LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIK II KESETIM
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIK II
KESETIMBANGAN UAP-CAIR PADA SISTEM BINER
Nama
NIM
Kelompok
Fakultas/ jurusan
Asisten
: Rizka Fithriani Safira Sukma
: 131810301049
:5
: MIPA / Kimia
: Nanang Sugiarto
LABORATORIUM KIMIA FISIKA
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS JEMBER
2015
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Larutan yang mendidih bilamana tekanan uap cairan sama dengan tekanan uap
diluar. Suatu zat cair ketika dipanaskan dalam wadah yang tertutup akan lebih cepat
mendidih dibanding dengan zat cair yang dipanaskan dalam wadah terbuka. Hal itu terjadi
karena pengaruh tekanan uap cairan, ketika tekanan uap cairan sama dengan tekanan uap
luar saat itulah dikatakan mendidih. Zat cair dalam wadah terbuka, tekanan uap zat cair
yang dipanaskan akan naik dan ketika tekanan sama dengan tekanan luar, penguapan dapat
terjadi diseluruh bagian cairan dan uap dapat memuai di lingkungannya. Temperatur
dimana pada saat mendidih disebut temperatur didih.
Salah satu contoh aplikasi dari percobaan kesetimbangan uap cair ini adalah
pembuatan tabung gas LPG. Proses pembuatan tabung gas LPG ini menggunakan prinsip
distilasi, yaitu tekanan uap dalam tabung bila semakin besar akan mengubah gas di dalam
tabung menjadi cair. Prinsip distilasi yang digunakan sangat penting dipelajari oleh
mahasiswa. Karena dengan begitu praktikan akan memperoleh nilai dari densitas dan fraksi
mol dari larutan biner dan pengaruhnya antar satu sama lain. Percobaan ini dilakukan
untuk dapat mengetahui kesetimbangan uap-cair larutan biner.
1.2
Tujuan
Tujuan dari percobaan ini adalah menentukan sifat larutan biner dengan membuat
diagram temperatur versus komposisi dan menentukan konsentrasi etanol.
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Material Safety Data Sheet (MSDS)
2.1.1
Akuades
Akuades atau air mempunyai rumus kimia H2O. Air tidak bersifat korosif, iritasi,
permeator atupun sensitif untuk mata, kulit atau menelan. Akuades juga tidak berbahaya
jika terhirup. Akuades tidak memiliki efek karsinogenik dan mutagenic. Bahan ini tidak
mudah terbakar ataupun meledak. Akuades merupakan senyawa netral yang memiliki pH
7, tidak berbau dan tidak berwarna serta tidak berasa. Air mempunyai titik didih 100 oC dan
merupakan senyawa yang stabil (Anonim, 2015).
O
H
H
Gambar 2.2 Struktur Air
2.1.2
Etanol
Etanol (C2H5OH) sudah sangat terkenal dikehidupan sehari-hari.Etanol sama dengan
alkohol yang lain juga memabukkan. Etanol tidak larut dalam air dan akan miscible
meskipun dia memiliki gugus OH. Etanol berwujud cair, tidak berwarna (terang) dan
berbau manis. Etanol memiliki berat molekul 46,0414 g/mol dengan titik leleh- 114,1°C (387,1 K) dan titik didih 78°C (351 K). Etanol juga merupakan senyawa yang mudah
terbakar.Natrium hidroksida sangat berbahaya untuk kulit, mata, dan pernafasan.
Pertolongan pertama jika terkena etanol sama seperti pada aceton (Anonim, 2015).
2.2
Dasar Teori
Larutan merupakan suatu campuran yang homogen dan dapat berwujud padatan,
maupun cairan. Akan tetapi larutan yang paling umum dijumpai adalah larutan cair, dimana
suatu zat tertentu dilarutkan dalam pelarut berwujud cairan yang sesuai hingga konsentrasi
tertentu (Brady, 1999).
Pelarut yang mendekati murni, komponennya berperilaku sesuai dengan Hukum
Roult dan mempunyai tekanan uap yang sebanding dengan fraksi mol. Beberapa larutan
menyimpang jauh dari Hukum Roult. Walaupun demikian, dalam hal ini hukum itu
semakin dipatuhi jika komponennya berlebih (sebagai pelarut) sehingga mendekati
kemurnian. Hukum ini menerangkan pendekatan yang baik untuk pelarut selama larutan ini
encer (Atkins, 1994).
Gas ideal tidak memiliki gaya intermolekul dalam gas tersebut. Cairan ideal berarti
semua gaya intermolekul baik gaya intermolekul pada molekul- molekul sejenis (misal
pelarut-pelarut) atau pada molekul yang tidak sejenis (misal pelarut-zat terlarut) adalah
sama. Salah satu sifat larutan yang penting adalah tekanan suatu komponen yang terdapat
dalam larutan tersebut pada permukaan larutan. Mengetahui besarnya kecenderungan suatu
komponen untuk menguap yang berarti keluar dari larutan dapat diduga gaya-gaya
intermolekul apa yang bekerja di dalam larutan. Mempelajari kecenderungan untuk
menguap atau tekanan uap parsial sebagai fungsi dari suhu dan konsentrasi (Bird, 1993).
Larutan dikatakan ideal jika larutan tersebut mengikuti hukum Roult pada seluruh
kisaran komposisi sistem. Hukum Roult dalam bentuknya yang lebih umum didefinisikan
sebagai fugasitas dari tiap komponen dalam larutan yang sama dengan keadaan serta fraksi
molnya dalam larutan tersebut, yakni:
f1 = X1 . f1*
Sedangkan hubungan antara tekanan parsial dan komposisinya dalam larutan
merupakan pendekatan dalam hal larutan yang mempunyai komponen tekanan parsial
kecil.
P1 = X1 . P1o.
Dimana : p1 = tekanan uap larutan po = tekanan uap larutan murni X1 = mol fraksi
larutan Potensial kimia dari tiap komponen dalam larutan didefinisikan sebagai : µ 1 = µ1o +
R T ln X1 (Dogra, 1990).
Umumnya hanya sedikit larutan yang memenuhi hukum Raoult. Larutan yang tidak
memenuhi hukum Raoult disebut larutan non ideal. Larutan ideal dari zat pelarut A dan zat
pelarutB, tarikan A-B sama dengan tarikan A-A dan B-B, sedangkan kalor pelarutan, ΔH (l)
=0. Jika tarikan antara A-B, lebih besar dari tarikan A-Adan B-B, maka proses pelarutan
adalah eksoterm dan ΔH(l)
KESETIMBANGAN UAP-CAIR PADA SISTEM BINER
Nama
NIM
Kelompok
Fakultas/ jurusan
Asisten
: Rizka Fithriani Safira Sukma
: 131810301049
:5
: MIPA / Kimia
: Nanang Sugiarto
LABORATORIUM KIMIA FISIKA
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS JEMBER
2015
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Larutan yang mendidih bilamana tekanan uap cairan sama dengan tekanan uap
diluar. Suatu zat cair ketika dipanaskan dalam wadah yang tertutup akan lebih cepat
mendidih dibanding dengan zat cair yang dipanaskan dalam wadah terbuka. Hal itu terjadi
karena pengaruh tekanan uap cairan, ketika tekanan uap cairan sama dengan tekanan uap
luar saat itulah dikatakan mendidih. Zat cair dalam wadah terbuka, tekanan uap zat cair
yang dipanaskan akan naik dan ketika tekanan sama dengan tekanan luar, penguapan dapat
terjadi diseluruh bagian cairan dan uap dapat memuai di lingkungannya. Temperatur
dimana pada saat mendidih disebut temperatur didih.
Salah satu contoh aplikasi dari percobaan kesetimbangan uap cair ini adalah
pembuatan tabung gas LPG. Proses pembuatan tabung gas LPG ini menggunakan prinsip
distilasi, yaitu tekanan uap dalam tabung bila semakin besar akan mengubah gas di dalam
tabung menjadi cair. Prinsip distilasi yang digunakan sangat penting dipelajari oleh
mahasiswa. Karena dengan begitu praktikan akan memperoleh nilai dari densitas dan fraksi
mol dari larutan biner dan pengaruhnya antar satu sama lain. Percobaan ini dilakukan
untuk dapat mengetahui kesetimbangan uap-cair larutan biner.
1.2
Tujuan
Tujuan dari percobaan ini adalah menentukan sifat larutan biner dengan membuat
diagram temperatur versus komposisi dan menentukan konsentrasi etanol.
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Material Safety Data Sheet (MSDS)
2.1.1
Akuades
Akuades atau air mempunyai rumus kimia H2O. Air tidak bersifat korosif, iritasi,
permeator atupun sensitif untuk mata, kulit atau menelan. Akuades juga tidak berbahaya
jika terhirup. Akuades tidak memiliki efek karsinogenik dan mutagenic. Bahan ini tidak
mudah terbakar ataupun meledak. Akuades merupakan senyawa netral yang memiliki pH
7, tidak berbau dan tidak berwarna serta tidak berasa. Air mempunyai titik didih 100 oC dan
merupakan senyawa yang stabil (Anonim, 2015).
O
H
H
Gambar 2.2 Struktur Air
2.1.2
Etanol
Etanol (C2H5OH) sudah sangat terkenal dikehidupan sehari-hari.Etanol sama dengan
alkohol yang lain juga memabukkan. Etanol tidak larut dalam air dan akan miscible
meskipun dia memiliki gugus OH. Etanol berwujud cair, tidak berwarna (terang) dan
berbau manis. Etanol memiliki berat molekul 46,0414 g/mol dengan titik leleh- 114,1°C (387,1 K) dan titik didih 78°C (351 K). Etanol juga merupakan senyawa yang mudah
terbakar.Natrium hidroksida sangat berbahaya untuk kulit, mata, dan pernafasan.
Pertolongan pertama jika terkena etanol sama seperti pada aceton (Anonim, 2015).
2.2
Dasar Teori
Larutan merupakan suatu campuran yang homogen dan dapat berwujud padatan,
maupun cairan. Akan tetapi larutan yang paling umum dijumpai adalah larutan cair, dimana
suatu zat tertentu dilarutkan dalam pelarut berwujud cairan yang sesuai hingga konsentrasi
tertentu (Brady, 1999).
Pelarut yang mendekati murni, komponennya berperilaku sesuai dengan Hukum
Roult dan mempunyai tekanan uap yang sebanding dengan fraksi mol. Beberapa larutan
menyimpang jauh dari Hukum Roult. Walaupun demikian, dalam hal ini hukum itu
semakin dipatuhi jika komponennya berlebih (sebagai pelarut) sehingga mendekati
kemurnian. Hukum ini menerangkan pendekatan yang baik untuk pelarut selama larutan ini
encer (Atkins, 1994).
Gas ideal tidak memiliki gaya intermolekul dalam gas tersebut. Cairan ideal berarti
semua gaya intermolekul baik gaya intermolekul pada molekul- molekul sejenis (misal
pelarut-pelarut) atau pada molekul yang tidak sejenis (misal pelarut-zat terlarut) adalah
sama. Salah satu sifat larutan yang penting adalah tekanan suatu komponen yang terdapat
dalam larutan tersebut pada permukaan larutan. Mengetahui besarnya kecenderungan suatu
komponen untuk menguap yang berarti keluar dari larutan dapat diduga gaya-gaya
intermolekul apa yang bekerja di dalam larutan. Mempelajari kecenderungan untuk
menguap atau tekanan uap parsial sebagai fungsi dari suhu dan konsentrasi (Bird, 1993).
Larutan dikatakan ideal jika larutan tersebut mengikuti hukum Roult pada seluruh
kisaran komposisi sistem. Hukum Roult dalam bentuknya yang lebih umum didefinisikan
sebagai fugasitas dari tiap komponen dalam larutan yang sama dengan keadaan serta fraksi
molnya dalam larutan tersebut, yakni:
f1 = X1 . f1*
Sedangkan hubungan antara tekanan parsial dan komposisinya dalam larutan
merupakan pendekatan dalam hal larutan yang mempunyai komponen tekanan parsial
kecil.
P1 = X1 . P1o.
Dimana : p1 = tekanan uap larutan po = tekanan uap larutan murni X1 = mol fraksi
larutan Potensial kimia dari tiap komponen dalam larutan didefinisikan sebagai : µ 1 = µ1o +
R T ln X1 (Dogra, 1990).
Umumnya hanya sedikit larutan yang memenuhi hukum Raoult. Larutan yang tidak
memenuhi hukum Raoult disebut larutan non ideal. Larutan ideal dari zat pelarut A dan zat
pelarutB, tarikan A-B sama dengan tarikan A-A dan B-B, sedangkan kalor pelarutan, ΔH (l)
=0. Jika tarikan antara A-B, lebih besar dari tarikan A-Adan B-B, maka proses pelarutan
adalah eksoterm dan ΔH(l)