8,82 gram

% w air = (8,82  8,2) gram × 100 %

= 51,82 %

Pada volume air = 10 mL



9,8 gram

% w air = (9,8  8,2) gram × 100 %

= 54,44 %

G.PEMBAHASAN
Praktikum ini bertujuan untuk membuat kurva kelarutan dua zat cair yang bercampur
sebagian serta menentukan suhu kritis dari larutan tersebut. Zat cair yang digunakan adalah air
dan butanol. Percobaan ini dilakukan dalam dua tahap yaitu penambahan butanol ke dalam air
dan penambahan air ke dalam butanol. Metode yang digunakan dalam percobaan ini adalah
kelarutan timbal balik dua cairan dengan cara memanaskan campuran dua cairan, sampai
diperoleh suhu terendah kedua cairan saling melarutkan.
Penambahan air ke dalam butanol / butanol ke dalam air dilakukan secara bervariasi
mulai dari volume 1 ml hingga 10 ml. Pada saat penambahan air ke dalam butanol, larutan
menjadi keruh. Artinya larutan ini bercampur sebagian. Kemudian campuran ini dipanaskan
dalam penangas air dan pada suhu tertentu larutan kembali jernih. Artinya pada suhu ini larutan
dapat saling melarutkan dan terlihat bahwa adanya pengaruh suhu terhadap kelarutan dimana
kelarutan akan meningkat dengan naiknya suhu. Selanjutnya larutan didinginkan dan dicatat
suhu ketika larutan kembali keruh. Perubahan suhu bergantung pada komposisi kedua zat
tersebut. Berdasarkan data ini dapat ditentukan suhu kritis dari larutan tersebut.
Dari hasil pengamatan terlihat bahwa adanya pengaruh komposisi terhadap kelarutan dua
zat cair yang bercampur sebagian dimana semakin besar volume butanol yang ditambahkan ke
dalam air, larutan semakin keruh dan suhu yang dicapai ketika larutan jernih juga semakin tinggi.
Akibatnya suhu yang dicapai ketika larutan kembali keruh juga meningkat. Hal ini disebabkan
karena penambahan tersebut menyebabkan kedua zat cair saling tidak bercampur semakin besar
KELOMPOK IV PENDIDIKAN KIMIA 2009

10

sehingga diperlukan energy yang lebih besar untuk membuat campuran tersebut menjadi
homogen / saling melarutkan.
Percobaan selanjutnya yaitu penambahan air ke dalam butanol. Pada tahap ini larutan
tidak keruh tetapi membentuk dua fasa yang ditandai dengan terbentuknya dua lapisan atau
terdapat bidang batas antara air dan butanol. Setelah dipanaskan, pada suhu tertentu larutan dapat
membentuk satu fasa yang ditandai dengan hilangnya bidang batas antara air dan butanol.
Artinya pada suhu ini larutan dapat saling melarutkan. Disini juga terlihat adanya pengaruh suhu
terhadap kelarutan. Selain itu, komposisi juga berpengaruh terhadap kelarutan dimana semakin
banyak air yang ditambahkan ke dalam butanol, semakin tinggi suhu yang dibutuhkan untuk
membuat larutan menjadi satu fasa sehingga suhu pada saat larutan kembali mencapai dua fasa
juga meningkat.
Perubahan dua fasa menjadi satu fasa ini terjadi karena kelarutan air dalam butanol
meningkat dan sebaliknya kelarutan butanol dalam air juga meningkat, hal ini disebabkan energi
kinetik partikel semakin besar sehingga bercampur sempurna.
Dari data yang diperoleh, maka dapat ditentukan suhu kritis dari campuran air dan
butanol yang dapat ditentukan dengan melihat suhu pada saat kedua zat cair yang bercampur
sebagian dapat bercampur atau saling melarutkan pada tiap komposisi yang diberikan.
Dari data antara suhu (T) dan persen berat yang diperoleh dari percobaan, dapat dibuat
grafik sistem biner butanol – air dan air - butanol, yaitu antara persen berat vs suhu (T). Pada
percobaan penambahan butanol ke dalam air suhu kritisnya adalah 98ºC dengan komposisi
campurannya adalah persen berat butanol 33,83 % dan dan persen berat air 66.17 %. Ini
menunjukkan kalau pada suhu 98 ºC, komponen yang berada di dalam kurva merupakan sistem
dua fase dan komponen di luar kurva atau di luar titik kritis komponen merupakan sistem satu
fase.
Pada percobaan penambahan air kedalam butanol suhu kritisnya adalah 82 0C. Ini
menunjukkan kalau pada suhu 82 ºC, komponen yang berada di dalam kurva merupakan sistem
dua fase dan komponen di luar kurva atau di luar titik kritis komponen merupakan sistem satu
fase.
Komponen berada pada satu fasa pada saat campurannya larut homogen (jernih),
sedangkan komponen berada pada dua fasa ketika dilakukan penambahan air yang menghasilkan
dua lapisan (keruh). Pada percobaan penambahan air ke dalam butanol didapatkan bahwa suhu
kritisnya naik turun seiring semakin banyaknya penambahan air, hal ini mungkin disebabkan
karena hal-hal berikut.
1.

Kurangnya
ketelitian
praktikan
percobaan, misalnya pada saat membaca skala termometer.
2.
Validitas alat yang digunakan.
3.
Kesalahan analisa data.
KELOMPOK IV PENDIDIKAN KIMIA 2009

saat

11

H. KESIMPULAN
Dari percobaan yang dialkukan dapat ditarik beberapa kesimpulan,yaitu:
 Jika dua buah cairan yang bercampur sebahagian dicampurkan maka kedua zat cair dapat
dapat saling melarutkan jika jumlah air yang ditambahkan kedalam butanol atau butanol
ditambahkan kedalam air berada dalam jumlah yang sedikit.
 Air dan butanol adalah dua buah cairan yang dapat bercampur sebahagian, dimana kedua
zat cair ini dapat saling larut dalam jumlah sedikit dan tidak dapat larut lagi jika air atau
Butanol terlalu banyak yang ditambahkan.
Bila kedalam 10 ml butanol ditambahkan 1ml air,maka akan terbentuk larutan airbutanol dimana air sebagai zat terlarut dan butanol sebagai pelarut . pada komposisi ini
kedua larutan saling melarutkan. Namun jika penambahan air dilanjutkan maka akan
didapat larutan keruh dimana air tidak larut semuanya dalam butanol. Begitu juga
sebaliknya jika 1 ml butanol ditambahkan kedalam 10 ml air.
 Jika penambahan dilanjutkan lagi maka akan didapat larutan jenuh air-butanol yang
saling melarutkan,larutaan ini disebut larutan konjugat,yaitu dimanaq air dan butanol
saling melarutkan.

I. JAWABAN PERTANYAAN
1. Apa yang dimaksud :
a) Larutan konjugat : saat dimana larutan yang terdiri dari dua cairan yang dapat
larut sebahagian berada dalam keadaan jenuh.
b) Suhu kritis : suhu dimana dua cairan yang larut sebahagian melarut pada
setiap komposisi yang diberikan.
2. Aplikasi konsep dua cairan yang bercampur sebahagian;

DAFTAR PUSTAKA
Bird, Tony. 1985. Kimia Fisika Universitas. Jakarta : PT Gramedia
KELOMPOK IV PENDIDIKAN KIMIA 2009

12

Sukri, S dan Hardeli. 1997. Kimia Fisika 1. Padang : UNP
Tim Kimia Fisika. 2010. Penuntun Praktikum Kimia Fisika 1. Padang : UNP
www. Wikipedia.org

KELOMPOK IV PENDIDIKAN KIMIA 2009

13