BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Kita mengenal
keadaan jenuh, hingga muncul pengertian “kelarutan”. Kelarutan dapat besar,
sedang atau kecil bergantung pada jenis pelarut dan temperatur.
Secara mikroskopik kita hanya dapat mengamati dua kemungkinan bila dua cairan
dicampurkan, yaitu terjadi satu fasa atau terjadi 2 fasa. Pertama bila
kelarutan timbal balik antara cairan pertama dan cairan kedua belum terlampaui.
Kedua bila salah satu kelarutan antara kedua campuran tersebut telah terlampaui.
Kedua kemungkinan itu dapat diterangkan secara termodinamik.
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. Jika temperatur dari dalam kelarutan fenol
aquadest dinaikkan di atas 50 °C maka komposisi larutan dari sistem
larutan tersebut akan berubah. Pada saat suhu kelarutan mencapai 66 °C
maka komposisi sistem larutan tersebut menjadi seimbang dan keduanya dapat
dicampur dengan sempurna.
1.2.
Tujuan Percobaan
Tujuan dari
percobaan ini adalah untuk mempelajari kelarutan timbal balik antara dua cairan
dan menggambarkan hubungan antara kelarutan tersebut dengan suhu dalam sebuah
diagram fasa.
BAB II
TINJAUAN KEPUSTAKAAN
Istilah kelarutan digunakan untuk
menyatakan jumlah maksimum zat yang dapat larut dalam sejumlah tertentu zat
pelarut atau larutan. Kelarutan bergantung pada jenis zat terlarut, ada zat
yang mudah larut tetapi banyak juga yang sedikit larut. Konsentrasi dari
larutan jenuh, yaitu kelarutan, tergantung pada sifat solvent. Kelarutan yang besar terjadi
bila molekul-molekul solute mempunyai
kesamaan dalam struktur dan sifat-sifat kelistrikan dari molekul-molekul
solvent. Bila ada kesamaan dari sifat-sifat kelistrikan, misalnya momen dipol
yang tinggi, antara solvent-solvent,
maka gaya-gaya tarik yang terjadi antara solute-solvent
adalah kuat. Sebaliknya, bila tidak ada kesamaan, maka gaya-gaya tarik solute-solvent lemah. Secara umum,
padatan ionik mempunyai kelarutan yang lebih tinggi dalam solvent polar
daripada dalam pelarut non-polar. Juga, jika solvent lebih polar, maka kelarutan dari padatan-padatan ionik akan
lebih besar. Sifat solut Penggantian solute
berarti pengubahan interaksi-interaksi solute-solute
dan solute-solvent. Suhu, kelarutan
gas dalam air biasanya menurun jika suhu larutan dinaikkan. Gelembung-gelembung
kecil yang dibentuk bila air dipanaskan adalah kenyataan bahwa udara yang
terlarut menjadi kurang larut pada suhu-suhu yang lebih kecil. Hal yang serupa,
tidak ada aturan yang umum untuk perubahan suhu terhadap kelrutan cairan-cairan
dan padatan-padatan (Sumardjo,
2008).
Jenis-jenis larutan yang penting yaitu :
1.
Larutan gas dalam gas
Gas dengan gas selalu bercampur
sempurna membentuk larutan. Sifat-sifat larutan adalah aditif, asal tekanan
total tidak terlalu besar.
2.
Larutan gas dalam cair
Tergantung pada jenis gas, jenis
pelarut, tekanan dan temperatur. Daya larut N2, H2, O2 dan
He dalam air, sangat kecil. Sedangkan HCl dan NH3 sangat besar.
Hal ini disebabkan karena gas yang pertama tidak bereaksi dengan air, sedangkan
gas yang kedua bereaksi sehingga membentuk asam klorida dan ammonium
hidroksida.
3.
Larutan cairan dalam cairan
Bila dua cairan dicampur, zat ini dapat
bercampur sempurna, bercampur sebagian, atau tidak sama sekali bercampur. Daya
larut cairan dalam cairan tergantung dari jenis cairan dan temperatur. Zat-zat
yang memiliki jenis kepolaran yang hampir sama dan daya larutnya besar,
contohnya benzena-toluena, air-alkohol,
air-metil. Zat-zat yang memiliki jenis kepolaran berbeda dan tidak dapat
bercampur, contohnya air-nitrobenzena, air-klorobenzena (Achmadi, 2001).
Daya larut zat padat dalam cairan
tergantung jenis zat terlarut, jenis pelarut, temperatur, dan sedikit tekanan.
Batas daya larutnya adalah konsentrasi larutan jenuh. Konsentrasi larutan jenuh
untuk bermacam-macam zat dalam air sangat berbeda, tergantung jenis zatnya.
Umumnya daya larut zat-zat organik dalam air lebih besar daripada dalam
pelarut-pelarut organik. Umumnya daya larut bertambah dengan naiknya temperatur
karena kebanyakan zat mempunyai panas pelarutan positif.
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 maupun saat mencapai dan setelah melewati temperatur kritis. Jika
temperatur dari dalam kelarutan fenol aquades 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 (Pudjaatmaka, 1984).
Zat-zat dengan struktur kimia yang
mirip umumnya dapat saling bercampur dengan baik, sedangkan zat-zat yang
struktur kimianya berbeda umumnya kurang dapat saling bercampur Senyawa yang
bersifat polar akan mudah larut dalam pelarut polar, sedangkan senyawa nonpolar
akan mudah larut dalam pelarut nonpolar. Contohnya alkohol dan air bercampur
sempurna (completely miscible),
air dan eter bercampur sebagian (partially
miscible), sedangkan minyak dan air tidak bercampur (completely immiscible).
Kelarutan gas umumnya berkurang pada
temperatur yang lebih tinggi. Misalnya jika air dipanaskan, maka timbul
gelembung-gelembung gas yang keluar dari dalam air, sehingga gas yang terlarut
dalam air tersebut menjadi berkurang. Kebanyakan zat padat kelarutannya lebih
besar pada temperatur yang lebih tinggi. Ada beberapa zat padat yang kelarutannya
berkurang pada temperatur yang lebih tinggi.
Karena molekul-molekul
dalam pelarut terdispersi secara merata, maka penggunaan larutan sebagai bentuk
sediaan, umumnya memberikan jaminan keseragaman dosis dan memiliki ketelitian
yang baik jika larutan diencerkan atau dicampur. Bila zat A dilarutkan
dalam pelarut maka akan menjadi tipe larutan sebagai berikut: Larutan encer, yaitu
larutan yang mengandung sejumlah kecil zat A yang terlarut. Larutan yaitu campuran
yang mengandung sejumlah besar zat A. Larutan jenuh yaitu
larutan yang mengandung jumlah maksimum zat A yang dapat larut dalam air pada
volume dan tekanan tertentu. Larutan lewat jenuh yaitu larutan yang
mengandung jumlah zat A yang terlarut melebihi batas kelarutannya di dalam air pada temperatur
tertentu (Pudjaatmaka,1984).
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1.
Alat
dan Bahan
Alat yang
digunakan dalam percobaan ini adalah tabung reaksi, batang pengaduk,
termometer, gelas kimia, kaki tiga, pembakar bunsen, pengaduk lingkar, statif
dan klem.
Bahan yang
digunakan dalam percobaan ini adalah fenol, larutan NaCl 1%, dan aquadest.
3.2. Prosedur Kerja
1.
Disiapkan campuran
fenol dengan air di dalam 7 buah tabung reaksi sedang dengan komposisi
masing-masing sebagai berikut:
|
No. Tabung
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
|
Fenol
|
4
|
4
|
4
|
4
|
4
|
4
|
4
|
|
Air
|
2
|
5
|
6
|
8
|
10
|
6 1/2
|
8 1/2
|
2.
Dipanaskan tiap
campuran tersebut dalam penangas air. Diaduk campuran dengan pelan, dicatat
suhu pada saat campuran berubah dari keruh menjadi jernih. Dikeluarkan tabung
reaksi besar dari penangas air, dibiarkan campuran (larutan) menjadi dingin dan
dicatat suhu pada saat campuran keruh kembali.
3.
Bila penimbangan fenol
pada pengerjaan satu kurang teliti, ditentukan konsentrasi fenol dalam kedua
fasa dari tiap-tiap campuran secara volumetri dengan menggunakan larutan brom
yang telah dibakukan.
4.
Dibuat dalam tabung
reaksi sedang yang bersih campuran 4 gram fenol dengan 6 ml larutan CH3OH
1%. Ditentukan suhu pada saat campuran berubah menjadi jernih dan menjadi keruh
kembali. Dilakukan hal yang sama untuk campuran 4 gram fenol dan 6 ml larutan
NaCl 1%.
BAB IV
DATA
HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Data
Hasil Pengamatan
Tabel
4.1. Data Hasil Pengamatan
|
No.
|
Keruh-
Jernih
|
Jernih-Keruh
|
T rata-rata
|
|
1
|
67,5 oC
|
58 oC
|
62,7 oC
|
|
2
|
68 oC
|
57 oC
|
62,5 oC
|
|
3
|
67 oC
|
56,5 oC
|
61,7 oC
|
|
4
|
66 oC
|
55 oC
|
60,5 oC
|
|
5
|
65 oC
|
56,5 oC
|
60,7 oC
|
|
6
|
66 oC
|
55 oC
|
60,5 oC
|
|
7
|
68 oC
|
57 oC
|
62,5 oC
|
4.2. Pembahasan
Kelarutan timbal balik adalah kelarutan dari
suatu larutan yang bercampur sebagian. Kelarutan merupakan ukuran banyaknya zat
terlarut yang akan melarut dalam pelarut pada suhu tertentu. Istilah larut juga
dapat digunakan bagi dua cairan yang tercampur secara sempurna (homogen). Jika
suatu campuran cairan atau larutan
mencapai suhu kritis, maka campuran cairan tersebut menjadi larut. Namun
jika temperaturnya telah melewati temperatur kritis, maka sistem larutan
tersebut akan kembali lagi dalam kondisi bercampur sebagian.
Adapun faktor-faktor
yang mempengaruhi kelarutan adalah :
1.
Temperatur
Umumnya
temperatur yang semakin tinggi akan menyebabkan kelarutan menjadi lebih besar.
2.
Jenis zat teerlarut
dan pelarut
Zat-zat dengan
struktur kimia yang mirip dapat saling larut dengan baik, sedangkan zat yang
strukturnya berbeda biasanya sukar larut.
3.
Tekanan
Tekanan tidak
begitu berpengaruh pada daya larut zat padat dan zat cair, namun sangat
berpengaruh pada daya larut gas.
Percobaan ini
dilakukan dengan pencampuran dua cairan dengan komposisi tertentu dimana
campuran ini akan mengalami pemanasan dan pendinginan pada suhu kelarutannya
masing-masing. Pencampuran fenol-air diperoleh larutan yang tidak saling campur
yang ditandai dengan terbentuknya dua lapisan, dimana lapisan atas adalah air
dan lapisan bawah adalah fenol. Hal ini disebabkan karena air memiliki massa
jenis yang lebih rendah dibandingkan fenol. Kemudian dilakukan pemanasan yang
berfungsi untuk menaikkan temperatur larutan. Pemanasan menyebabkan larutan menjadi
bening dari yang sebelumnya keruh pada suhu ruang. Larutan kemudian didinginkan
untuk menurunkan temperaturnya sehingga menyebabkan larutan yang bercampur
menjadi memisah dan menjadi dua fasa dan menjadi keruh. Kekeruhan ini terjadi
karena larutan menjadi jenuh, dimana pencampuran fenol-air yang sudah bercampur
menjadi memisah kembali.
Perubahan warna
larutan dari keruh menjadi jernih dan menjadi keruh lagi menandakan bahwa zat
mengalami perubahan kelarutan yang dipengaruhi oleh perubahan suhu. Komposisi larutan
yang menyebabkan fraksi mol zat berbeda menyebakan suhu kritis untuk campuran
fenol-air menjadi jernih dan menjadi keruh kembali berbeda-beda. Pada percobaan
ini didapatkan fraksi mol air yang lebih kecil yaitu 0,74 memiliki temperatur
kritis yang lebih besar yaitu sebesar 67,5 oC. Namun, seharusnya fraksi
mol air yang lebih kecil menyebabkan temperatur kritis menjadi lebih kecil,
karena diperlukan energi yang lebih kecil untuk menaikkan energi kinetik
larutan sehingga molekul lebih cepat bertumbukan.
BAB
V
KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan
yang telah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Terjadinya perubahan dari keruh menjadi bening dan menjadi
keruh kembali merupakan contoh kelarutan timbal balik.
2.
Perubahan temperatur mempengaruhi
keadaan kelarutan timbal balik.
3. Kelarutan timbal balik pada sistem biner fenol-air memiliki
suhu kritis yang tinggi pada fraksi mol air yang lebih kecil, yang berbeda
secara teoritis.
DAFTAR
PUSTAKA
Achmadi,
Suminar. 2001. Prinsip-prinsip Kimia
Modern. Terjemahan dari Principle of Modern Chemistry oleh Oxtoby.
Erlangga, Jakarta.
Sumardjo.
Damin. 2008. Pengantar Kimia Buku Panduan
Kuliah Mahasiswa Kedokteran. EGC, Jakarta.
Pudjaatmaka,
A.H. 1984. Kimia Dasar. Terjemahan
dari General Chemistry oleh Keenan. Erlangga, Jakarta.
No comments:
Post a Comment