Diagram Terner

NIM : H1031161014
PRODI KIMIA
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS FMIPA UNTAN

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Pada saat ini industri-industri berperan besar dalam berbagai hal untuk meningkatkan dan memenuhi kebutuhan masyarakat banyak. Salah satu industri yang sangat berkembang adalah industri semen. Asosiasi Semen Indonesia (ASI) memperkirakan pertumbuhan konsumsi semen Indonesia tahun 2016 mencapai 12% bila dibandingkan tahun lalu. Karena konsumsi semen yang terus meningkat hingga semester I 2012 industri semen tumbuh 16% dibandingkan dengan periode yang sama tahun 2011 (kemenperin,2016).

Peningkatan konsumsi ini akan membuat terjadinya peningkatan industri. Bahan pembuatan semen dibagi menjadi dua yaitu bahan baku dan bahan sampingan (penolong). Bahan bakunya adalah batu kapur (CaCO3) kemurnian 50%-60% dan tanah liat (Al2O3) kemurnian 65%-70%, sedangkan bahan penolong yaitu pasir silica (SiO2), Pasir besi (Fe2O3) dan gypsum (CaSO4.2H20).

Salah Satu cara yang dapat digunakan untuk membuat semen agar menjadi suatu komponen yang dapat mencapai keseimbangan dua fase dapat digunakan diagram terner. Diagram terner menggunakan 3 komponen baik itu padat,gas maupun cair. Diagram terner menggunakan aturan fase untuk sistem satu komponen, sistem dua komponen dan sistem tiga komponen. Sehingga diagram terner bisa digunakan sebagai salah satu cara untuk membuat semen. Dari permasalahan yang ada maka dilakukanlah percobaan diagram terner.

1.2  Tujuan Percobaan

a)      Mempelajari perubahan campuran jika komposisinya berubah.

b)      Membuat dan menafsirkan diagram fasa dari tiga komponen (terner)

1.3  Prinsip Percobaan

Prinsip percobaan diagram terner yaitu penentuan dan penafsiran diagram terner dari campuran 3 komponen yaitu kloroform (CHCl₃), ssam asetat (CH₃COOH) dan air (H₂O) dengan metode titrimetri. Pencampuran ini berdasarkan aturan fasa untuk mencapai kesetimbangan dan mencapai tie line. Pencampuran ini dilakukan dengan komponen-komponen yang berbeda kepolarannya, yang dimana air bersifat polar, asam asetat bersifat semi polar dan kloroform bersifat  non polar.

CH₃COOH_(l) + H₂O_(l) à CH₃OO^-_(aq) + H₃0⁺_(a)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1  Fasa dan Aturan Fase

Fasa adalah porsi sistem yang mempunyai sifat fisik dan kimia yang seragam misalnya fasa pasir (padat) dan fasa air (cair) dalam campuran pasir-air (Hadi,2016). Fasa didefinisikan sebagai bagian sistem yang homogen dan berdiri sendiri yang dipisahkan dari bagian lainnya dari sistem dengan suatu permukaan batas. Jadi, suatu sistem air dan uapnya adalah sistem dua fase. Campuran kesetimbangan dari es,air dan uap air adalah sistem tiga fase (Cammarata,dkk,1990).

J.Willard Gibbs dikenal sebagai orang yang membuat aturan fase yaitu petunjuk yang berguna unutk menghubungkan pengaruh dari jumlah terkecil variabel bebas (misalnya temperatur,tekanan dan konsentrasi) pada berbagai fase (padat,cair dan gas) yang dapat berada dalam sistem kesetimbangan yang berisi komponen dalam jumlah tertentu. Aturan fase diperlihatkan sebagai berikut :

F = C – P + 2    .....(1)

Dengan F adalah jumlah derajat kebebasan dalam sistem C adalah jumlah komponen dan P adalah jumlah fase yang ada (Cammarata,dkk,1990).

2.2  Diagram Fasa dan Tie Line

Diagram fasa adalah representasi grafis hubungan antara batasan lingkungan (misal: temperatur dan kadang kadang tekanan), komposisi, daerah stabilitas fasa dan kondisi kesetimbangannya. Diagram fasa memetakan rentang komposisi, biasanya dalam persentase berat tiap unsur paduan. Fasa juga melibatkan fasa cair padat maupun gas (Hadi,2016)

Diagram fase digunakan dalam praktek untuk memformulasikan sistem yang mengandung lebih dari satu komponen yang akan berguna bila dicapai hasil fase cair tunggal (Cammrata,dkk,1990). Contoh khas dengan diagram fasa tiga komponen air,kloroform dan asam asetat. Zat tersebut dalam diagram fasa diisolasi dengan baik dan tidak ada zat lain yang masuk maupun keluar dari sistem ini (Milama,2014).

Pada diagram terner terdapat yang namanya tie line. Tie line merupakan penentuan titik-titik pada diagram fasa yang bertujuan menentukan derajat ionisasi dan fraksi mol. Garis dasi menunjukkan keadaan dimana kesetimbangan komponen-komponen saat bercampur (Cammarata,dkk,1990).

2.3  Titrasi

Titrasi merupakan analisis dengan mengukur jumlah larutan yang diperlukan untuk bereaksi tepat sama dengan larutan lain. Analisis ini disebut juga analisis volumetri, karena yang diukur adalah volume larutan basa yang terpakai dengan volume tertentu larutan asam (Syukri, S. 1999). Titrasi adalah metode penetapan kadar suatu larutan dengan menggunakan larutan standar yang sudah diketahui konsentrasinya (Chandra,dkk,2012).

Titrimetri adalah suatu cara analisis yang berdasarkan pengukuran volume larutan yang diketahui konsentrasinya secara teliti (titran/penitar/larutan baku) yang direaksikan dengan larutan sampel yang akan ditetapkan kadarnya. Pelaksaan pengukuran volume ini disebut juga titrasi. Titrasi yaitu larutan penitar diteteskan setetes demi setetes ke dalam larutan sampel sampai tercapai titik akhir (Rusgiyono,dkk,2013).

2.4  Like dissolve like

Like dissolve like yang sejenis melarutkan yang sejenis. Artinya zat-zat dengan struktru molekul yang serupa cenderung menunjukkan gaya tarik antar molekul yang serupa dan saling melarutkan. Zat-zat dengan struktur yang tidak serupa cenderung tidak membentuk larutan (Petrucci,1987)

konsep like dissolve like pernah digunakan dalam penelitian Arifianti dkk (2014). Like dissolve like yaitu senyawa yang bersifat polar akan larut dalam pelarut polar dan senyawa yang bersifat non polar akan larut dalam pelarut non polar (Arifianti,dkk,2014).

2.5  Analisis Bahan

2.5.1 Asam Asetat

Asam asetat atau lebih dikenal sebagai asam cuka (CH3COOH) adalah suatu senyawa berbentuk cairan, tak berwarna, berbau menyengat. Memiliki rasa asam yang tajam dan larut di dalam air,alkohol,gliserol dan eter. Pada tekanan asmosferik titik didihnya 118,1⁰C (Hardoyono,2007).

2.5.2 Aquades

Aquades adalah senyawa kimia yang memiliki rumus H2O. Aquades memiliki nama resmi yaitu aqua destilata atau nama lainnya adalah air suling. Aquades merupakan pelarut yang sangat baik (Ditjen POM,1979).

Aquades adalah cairan tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa. Aquades akan merenggang saat membeku dan penyimpan panas yang baik. Panas yang dibutuhkan aquades sangat tinggi dalam proses penguapan (Ditjen POM,1979).

2.5.3 Kloroform

Klorofrom mempunyai struktur CHCl3 dan berat molekul 119,39 gram/mol. Komposisi meliputi 10,05%C 0,84%H dan 89,10% Cl. Klorofrom disebut juga holoform disebabkan karena brom dan klor juga bereaksi dengan metil keton,, yang menghasilkan masing-masing bromoform (CHBr3) dan kloroform (CHCl3) (Tim penyusunan,2012).

BAB III

METODOLOGI

3.1  Alat dan Bahan

Alat yang digunakan pada praktikum ini yaitu buret 50ml, corong gelas, gelas beaker 250ml, gelas ukur 100ml, pipet ukur dan pipet volume.

Bahan yang digunakan pada praktikum ini yaitu asam asetat, aquades dan kloroform.

3.2  Prosedur Kerja

Asam asetat saat pencampuran ditambah dengan H2O. Komposisi komponen campuran dibuat dalam perbandingan 1:9, 3:7, 5:5, 7:3 dan 9:1. Kemudian, kloroform diisi kedalam buret 50ml.

Titrasi dilakukan terhadap masing-masing campuran yang telah ditentukan. Titrasi dihentikan ketika telah terbentuk dua fasa. Volume yang diperlukan dicatat. Fraksi mol masing-masing tiga komponen pada diagram terner dengan perbandingan yang berbeda dihitung.

3.3  Rangkaian Alat

keterangan: 1. statif 2. klem 3. buret 4. erlenmeyer

 

Gambar 3.1 Alat Titrasi

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1  Hasil

No	Campuran	Volume CHCl3	Mol H20	Mol CH3COOH	Mol CHCl3
1	1 : 9	0,3 ml	0,501	0,017	0,003
2	3 : 7	0,6 ml	0,389	0,052	0,007
3	5 : 5	2,3 ml	0,28	0,009	0,028
4	7 : 3	5,1 ml	0,167	0,062	0,062
5	9 : 1	16,7 ml	0,1556	0,2054	0,2054

No	Campuran	% CHCl3	% H2O	% CH3COOH	% Total
1	1 : 9	0,6	36,1	3,3	100
2	3 : 7	1,56	86,83	11,61	100
3	5 : 5	7,03	70,36	22,61	100
4	7 : 3	17,7	47,6	34,7	100
5	9 : 1	49,3	13,3	37,4	100

4.2  Pembahasan

Diagram fasa adalah representasi grafis hubungan antara batasan lingkungan (misal: temperatur dan kadang kadang tekanan), komposisi, daerah stabilitas fasa dan kondisi kesetimbangannya (Hadi,2016). Prinsip percobaan diagram terner yaitu penentuan dan penafsiran diagram terner dari campuran 3 komponen yaitu kloroform (CHCl₃), asam asetat (CH₃COOH) dan air (H₂O) dengan metode titrimetri. Titrimetri adalah suatu cara analisis yang berdasarkan pengukuran volume larutan yang diketahui konsentrasinya secara teliti (titran/penitar/larutan baku) yang direaksikan dengan larutan sampel yang akan ditetapkan kadarnya. Pelaksaan pengukuran volume ini disebut juga titrasi. Titrasi yaitu larutan penitar diteteskan setetes demi setetes ke dalam larutan sampel sampai tercapai titik akhir (Rusgiyono,dkk,2013).

Pencampuran ini berdasarkan aturan fasa untuk mencapai kesetimbangan dan mencapai tie line. Pencampuran ini dilakukan dengan komponen-komponen yang berbeda kepolarannya, yang dimana air bersifat polar, asam asetat bersifat semi polar dan kloroform bersifat  non polar.

CH₃COOH_(l) + H₂O_(l)  CH₃OO^-_(aq) + H₃0⁺_(a)

Kloroform digunakan sebagai titrannya karena kloroform bersifat non polar. Karena sifat non polar itulah, kloroform tidak dapat larut dalam campuran larutan air serta asam asetat glasial, dimana air bersifat polar, sedangkan asam asetat glasial bersifat semi polar. Pencampuran dilakukan untuk pemvariasian volume komponen komponen yang digunakan. Pemvariasian volume dimaksudkan untuk memudahkan saat membuat kurva diagram terner.

4.2.1 Analisis Prosedur

Diagram fase digunakan dalam praktek untuk memformulasikan sistem yang mengandung lebih dari satu komponen yang akan berguna bila dicapai hasil fase cair tunggal (Cammrata,dkk,1990). Diagram fasa adalah representasi grafis hubungan antara batasan lingkungan (misal: temperatur dan kadang kadang tekanan), komposisi, daerah stabilitas fasa dan kondisi kesetimbangannya (Hadi,2016). Campuran dibuat bervariasi dengan komponen 1:9, 3:7, 5:5, 7:3 dan 9:1 ditelakkan pada erlenmeyer. Pemvariasian volume dimaksudkan untuk memudahkan saat membuat kurva diagram terner (Cammarata,dkk,2004).

Buret disiapkan dan diisi dengan kloroform. Kloroform bersifat non polar (Tim penyusun,2012). Kloroform digunakan sebagai titrannya. Kloroform digunakan sebagai titrannya karena kloroform bersifat non polar. Sifat non polar itulah, kloroform tidak dapat larut dalam campuran larutan air serta asam asetat glasial, dimana air bersifat polar, sedangkan asam asetat bersifat semi polar.

Setelah itu titrasi dilakukan. Metode yang digunakan pada praktikan diagram terner ini adalah metode titrimetri. Titrimetri adalah suatu cara analisis yang berdasarkan pengukuran volume larutan yang diketahui konsentrasinya secara teliti (titran/penitar/larutan baku) yang direaksikan dengan larutan sampel yang akan ditetapkan kadarnya. Pelaksaan pengukuran volume ini disebut juga titrasi. Titrasi yaitu larutan penitar diteteskan setetes demi setetes ke dalam larutan sampel sampai tercapai titik akhir (Rusgiyono,dkk,2013). Setelah mencapai titik akhir titrasi, titrasi dihentikan dan terbentuk dua fasa. Titik akhir titrasi, biasanya ditandai dengan perubahan warna pada akhirnya.

Volume kloroform yang dibutuhkan dicatat dan dihitung fraksi mol masing-masing komponen untuk menentukan titik tiga komponen pada diagram terner. Tiga komponen cair yang digunakan ialah akuades, kloroform, serta asam asetat. Setelah diketahui volume dari masing-masing larutan, bisa dicari nilai molnya, kemudian fraksi molnya yang nantinya dapat digambarkan diagram ternernya.

Fraksi mol memungkinkan seseorang untuk menyatakan hubungan antara jumlah molekul zat terlarut dan molekul pelarut secara sederhana dan langsung (Cammarata,dkk,2004). Fraksi mol sering diguanakan dalam percobaan yang menyangkut perumpamaan teoritis karena fraksi mol memberikan perhitungan perbandingan mol relatif dari setiap konstituen dalam larutan.

4.2.2 Analisis Hasil

No	Campuran	Volume CHCl3	Mol H20	Mol CH3COOH	Mol CHCl3
1	1 : 9	0,3 ml	0,501	0,017	0,003
2	3 : 7	0,6 ml	0,389	0,052	0,007
3	5 : 5	2,3 ml	0,28	0,009	0,028
4	7 : 3	5,1 ml	0,167	0,062	0,062
5	9 : 1	16,7 ml	0,1556	0,2054	0,2054

Pada praktikan ini titrat yang digunakan yaitu aquades dan asam asetat, sedangkan titran yang digunakan yaitu kloroform. Pada titrasi yang dilakukan ada lima perlakuan pada masing masing erlenmeyer. Asam asetat dengan akuades dicampur dengan variasi perbandingan volume, yaitu 1:9, 3:7, 5:5, 7:3 dan 9:1. Kemudian dilakukan titrasi menggunakan kloroform. Setelah asam asetat dan aquades menyatu dicampur dengan kloroform hingga terbentuk kekeruhan atau titik kekeruhan untuk mencapai kenaikan dan penurunan yang acak seperti yang gambar diagram dan pada data pengamatan. Perhitungan fraksi mol pada diagram terner dapat dilihat pada tabel.

No	Campuran	% CHCl3	% H2O	% CH3COOH	% Total
1	1 : 9	0,6	36,1	3,3	100
2	3 : 7	1,56	86,83	11,61	100
3	5 : 5	7,03	70,36	22,61	100
4	7 : 3	17,7	47,6	34,7	100
5	9 : 1	49,3	13,3	37,4	100

Perhitungan fraksi mol yang didapat digunakan sebagai tolak ukur untuk membuat diagram fasa terner berbentuk segitiga sama sisi. Tiap sudut segitiga itu menggambarkan suatu komponen murni. Hasil gambar dapat dilihat dibawah ini.

4.1 Gambar diagram terner

Diagram terner dibuat dengan menarik garis. Garis yang menghubungkan titik-titik menggambarkan kadar dari setiap zat yang terlibat adalah titik dimana terjadi pencampuran sempurna antara ketiga zat yang terlibat dalam pencampuran ini. Bisa diketahui titik tripel (tie line) sebagai titik pertemuan antara campuran ketiga larutan itu. Dimana pada titik tripel (tie line) tersebut, larutan telah tercampur secara sempurna.

Pada penentuan garis dasi, dengan menggunakan % berat asam asetat, diperoleh fraksi mol kloroform berturut-turut 0,6;1,56;7,03;17,7 dan 49,3. Fraksi mol asam asetat yang diperoleh berturut-turut adalah 3,3;11,61;22,61;34,7 dan 37,4. Sedangkan fraksi mol untuk air berturut-turut adalah 36,1; 86,83;70,36;47,6 dan 13,3. Fraksi mol tersebut dihubungkan berdasarkan berat asam asetat pada diagram fasa tiga komponen sehingga garis dasi seperti pada grafik. Pada penentuan konsentrat asam asetat total, semakin besar % berat asam asetat yang digunakan, semakin sedikit juga volume yang digunakan dan semakin besar pula konsentrasi totalnya.

Namun pada percobaan kali ini kami memiliki kegagalan dalam membuat diagram terner, hal ini bisa terjadi dikarenakan beberapa faktor. Salah satu diantaranya adalah ketidaktelitian dalam melakukan percobaan, larutan yang digunakan sudah tidak steril lagi. Sehingga hanya terjadi 1 campuran mencapai tie line yaitu pada campuran 9:1 dengan %H2O 13,3%; %CH3COOH 37,4% dan %CHCl3 49,3%.

BAB V

PENUTUP

5.1  Kesimpulan

Diagram fase tiga komponen zat cair dapat digambarkan melalui diagram terner. Diagram terner digambarkan dalam bentuk segitiga sama sisi. Digunakan diagram terner bertujuan untuk memudahkan memahami pengaruh dari penambahan larutan terhadap campuran dua larutan sebelumnya. Diagram terner dibuat dengan menarik garis. Garis yang menghubungkan titik-titik menggambarkan kadar dari setiap zat yang terlibat adalah titik dimana terjadi pencampuran sempurna antara ketiga zat yang terlibat dalam pencampuran ini. Bisa diketahui titik tripel (tie line) sebagai titik pertemuan antara campuran ketiga larutan itu. Dimana pada titik tripel (tie line) tersebut, larutan telah tercampur secara sempurna.

5.2  Saran

Saran mengenai diagram terner yaitu pengantian bahan yang bervariasi seperti penggantian kloroform dengan dengan senyawa lain seperti asam asetat glasial, sikloheksana atau karbon tetraklorida. Asam asetat dapat juga diganti dengan senyawa lain seperti etanol. Penggantian serta bervariasinya bahan praktikan bertujuan untuk meminimalisir limbah kimia dan meminimalisir senyawa senyawa yang tidak dapat diperbaharui supaya dapat digunakan dalam janga waktu panjang.

DAFTAR PUSTAKA

Arifianti. L , Rice Disi Oktarina dan Idha Kusumawati,2014, Pengaruh Jenis Pelarut Pengektraksi Terhadap Kadar Sinensetin Dalam Ekstrak Daun Orthosiphon stamineus Benth, Jurnal Planta husada,Departemen Farmakognosi dan Fitokimia, Fakultas Farmasi, Universitas Airlangga vol 2 no 1.

Cammarata,A Ph.D, Martin A Ph.D dan Swarbrick, J Ph.D,1999, Farmasi Fisik, Jakarta : UI-Press.

Chandra. Achmad Dwiana dan Hendra Cordova ST, MT,2012, Rancang Bangun Kontrol pH Berbasis Self Tuning PID Melalui Metode Adaptive Control, JURNAL TEKNIK POMITS, ITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6

Ditjen POM,1979, FARMAKOPE INDONESIA EDISI III, Jakarta : Depkes RI.

Hadi,2016, Teknologi Bahan, Yogyakarta : ANDI

Hardyono,2007, Pengertian asam asetat, Medan : USU

Kemenpen RI,2016, Data statistik pembangunan 2016, diakses pada 5 november 2016.

Milama,2014, Panduan praktikum kimia fisik II, Jakarta : FITK-Press.

Petrucci,H.Ralph,1987,Kimia dasar jilid 2, Jakarta : Erlangga.

Rusgiyono.A,Sugito,Mahaendrajaya.I, Tana.S,W Setyo Didik,2013, PEMETAAN PRODUKSI DAN KOMPOSISI GARAM, PROSIDING SEMINAR NASIONAL STATISTIKA, UNIVERSITAS DIPONEGORO ISBN: 978-602-14387-0-1

S, Syukri. 1999. Kimia Dasar Jilid 3. Bandung : ITB

Tim penyusun,2012, Penuntun Praktikum Kimia Organik II, Laboratorium kimia, FST KIMIA UDAYANA : Kupang.

LAMPIRAN FOTO

LAMPIRAN ACC JURNAL

LAMPIRAN DIAGRAM TERNER

LAMPIRAN PRETEST

LAMPIRAN PERHITUNGAN

LAMPIRAN JURNAL

’