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