BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kesetimbangan adalah kondisi yang tidak ada perubahan dalam waktu yang lama. Kesetimbangan ditinjau dari sifatnya, dibedakan menjadi dua, yaitu kesetimbangan statik (kesetimbangan stabil, labil, indifferent) dan kesetimbangan dinamik (kesetimbangan proses kimia dan kesetimbangan proses fisika). Dalam teknik kimia, dua jenis kesetimbangan yang penting yaitu kesetimbangan fase dan kesetimbangan kimia. Kesetimbangan kimia dibedakan atas kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen. Pada kesetimbangan homogen semua zat yang ada dalam sistem kesetimbangan memiliki fase yang sama ada dalam bentuk gas maupun larutan. Sedangkan kesetimbangan heterogen semua zat-zat yang ada dalam sistem kesetimbangan memiliki fase yang berbeda dalam bentuk padat-gas maupun padat-larutan. Bila ditinjau suatu sistem dimana terjadi kontak antara dua fase, sebagai contoh fase cair dan fase uap maka kedua fase tersebut dikatakan setimbang jika kecepatan menguap dari fase cair akan sama dengan kecepatan mengembun fase uap. Pada kondisi ini tidak terjadi perubahan suhu, tekanan maupun kondisi dari kedua fase. Suhu dan tekanan fase uap
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kesetimbangan adalah kondisi yang tidak ada perubahan dalam waktu yang lama.
Kesetimbangan ditinjau dari sifatnya, dibedakan menjadi dua, yaitu kesetimbangan
statik (kesetimbangan stabil, labil, indifferent) dan kesetimbangan dinamik
(kesetimbangan proses kimia dan kesetimbangan proses fisika).
Dalam teknik kimia, dua jenis kesetimbangan yang penting yaitu kesetimbangan fase
dan kesetimbangan kimia. Kesetimbangan kimia dibedakan atas kesetimbangan
homogen dan kesetimbangan heterogen. Pada kesetimbangan homogen semua zat yang
ada dalam sistem kesetimbangan memiliki fase yang sama ada dalam bentuk gas
maupun larutan. Sedangkan kesetimbangan heterogen semua zat-zat yang ada dalam
sistem kesetimbangan memiliki fase yang berbeda dalam bentuk padat-gas maupun
padat-larutan.
Bila ditinjau suatu sistem dimana terjadi kontak antara dua fase, sebagai contoh fase cair
dan fase uap maka kedua fase tersebut dikatakan setimbang jika kecepatan menguap
dari fase cair akan sama dengan kecepatan mengembun fase uap. Pada kondisi ini tidak
terjadi perubahan suhu, tekanan maupun kondisi dari kedua fase. Suhu dan tekanan fase
uap akan sama dengan suhu dan tekanan fase cair, sedangkan potensial kimia tiap
senyawa di fase cair dan fase uap akan sama pula.
Oleh karena itu, praktikum ini dilakukan untuk mengetahui suhu kesetimbangan etanol-
akuades, mengetahui fraksi destilat dan residu dari campuran etanol dan akuades dan
mengetahui koefisien αab pada suhu kesetimbangan.
1.2 Tujuan Percobaan
&̵ Mengetahui suhu kesetimbangan etanol-akuades
&̵ Mengetahui fraksi destilat dan residu dari campuran etanol dan akuades
&̵ Mengetahui koefisien αab dari fraksi mol distilat dan residu pada suhu
kesetimbangan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Keadaan kesetimbangan kimia adalah suatu keadaaan dimana konsentrasi seluruh zat
tidak lagi mengalami perubahan, sebab zat-zat diruas kanan terbentuk dan terurai
kembali dengan kecepatan yang sama. Keadaan kesetimbangan ini bersifat dinamis,
artinya reaksi terus berlangsung dalam dua arah dengan kecepatan yang sama. Pada
keadaan kesetimbangan tidak mengalami perubahan secara mikroskopis (perubahan
yang dapat diamati atau diukur) (Stephen, 2002).
Kesetimbangan kimia dibedakan atas kesetimbangan homogen dan kesetimbangan
heterogen. Pada kesetimbangan homogen semua zat yang ada dalam sistem
kesetimbangan memiliki fase yang sama ada dalam bentuk gas maupun larutan.
Sedangkan kesetimbangan heterogen semua zat-zat yang ada dalam sistem
kesetimbangan memiliki fase yang berbeda dalam bentuk padat-gas maupun padat-
larutan (Stephen, 2002).
Josiah Willard Gibbs menyatakan bahwa untuk kesetimbangan apapun dalam sistem
tertutup, jumlah variabel bebas disebut derajat kebebasan (F) yang sama dengan jumlah
komponen (C) ditambah 2 dikurangi jumlah fasa (P), yakni:
F = C + 2 - P
F= derajat kebebasan
C= Jumlah komponen
P= Jumlah fasa
Aturan fase Gibbs berlaku untuk semua materi (padat, cair, dan gas). Terdapat dua
macam hubungan antara konsentrasi komponen-komponen yaitu kesetimbangan kimia
dan keadaan awal. Bagi tiap kesetimbangan kimia jumlah konsentrasi yang bebas
berkurang sebuah. Sebagai contoh, bila kalsium oksida padat, kalsium karbonat padat,
dan gas karbon dioksida berada dalam kesetimbangan, jumlah komponen berkurang
dengan satu oleh adanya kesetimbangan kimia. Jumlah derajat kebebasan atau varian v
suatu sistem ialah bilangan terkecil yang menunjukkan jumlah variable bebas (tekanan,
suhu, konsentrasi berbagai fasa) yang harus diberi harga untuk melukiskan keadaan
sistem (Stephen, 2002).
Destilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan
perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan. Dalam penyulingan,
campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali
ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih
dahulu (Syukri,2007).
Proses destilasi diawali dengan pemanasan, sehingga zat yang memiliki titik didih lebih
rendah akan menguap. Uap tersebut bergerak menuju kondenser yaitu pendingin proses
pendinginan terjadi karena kita mengalirkan air kedalam dinding (bagian luar
kondenser), sehingga uap yang dihasilkan akan kembali cair. Proses ini berjalan terus
menerus dan akhirnya kita dapat memisahkan seluruh senyawa-senyawa yang ada
dalam campuran homogen tersebut (Syukri, 2007).
Menurut stephen (2002), ada 6 jenis destilasi yaitu destilasi sederhana, destilasi
fraksionasi, destilasi uap, destilasi vakum, destilasi kering dan destilasi azeotropik.
1. Destilasi Sederhana
Pada destilasi sederhana, dasar pemisahannya adalah perbedaan titik didih yang
jauh atau dengan salah satu komponen bersifat volatil. Jika campuran dipanaskan
maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih dulu. Selain
perbedaan titik didih, juga perbedaan kevolatilan, yaitu kecenderungan sebuah
substansi untuk menjadi gas. Destilasi ini dilakukan pada tekanan atmosfer.
Aplikasi destilasi sederhana digunakan untuk memisahkan campuran air dan
alkohol.
2. Destilasi Fraksionasi
Fungsi destilasi fraksionasi adalah memisahkan komponen-komponen cair, dua
atau lebih, dari suatu larutan berdasarkan perbedaan titik didihnya. Destilasi ini
juga dapat digunakan untuk campuran dengan perbedaan titik didih kurang dari
20 °C dan bekerja pada tekanan atmosfer atau dengan tekanan rendah.
3. Destilasi Azeotrop
Azeotrop adalah campuran dari dua atau lebih komponen yang memiliki titik didih
yang konstan. Campuran azeotrop merupakan penyimpangan dari hukum Raoult.
4. Destilasi Vakum
Destilasi vakum biasanya digunakan jika senyawa yang ingin didestilasi tidak
stabil, dengan pengertian dapat terdekomposisi sebelum atau mendekati titik
didihnya atau campuran yang memiliki titik didih di atas 150 °C.
5. Destilasi Uap
Destilasi uap digunakan pada campuran senyawa-senyawa yang memiliki titik didih
mencapai 200 °C atau lebih. Distilasi uap dapat menguapkan senyawa-senyawa ini
dengan suhu mendekati 100 °C dalam tekanan atmosfer dengan menggunakan uap
atau air mendidih
6. Destilasi kering
Destilasi kering merupakan destilasi yang dilakukan dengan cara memanaskan
material padat untuk mendapatkan fase uap dan cairnya, biasanya digunakan untuk
mengambil cairan bahan bakar dari kayu atau batu bara.
Prinsip dari destilasi adalah penguapan dan pengembunan kembali uapnya dari tekanan
dan suhu tertentu. Tujuan dari destilasi adalah pemurnian zat cair pada titik didihnya
dan memisahkan cairan dari zat padat. Uap yang dikeluarkan dari campuran disebut
sebagai uap bebas. Kondensat yang jatuh sebagai destilat dan bagian cair yang tidak
menguap sebagai residu. Apabila yang diinginkan adalah bagian bagian campurannya
yang tidak teruapkan dan bukan destilatnya maka proses tersebut dinamakan
pengentalan dengan evaporasi. Jika salah satu zat menguap dan yang lain tidak,
pemisahan dapat terjadi sempurna. Tetapi jika kedua zat menguap tetapi tidak sama,
maka pemisahnya hanya akan terjadi sebagian, akan tetapi destilat atau produk akan
menjadi kaya pada suatu komponen dari pada larutan aslinya (Christy, 2011).
Azeotrop merupakan campuran 2 atau lebih komponen pada komposisi tertentu dimana
komposisi tersebut tidak bisa berubah hanya melalui distilasi biasa. Ketika campuran
azeotrop dididihkan, fasa uap yang dihasilkan memiliki komposisi yang sama dengan
fasa cairnya. Campuran azeotrop ini sering disebut juga constant boiling mixture karena
komposisinya yang senantiasa tetap jika campuran tersebut dididihkan (Christy, 2011).
Hukum perbandingan berganda adalah salah satu dari hukum-hukum dasar kimia yang
digunakan untuk menetapkan teori atom, disamping hukum kekekalan massa dan
hukum perbandingan tetap. Hukum perbandingan berganda terkadang disebut hukum
Dalton karena penemunya adalah kimiawan Inggris, John Dalton. Dia menjelaskan
hukum tersebut dalam buku “New System of Chemical Philosophy” yang diterbutkan
pada tahun 1808. Pernyataan hukum tersebut adalah: Jika dua unsur membentuk lebih
dari satu senyawa, maka perbandingan dari massa salah satu unsur tersebut sama, maka
perbandingan massa unsur dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat
dan sederhana (Chang, 2010).
Hukum Henry menyatakan bahwa pada sebuah bejana yang berisi air dan udara, bila
tekanan udara ditingkatkan maka akan terjadi pelarutan udara kedalam zat cair tersebut
proporsi seiring dengan peningkatan tekanan udara. Saat tekanan dalam bejana tersebut
sudah cukup tinggi, apabila tekanan udara dikurangi secara perlahan-lahan, maka gas
yang terlarut akan dibebaskan secara perlahan kembali ke udara tanpa membentuk
gelembung udara (suhu konstan). Berarti semakin dalam penyelam menyelam, maka
tekanan hidrostatisnya akan lebih besar dan akan menyebabkan volumenya gas nitrogen
yang terakumulasi semakin besar juga (Christy, 2011).
Hukum Raoult adalah hukum yang dicetuskan oleh Francois M Raoult (1830-1901)
untuk mempelajari sifat-sifat tekanan uap larutan yang mengandung zat pelarut yang
bersifat nonvolatil, serta membahas mengenai aktivitas air. Bunyi dari hukum Raoult