LAPORAN HASIL KEGIATAN PRAKTIKUM
KIMIA – FISIKA
Instruktur : Endang Supraptiah, S.T.,M.T.Judul Praktikum : Campuran Biner I
Disusun Oleh :
Kelompok : 3 (Tiga)Anggota :
Optimisma Situngkir (061330400330)
Ridhollahi (061330400331)
Robby Admiral Saputra (061330400332)
Siti Rahma Yanti (061330400333)
Sri Darmayanti (061330400334)
Temmy Gusrini (061330400335)
Virta Puspita Sari (061330400336)
Kelas : 2KB
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
2013/2014
Campuran Biner I Chemical Engineering
Department Polteknik Negeri Sriwijaya
CAMPURAN BINER I
I. TUJUAN
Setelah melakukan percobaan ini mahasiwa diharapkan :
1. Mengetahui dan dapat membuktikan bahwa campuran
dua buah (atau lebih) azeotropik atau zeotropik.
2. Dapat membuat diagram fase dua komponen.
3. Dapat menentukan indeks bias suatu zat atau campuran
dengan menggunakan reflaktometer.
4. Mengikuti penerapannya pengetahuan ini di beberapa
industri kimia (pabrik arak dan spiritus).
II. ALAT DAN BAHAN KIMIA YANG DIGUNAKAN :
1. Alat-alat yang digunakan :
- Reflaktometer 1 buah
- Erlenmeyer 100 ml 6 buah
- Gelas Ukur (Gelas piala) 100 ml
- Termometer 10 – 100 oC
- Seperangkat alat distilasi
- Aluminium Foil
- Pipet Ukur 10 ml, 25 ml
- Bola karet
2. Bahan Kimia yang digunakan :
- Larutan Etanol
- Larutan Aquadest
Campuran Biner I Chemical Engineering
Department Polteknik Negeri Sriwijaya
III. DASAR TEORI
3.1 ETANOL
Etanol (C2H5OH) (memiliki nama trivial etil alkohol) adalah
turunan senyawa organik yang memiliki dua atom karbon,
dengan rantai lurus (alifatik). Alkohol mempunyai sifat fisik tidak
berwarna dan memiliki bau khas. Dan dapat menyala bila
tersulut api. Karena hal inilah etanol dapat dijadikan sebagai
bahan bakar alternatif dan diminati saat ini.
(dikutip dari : http://www.ucc.ie/academic/chem/)
3.2 DISTILASI
Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan
Bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau
kemudahan menguap (volalitas 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
3.3 AZEOTROP
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 titil didih konstan campuran (constant boiling mixture)
karena komposisinya yang senantiasa tetap jika campuran
tersebut dididihkan.
(dikutip dari : http://majarimagazine.com/2007/11/proses-distilasi-campuran-biner/)
Sebenarnya ada banyak cara untuk melewati titik azeotrop,
beberapa cara yang dapat kita gunakan adalah :
1. Menggunakan membran
Campuran Biner I Chemical Engineering
Department Polteknik Negeri Sriwijaya
2. Proses sorpsi (dehidrasi), dengan menyerap kadar air
sisa dari campuran etanol, setelah dilakukan distilasi
3. Distilasi, pada distilasipun terdapat tiga teknik yang
dapat digunakan, yaitu :
a. Menggunakan dua kolom dengan perbedaan tekanan
(kondisi operasi), yang biasa disebut pressure swing
b. Sama halnya dengan pressure swing, namun disini
tidak dilakukan perubahan kondisi operasi. Namun,
pada kolom kedua ditambahkan entrainer (solven),
untuk memecah titik azeotropnya.
c. Menggunakan distilasi ekstraktif, yaitu dengan
menambahkan pelarut (pelarut) sebelum proses
distilasi dimulai.
(Dikutip dari :
http://en.wikipedia.org/wiki/Azeotropic_distillation)
Hubungan antara titik didih campuran pada komposisi tertentu
dari campuran zat cair dengan komposisi uapnya adalah sebagai
berikut :
1. Campuran Zeotropik
Bila garis kurva itu tidak menunjukkan titik maksimum
ataupun minimum pada titik didih campuran zat cair itu,
maka titik didih campuran zat cair terletak antara titik
didih zat –zat cair murninya. Campuran ini disebut
camouran zeotrpik. Pada penyulingan zat cair semacam
ini. Komposisi destilatnya lebih banyak mengandung zat
cair yang bertekanan uap lebih besar dibandingkan
dengan campuran. Zat cair yang sedang disuling itu. Oleh
karena itu campuran zat cair ini dapat dipisahkan menjadi
zat-zat cair murninya melalui penyulingan berkali-kali.
Campuran Biner I Chemical Engineering
Department Polteknik Negeri Sriwijaya
2. Campuran Azeotropik
a. Bila titik titik didih campuran dua zat cair yang saling
melarut menunjukkan adanya titik maksimum, maka
campuran ini disebut campuran azeotropik . pada titik
dimana garis titik titik didih mencampai maksimum,
garis titik-titik tekanan uapnya pun mencapai titik itu.
Pada titik ini campuran zat cair ini akan mendidih
secara konstan. Dengan demikian campuran zat cair
semacam ini tidak dapat dipisahkan ke dalam zat
murninya secara menyulingnya. Titik azeotropik
campuran ini terletak lebih tinggi dari pada titik-titik
didih zat murninya.
b. Dalam hal dimana titik-titik didih campuran dua zat
cair yang saling melarut menunjukkan adanya titik
minimum, terjadi gejala yang sebaliknya dengan apa
yang terjadi pada campuran zat cair yang
menunjukkan adanyatitik maksimum. Campuran zait
cair semacam ini yang juga disebut campuran
azeotropik, tidak dapat dipisahkan kedalam zat
murninya secara penyulingan.
c. Campuran Zeotropik biner
1. Benzena (titik didih 80,2 oC) dan toluena (titik didih
110,6 oC).
2. Benzena (t.d 80,2 oC) dan heksana (t.d 69,0 oC).
d. Campuran azeotropik biner dengan titik didih
maksimum.
1. Kloroform (t.d 61,2 oC) dan aseton (t.d 56,4 oC) titik
didih azeotropik
64,5 oC pada 65,5 mol % khloroform.
Campuran Biner I Chemical Engineering
Department Polteknik Negeri Sriwijaya
2. Air (t.d.100 oC) dan asam format (t.d.99,9 oC) titik
didih azeotropik
107.1 oC pada 43,5 mol % air.
e. Campuran azeotropik biner dengan titik didih
minimum.
1. Isopropil akhohol (t.d 82,5 oC) dan benzina dengan
titik didih 80,2 oC, titik didih azeotropik 71,9 oC
pada 39,3 mol % isopropil alcohol.
2. Karbon tetra khlorida t.d 76,8 oC dan metanol t.d
nya 64,7 oC titik didih azeotropik 55,7 oC pada 44,5
mol % karbon tetra khlorida.
3. Metanol t.d 64,7 oC dan benzena t.d 80,2 oC titik didi
azeotropik 58,3 oC pada 61,4 mol % metanol.
IV. KESELAMATAN KERJA
Dalam percobaan ini gunakan jas praktikum dan kaca
pelindung, dan jangan menghirup zat yang digunakan. Dan
pada destilasi dilakukan dalam lemari asam.
V. CARA KERJA
1. Menentukan masing-masing indeks bias dari air dan
Etanol dengan refaktometer pada suhu tertentu.
2. Buatlah campura cairan air/etanol dengan komposisi 10-
20-40-60-80 dan 90 mol %, masing-masing sebanyak 80
ml.
3. Menetukan masing-masing indeks bias dari campuran-
campuran cairan itu dengan reflaktometer pada suhu
tertentu.
4. Membuat grafik (dengan skala agak besar) hubungan
antara komposisi cairan dengan indeks biasnya.
Campuran Biner I Chemical Engineering
Department Polteknik Negeri Sriwijaya
5. Menentukan masing-masing titik didih dari air dan Etanol
(sebagai koreksinya).
6. Menentukan masing-masing titik didih dari campuran-
campuran pada point 2 dengan menggunakan modifikasi
labu didih Claisen seperti pada gambar (III).
7. Bila suhu campuran cairan yang di didihkan itu mulai
tetap (kostan), ambil lah, destilatnya sebanyak 0,5 – 1 ml
diambil dengan mengalirkannya ke dalam botol timbang
yang dingin
8. Menentukan indeks bias cuplikan pada kondisi yang sama
seperti pengamatan pada point 3.
9. Membandingkan hasil pengamatan pada point 8 dengan
grafik yang dibuat pada point 4.
10. Membuat grafik titik didih dan titik uap campuran air
dan Etanol.
VI. DATA PENGAMATAN
1. Menentukan indeks bias
Etanol : 1,33515
Air : 1,332
2. Menentukan indeks bias campuran Air dan Etanol
% Etanol 20 % 40 % 60% 80%
Indeks
Bias
1,330
5
1,338
4
1,3383
5
1,337
3
3. Titik didih
Etanol : 80,36 0C
Air : 69 0C
Campuran Biner I Chemical Engineering
Department Polteknik Negeri Sriwijaya
4. Titik didih campuran Air dan Etanol
Mol20
%40%
60
%80%
Titik Didih 660C 760C 780C 830C
Titik Uap 740C 780C 790C 890C
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.650
55
60
65
70
75
80
85
90
95Grafik Hubungan Fraksi mol dengan
Titik Didih dan Titik Uap
Titik didih (°C)
Titik Uap (°C)
Fraksi Mol Etanol
Tem
pra
tur
(°C
)
VII. PERHITUNGAN
1. PERHITUNGAN FRAKSI MOL CAMPURAN AIR DAN ETANOL
Campuran 80 % Etanol dengan 20 % air
X mol =ρ air xV airBM air
_________________________________
ρ air xV airBM air
+ ρ etanol xV etanolBM etanol
Campuran Biner I Chemical Engineering
Department Polteknik Negeri Sriwijaya
1grmlx160ml
18gr /mol
=1grmlx160ml
18gr /mol+
0,789grmlx 40ml
46gr /mol
= 8,888,88+0,68 = 0,92
X etanol = 1 – 0,92 = 0,08
Maka fraksi mol etanol = 0,08 x 100 % = 8 %Fraksi mol air = 0,92 x 100 % = 92%
Campuran 60 % Etanol dengan 40% air
X mol =ρ air xV airBM air
_________________________________
ρ air xV airBM air
+ ρ etanol xV etanolBM etanol
1grmlx120ml
18grmol
=
1grmlx120ml
18gr /mol+
0,789grmlx 80ml
46 gr /mol
= 6,676,67+1,37 = 0,83
X etanol= 1 – 0,83 = 0,17Maka fraksi mol etanol = 0,17 x 100 % = 17 % Fraksi mol air = 0,83 x 100 % = 83%
Campuran 40% Etanol dengan 60% air
X mol =ρ air xV airBM air
Campuran Biner I Chemical Engineering
Department Polteknik Negeri Sriwijaya
_________________________________ρ air xV airBM air
+ ρ etanol xV etanolBM etanol
1grmlx80ml
18 gr /mol =
1grmlx80ml
18 gr /mol+
0,789grmlx120ml
46,07 gr /mol
= 4,444,44+2,06 = 0,68
X etanol = 1 – 0,68 = 0,32Maka fraksi mol etanol = 0,32 x 100 % = 32 %Fraksi mol air = 0,68 x 100 % = 68%
Campuran 80% Etanol dan 20% air
X mol=ρ air xV airBM air
_________________________________ρ air xV airBM air
+ ρ etanol xV etanolBM etanol
1grmlx 40ml
18 gr /mol =
1grmlx 40ml
18 gr /mol+
0,789grmlx160ml
46 gr /mol
= 2,222,22+2,74 = 0,45
X etanol= 1 – 0,45 = 0,55
Maka fraksi mol etanol = 0,55 x 100 % = 55 % Fraksi mol air = 0,45 x 100 % = 45%
Campuran Biner I Chemical Engineering
Department Polteknik Negeri Sriwijaya
VIII.ANALISA PERCOBAAN
Pada Percobaan campuran Biner kali ini digunakan air dan
etanol yang nantinya akan dicampur dan dianalisis pengaruh
fraksi tau komposisi zat tersebut dalam campuran terhadap
titik didih dan ditik uap. Kedua zat ini memiliki perbedaan
titik didih sampai 22oC. Campuran zat ini didihkan sampai
menguap. Pada kolom akan terjadi kondensasi yang dibantu
oleh pendingin uap. Pada campuran ini tentu etanol akan
lebih dahulu menguap karena etanol memiliki titik didih
yang lebih rendah dari air yaitu 78oC. Pada penentuan titik
didih campuran, tetesan pertama dari destilat merupakan
pertanda titik didih dari campuran tersebut. Masing-masing
campuran ini juga diukur indeks biasnya sebagai perbanding
begitupun juga dengan destilatnya. Indeks bias diukur
dengan refaktometer. Dari percobaan didapatkan titik didih
dan titik uap yang mengalami penurunan seiring dengan
kenaikan fraksi mol etanol, dan jika dihubungkan dengan
grafik terlihat jika campuran ini merupakan campuran
azeotropik
IX. KESIMPULAN
Dari hasil percobaan, didapatkan kesimpulan bahwa :
1. Semakin besar fraksi mol zat dengan titik didih yang lebih
rendah dalam campuran, maka titik didih akan menurun
2. Campuran Air dan Etanol merupakan campuran
azeotropik.
3. Dari Percobaan didapatkan :
Indeks bias
Etanol : 1,33515
Air : 1,332
Campuran Biner I Chemical Engineering
Department Polteknik Negeri Sriwijaya
Dalam bentuk Campuran campuran Air dan Etanol
% Etanol 20 % 40 % 60% 80%
Indeks
Bias
1,330
5
1,338
4
1,3383
5
1,337
3
4. Susunan dari senyawa campuran juga mempengaruhi
titik didih dan titik uap
Campuran Biner I Chemical Engineering
Department Polteknik Negeri Sriwijaya
DAFTAR PUSTAKA
Findlay’S Practical Physical Chemistry 9th edition revised by B.P.
Levit ., Longman Group Ltd, London.
http://en.wikipedia.org/wiki/Azeotropic_distillation
http://majarimagazine.com/2007/11/proses-distilasi-campuran-
biner/
http://www.ucc.ie/academic/chem/
Job sheet. “Penuntun Praktikum Kimia Fisika”. 2009. Jurusan
Teknik Kimia. Politeknik Negeri Sriwijaya. Palembang.
Campuran Biner I Chemical Engineering
Department Polteknik Negeri Sriwijaya
GAMBAR ALAT
Gelas Ukur Gelas Kimia Pipet Ukur Bola Karet
Erlenmeyer Termometer Kondenser
Campuran Biner I Chemical Engineering
Department Polteknik Negeri Sriwijaya
Refaktometer Alat Destilasi