Laporan Tetap Fasa Kesetimbangan

FASA KESETIMBANGAN

1.      Tujuan Percobaan
Setelah melakukan percobaan ini, mahasiwa mampu:
a.       Menjelaskan pengertian kurva baku dan kirva kesetimbangan.
b.      Membuat campuran biner untuk kurva baku.
c.       Menggambarkan kurva baku.
d.      Melaksanakan praktikum untuk memperoleh data yang diperlukan.
e.       Menghitung guna mengolah data yang diperoleh.
f.       Menggambarkan kurva kesetimbangan berdasarkan hasil peehitungan.

2.      Alat dan Bahan
a.       Alat yang Digunakan
-          Refraktometer
-          Pipet ukur
-          Bola karet

b.      Bahan yang digunakan
-          Alkohol 96%
-          Aquadest

3.      Dasar Teori
a.       Fasa Kesetimbangan
Bila suatu campuran dipisahkan dengan menggunakan proses termal, panas dan zat biasanya dipindahkan diantara fasa yang saling kontak satu sama lain. Suatu fasa ditentukan sebagai bagian dari suatu sisstem fasa. Suatu sistem dikatakan setimbang bial tidak ada perubahan  yang terjadi pada kondisi eksternal. Semua perpindahan zat dan energi melalui lapisan reversible phase. Fasa dari suatu campuran heterogeneous dikatakan setimbang bila tidak ada perbedaan tekanan maupun temperatur.
b.       Skema Gambaran dari Fasa Kesetimbangan
Fasa kesetimbangan biasanya sifat-sifat dari komposisi fasa kesetimbangan oleh
sejumlah zat (fraksi mol) dengan titik didih yang rendah. Pada waktu ti, nilai Xi , Yi , Ti dan Pi berubah diperoleh, tergantung kesetimbangan.

c.       Percobaan Penentuan Data Kesetimbangan
Bila suatu campuran bersifat ideal, Yi bisa dihitung jika kurva tekanan uap komponen murni Xi diketahui.
Penggunaan hukum Raoult untuk campuran gas ideal adalah:
P1   =          P1.0       x          X1                                                        (1)
P2   =          P2.0       x          X2        =          P2.0       (1-X1)              (2)
Dimana :
P1 , P2                            : Tekanan Parsial
P1.0 , P2.0                : Tekanan uap saturasi
X1 , X2                   : Fraksi mol dari liquid
Dengan menggunakan Hukum Dalton
Ptot             =          P1 + P2                                                             (3)
Subsitusi persamaan 1 dan 2 ke dalam persamaan 3
Ptot             =          P1.0  x  X1   +   P2.0  (1-X1)                                (4)
Ptot             =          (P1.0  -  P2.0  ) x  X1 +   X1                                              (5)

                                                                                (6)

Dengan mengambil tekanan partial P1.0  dalam perhitungan didapatkan Yi

Untuk menghitung tekanan uap P1.0 menggunakan persamaan Calusius-Clapeyron, selanjutnya diintegrasikan pada kondisi tertentu.
             =         -


a.       Kesetimbangan
      Kesetimbangan memberikan pengertian bahwa suatu keadaan dimana tidak
terjadi perubahan sifat makroskopis dari sitstem terhadap waktu. Semakin dekat keadaan sistem dengan titik kesetimbanga, maka semakin kecil gaya penggerak proses, semakin kecil pula laju proses dam akhirnya sama dengan nol bila titik kesetimbangan telah tercapai.
      Seperti kesetimbangan pada umumnya, kesetimbangan uap-cair dapat ditentukan
ketika ada variabel yang tetap (konstan) pada suatu waktu tertentu. Saat kesetimbangan ini, kecepatan antara molekul-molekul campuran yang membentuk fase uap sama dengan kecepatan molekul-molekulnya membentuk cairan kembali.

b.      Tekanan parsil, hukum-hukum Dalton, Roult dan Henry
      Tekanan parsil PA komponen A di dalam suatu campuran uap adalah sama dengan
tekanan yang akan ditimbulkan oleh komponen A tersebut jika ditempatkan sendiri di dalam volume dan temperatur yang sama dengan campuran. Menurut hukum Dalton, yaotu tekanan total adalah sama dengan penjumlahan tekanan parsil. Untuk suatu gas (uap) ideal, tekanan parsil berbanding lurus dengan fraksi mol konstituen. Untuk suatu campuran ideal, tekanan parsil konstituen dikaitkan dengan konsentrasi konstituen di dalam fasa cair , dimana Roult yang merumuskan hukum tersebut. Sedangkan untuk XA dengan harga yang rendah , hubungan linier antara PA  dan XA  dirumuskan dengan menggunakan faktor perbandingan yaitu suatu konstanta Henry H’ dan bukan tekanan uap murni zat.
       Jika suatu campuran mengikuti hukum Roult, maka tekanan uap campuran dapat
diperoleh secara grafik dengan memanfaatkan data tekanan uap masing-masing komponen. Bila suatu campuran mengikuti hukum Roult, maka harga-harga YA untuk berbagai komposisi XA dapat dihitung berdasarkan tekanan uap masing-masing kedua komponen.

c.       Kriteria kesetimbangan
           Kriteria kesetimbangan antar fasa ditinjau dari segi kemungkinan perpindahan antar fasa tersebut. Dimisalkan bahwa sistem multi komponen yang tertutup terdiri dari sejumlah fasa mempunyai temperatur dan tekanan yang uniform, akan tetapi pada keadaan awal tidak seimbang ditinjauh dari segi perpindahan massa. Setiap perubahan yang terjadi mesti bersifat irreversible, yang mendekatkan sistem itu ke keadaan setimbang. Sistem itu dibayangkan sebagai dikelilingi keadaan yang selalu setimbang secara thermal dan mekanikal dengan sistem itu (seklipun perubahan terjdi dalam sisitem). Karenanya pertukaran panas dan pemuain kerja antar sistem dan sekeliling terjadi secara reversible. Dalam keadaan yang demikian perubahan entropi dari sekeliling sistem.

4.      Langkah Kerja
a.      Minggu ke-1
-          Menyiapkan alat refraktometer.
-          Memasukkan 4,5 mL air aquadest ke dalam tabung reaksi dan menambahakan 0,5 mL alkohol 98%.
-          Mengecek/melihat indeks bias campuran tersebut.
-          Melakukan hal yang sama dengan jumlah antara air aquadest dan alkohol 96% sebesar 5 mL  dan rentang volume masing-masing sebesar 0,5 mL (misalnya: air aquadest 1 mL dan alkohol 96% 4,0 mL , dst).
-          Mengecek indeks bias air aquadest dan alkohol 96% murni.

b.      Minggu ke-2
-          Memasukkan aquadest ke dalam gelas kimia sebanyak 41,6 mL
-          Menambahkan alkohol sebanyak 133,4 mL
-          Mengisi bejana dengan campuran air dan alkohol tersebut serta menambahkan beberapa batu didih.
-          Menghidupkan cooler
-          Menyalakan komputer dan CASSY board
-          Memanggil program CASSY dengan double klik pada icon CASSY LAB
-          Membuka program RECTIFICATION, maka CASSY akan membaca temperatur
-          Menyalakan pemanas pada bejana
-          Memulai percobaan dengan menekan icon CLOCK sekaligus mencatat perubahan suhu selama proses
-          Mengambil fasa uap dan cair yang telah dihasilkan setelah suhu konstan (sekitar 70oC ke atas)
-          Mengukur indeks bias kedua fasa tersebu
5.      Data Pengamatan



Volume Alkohol
Fraksi mol alkohol
Indeks Bias
0
0
1,333
0,5
0,018181818
1,334
1
0,036363636
1,337
1,5
0,054545455
1,338
2
0,072727273
1,339
2,5
0,090909091
1,34
3
0,109090909
1,3405
3,5
0,127272727
1,341
4
0,145454545
1,337
4,5
0,163636364
1,333
5
0,181818182
1,328






6.      Analisa Percobaan

         Setelah melakukan praktikum diatas, dapat dianalisa bahwa :
 Pada minggu pertama dilakukan pengecekan indeks bias dari campuran biner (alkohol-air) dengan konsentrasi alkohol dan air yang berbeda-beda. Dimana semakin banyak konsentrasi air dalam campuran , maka semakin kecil indeks biasnya karena mendekati indeks bias aquadest. Hal ini dapat digunakan untuk membuat kurva baku yang digunakan untuk mencari fraksi mol alkohol fasa cair dan fasa gas dalam umpan. Kemudian pada minggu kedua dilakukan proses destilasi untuk memisahkan campuran alkohol-ir dan menentukan indeks bias pada fasa uap dan fasa cair ketika temperatur konstan (mencapi kesetimbangan) dan pada temperatur sekitar 70oC ke atas karena fasa uap didapatkn dengan memanfaatkan titik didih, perbedaan tekanna uap serta perbedaan densitas pelarut ketika berada pada kondisi titik didihnya.
Dari data dapat terlihat bahwasemakin besar fraksi mol alhokol, maka semakin besar indeks biasnya. Kurva baku inidapat menentukan fraksi mol uap dan cair yang akan mempengaruhi konstanta kesetimbangan (k) dimana semakin rendah temperatur maka konstanta kesetimbangan k akan semakin kecil. Pada praktikum ini banyak sekali faktor-faktor yang mempengaruhi, diantaranya: temperatur operasi, komposisi alkohol dalam umpan, ketelitian dalam pembacaa indeks bias dll. Pada pengukuran indeks bias cair dan uap didapatkan indesk bias yang kecil pada fasa uap sehingga menghasilkan fraksi mol yang bernilai negatif. Hal ini dapat terjadi dikarenakan kurang telitinya/kesalahan saat pembacaan pada alat refraktometer, pengambilan sampel up yang kurang baik, kecepatan dalam pengukuran (pembacaan indeks bias) yang kurrang baik karena cepat menguap dan sebagainya.








7.      Kesimpulan
         Dari analisa diatas, dapat ditarik kesimpulan bahwa :
-    Persamaan yang diperoleh dari kurva baku , yaitu : y=0,064x + 1,333
-    Semkin besar komposisi umpan, maka semakin menurun temperatur kesetimbangan, sedangkan fraksi mol alkohol dalam fasa cair dan uap akan meningkat
-    Faktor-faktor yang mempengaruhi : temperatur operasi, komposisi umpan, ketelitian daam melihat indeks bias, efisiensi alat dll

8.      Daftar Pustaka
           Zurohaina.2014.”Penuntun Praktikum Hidrokarbon”.Palembang:Polsri

2 Comments

  1. ElevatorNovember 16, 2015 at 9:58 PM

    Gausah pake musik kali

    ReplyDelete
  2. Zefrina DestrinaJanuary 1, 2016 at 12:06 AM

    mkasih, atas commentnya :),,
    tapi maaf ya ini kan blog saya jadi itu tergantung saya :),,

    ReplyDelete