praktikum liquid liquid equilibrium
TRANSCRIPT
-
8/18/2019 Praktikum Liquid Liquid Equilibrium
1/17
PRAKTIKUM LIQUID LIQUID EQUILIBRIUM
I. TUJUAN
Tujuan dari percobaan praktikum ini adalah:
1. Mendapatkan data LLE dari kresol + metanol + air isobarik pada tekanan
atmosfir.
2. Mendapatkan volume dan densitas dari ekstrak dan rafinat.
II. DASAR TEORI
II.1. esetimban!an "air # "air
$alam termodinamika% suatu sistem termodinamika &an! men!!ambarkan
sebuah campuran multikomponen% istilah 'sistem' men!acu pada hetero!en%
sistem tertutup &an! terdiri dari fase homo!en &an! berbeda. (etiap fase dalam
hetero!en% sistem tertutup ditandai oleh temperatur )T*% tekanan )*% dan kimia
potensi
j µ
dalam komponen tersebut. $en!an men!abaikan kekuatan eksternal
dan efek seperti membran semi#permeabel% listrik% ma!net% atau medan !ravitasi%
dapat dituliskan keseimban!an termodinamika multikomponen sebuah sistem
multiphase seba!ai berikut. )Modell dan ,eid% 1-/*
$imana 0 adalah jumlah fase dan j 1%2% ...%k menandakan sistem
komponen k . (uhu% tekanan% dan potensi kimia sistem tidak semua merupakan
variabel independen. eter!antun!an variabel tersebut di!ambarkan oleh
hubun!an ibbs#$uhem dan mendefinisikan fase aturan ibbs3. Total ibbs
ener!i dari multifase% sistem multikomponen dapat dihitun! dari jumlah molar
φ
jn
dari spesies kimia dalam fase &an! berbeda 4 dan potensi kimian&a
φ µ j
∑∑ +=φ
φ φ µ j
j j GnG int
int merupakan jumlah dari ener!i antarmuka% misaln&a% dihasilkan dari
!as#cair dan cair#cair antarmuka. (ementara untuk partikel &an! cukup kecil 5
)1*
)2*
-
8/18/2019 Praktikum Liquid Liquid Equilibrium
2/17
fase ener!i antarmuka bisa menjadi pentin!% den!an men!abaikan hal tersebut
maka ) int 6*. $en!an demikian% model tersebut berlaku untuk sistem &an!
didominasi oleh fase multikomponen daripada fase ener!& antarmuka dan oleh
karena itu ju!a men!abaikan efek kelen!kun!an.
ada ener!i ibbs &an! minimum dari sebuah sistem multiphase pada
kondisi tertentu% seperti suhu konstan dan diketahui komposisi secara
keseluruhan% ersamaan 1 semua terpenuhi. 7leh karena itu% ada dua pilihan
untuk men!hitun! sifat sistem tersebut dalam kesetimban!an termodinamika.
ilihan )1* melibatkan pemecahan kondisi kesetaraan ersamaan )1* den!an
parameter sistem% seperti partisi dari komponen &an! berbeda dalam satu fase
memvariasikan dan menentukan campuran den!an ener!i ibbs minimun. ilihan
)2* didasarkan pada pencarian lan!sun! untuk ibbs ener!i minimum dari sistem.
edua kasus dapat diperlakukan seba!ai masalah optimasi dan diselesaikan
den!an men!!unakan metode numerik )8mundson et al.% 2669a% b*.
ntuk men!hitun! ener!i ibbs men!!unakan ersamaan. )2*% diperlukan
potensi kimia komponen &an! berbeda dalam semua fase. ntuk non#elektrolit
)or!anik% air* &an! kita !unakan murni
1) 6 = s x
*% pada suhu T atas dasar fraksi
mol );* seba!ai acuan. otensi kimia non#elektrolit seperti itu% di sini
dilamban!kan seba!ai pelarut s% dalam fasa cair l adalah
*)*)%ln*%%) x s
xo
s
I
s a RT xjT p += µ µ
otensial kimia adalah besaran &an! tidak mudah dipahami dan sulit untuk
dihubun!akan den!an variable#variabel &an! mudah diukur seperti suhu% tekanan%
dan komposisi. ntuk men!atasi hal tersebut% Le dkk% 1--*
6
6ln
i
i
f
f RT ii =− µ µ
)/*
)?*
-
8/18/2019 Praktikum Liquid Liquid Equilibrium
3/17
ada fase I% persamaan menjadi:
I
i
I
i I
i
I
i f
f RT
6
6ln=− µ µ
ada fase II% persamaan menjadi:
II
i
II
i II
i
II
i f
f RT
6
6ln=− µ µ
riteria kesetimban!an cair#cair dapat din&atakan seba!ai:
II
i
I
i µ µ =
(ubstitusi persamaan @ dan persamaan A pada kriteria kesetimban!an
persamaan 9% maka:
II
i
II
i II
i I
i
I
i I
i f
f RT
f
f RT
6
6
6
6lnln +=+ µ µ
arena kondisi standar pada kedua fase adalah sama )fasa cair*% maka:
II
i
I
i
66 µ µ =
II
i
I
i f f 66 =
$en!an demikian dari persamaan % -% 16% kriteria kesetimban!an dapat
pula din&atakan seba!ai berikut )rausnit> dkk% 1--*:
II
i
I
i f f =
)@*
)A*
)9*
)*
)-*
)16*
)11*
-
8/18/2019 Praktikum Liquid Liquid Equilibrium
4/17
-
8/18/2019 Praktikum Liquid Liquid Equilibrium
5/17
2
221
112121 1ln
−
+=
x A
x A Aγ
)1*
2
112
221
212 1ln
−
+=
x A
x A Aγ
)2*
2* T
-
8/18/2019 Praktikum Liquid Liquid Equilibrium
6/17
Gambar III.1
Picnometer
Gambar III.3
Pipet Ukur
Gambar III.2
Beaker Gelas
Gambar III.4
Erlenmeyer
Gambar III.6
Labu Takar
Gambar III.
!oron" kaca
Gambar III.#
!oron" Pemisa$
Gambar III.%
Ball &iller
Gambar III.'
Gelas Ukur
Gambar III.1()$eker
*resol
2 + , 6 +, 12 +
-etanol /0uaes
( mL
icampurkan alam labu takar I icampurkan alam labu takar II
Umpan )olent icampurkan alam erlemeyer
is$aker*ecepatan 2(( rpm selama 1 am
-asukkan alam coron" pisa$iamkan selama 1 am, akan terbentuk ua lapisan
Pisa$kan lapisan ekstrak an ra5nat
-asukkan kealam "elas ukur
Ukur olume an ensitasnya
)olentUmpan
*erosen
2 ml
/. ambar 8lat dan =ahan
?. (kema erja
-
8/18/2019 Praktikum Liquid Liquid Equilibrium
7/17
ambar III.1. (kema kerja praktikum Ekstraksi "air cair
IV. DATA PENGAMATAN
Tabel IV.1. Tabel data pena!atan p"a#t$#%! LLE
&a"a Ke"'a Ha($l Pena!atan
1. Membuat larutan umpan% den!an
konsentrasi kresol 2% A% dan 12 %
didalam labu takar.
# resol 2 6%@ ml
# resol A 1%@ ml
# resol 12 / ml
2. Larutan kresol masin!#masin!
konsentrasi ditambahkan den!an
kerosen.
# enambahan kerosen sampai volume
2@ ml
/. Membuat larutan solvent% metanol +
aGuades.
# Metanol ?6 ml) Metanol + aGuades @6 ml
?. Larutan umpan + solvent dicampurkan
dan dimasukkan ke dalam erlenme&er
#
@. Larutan kemudian dishaker den!an
kecepatan 266 rpm% den!an
-
8/18/2019 Praktikum Liquid Liquid Equilibrium
8/17
rafinatn&a kedalam picnometer 2@ ml
# Larutan rafinat diambil dimasukkan
kedalam picnometer 16 ml
. kur volume dan densitas dari ekstrak
dan rafinat
# $idapatkan volume dan densitas fase
ekstrak dan fase rafinat% lihat pada
tabel :
# Tabel I.2
# Tabel I./
# Tabel I.?
# Tabel I.@
Tabel IV.*. Tabel be"at den($ta( Ra+$nat denan ,-l%!e P$n-!ete" 1/ !L
onsentrasi Jeed icnometer
oson!
icnometer+
Larutan
$ensitas
2 1A%/9 !ram 2?%-1 !ram 6%@? !ram5 cm/
A 1@% !ram 2?%?A !ram 6%AA !ram5 cm/
12 1@% !ram 2?%?@ !ram 6%A@ !ram5 cm/
Tabel IV. 0. Tabel be"at ,-l%!e pada Ra+$nat
onsentrasi olume
2 2? mL
A 2/ mL
12 21 mL
Tabel IV.. Tabel be"at den($ta( E#(t"a# denan ,-l%!e p$n-!ete" *2 !L
onsentrasi Jeed icno koson! icno + Larutan $ensitas
2 2A%-A !ram ?%A !ram 6%9A !ram5cm/
A 2?%-? !ram ?A%96 !ram 6%96 !ram5cm/
12 2@%?@ !ram ?9%?9 !ram 6%6 !ram5cm/
Tabel IV.2. Tabel be"at ,-l%!e pada E#(t"a#
onsentrasi Jeed olume
2 @6 mL
A @2 mL
12 @/ mL
-
8/18/2019 Praktikum Liquid Liquid Equilibrium
9/17
V. PEMBAHASAN
ada praktikum kali ini% variabel &an! di!unakan adalah konsentrasi dari
feed ) umpan * % &aitu sebesar 2 % A % dan 12 % den!an perbandin!an solvent
1 : 2. raktikum ini bertujuan untuk memisahkan solute berupa kresol &an! ada
dalam larutan pemba
-
8/18/2019 Praktikum Liquid Liquid Equilibrium
10/17
antara lapisan atas dan ba
-
8/18/2019 Praktikum Liquid Liquid Equilibrium
11/17
(.# (.' (.% 1
(+
2+
4+
6+
'+
1(+
12+
14+
16+
1'+
789 : ; 16.38
-
8/18/2019 Praktikum Liquid Liquid Equilibrium
12/17
VI. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Ke($!p%lan
1. $ata LLE dari larutan umpan &an! berupa campuran kresol% kerosene dan
larutan pelarut berupa air% methanol pada keadaan isobarik dapat diketahui
di tabel I.
2. olume &an! didapatkan pada larutan ekstrak palin! besar adalah
konsentrasi 12 &aitu seban&ak @/ ml% sedan!kan pada larutan rafinat
adalah pada konsetrasi kresol 2 seban&ak 2? ml.
B. Sa"an1. ada saat membuat larutan umpan dan solven perlu diperhatikan volume
kresol% kerosen% metanol &an! akan diambil untuk pembuatan larutan
tersebut.
2. (aat memisahkan antara fase ekstrak den!an rafinat% perlu ketelitian &an!
cukup tin!!i a!ar ekstrak &an! diambil dapat benar#benar terpisah den!an
rafinatn&a% karena akan mempen!aruhi ekstrak &an! diperoleh.
/. (ebaikn&a men!!unakkan 8lat elindun! $iri &an! len!kap karena kresol
bersifat racun ba!i tubuh manusia.
-
8/18/2019 Praktikum Liquid Liquid Equilibrium
13/17
DA3TAR PUSTAKA
raustnist>% . M.% Lichtenthaler% ,. C.% and de 8>evedo% E. . 1---. Molecular
Thermodynamics of Fluid-Phase Euilibria! "rd ed#! rentice Kall T,.
(8
ondepudi.% 266. In$roduc$ion $o Modern Thermodynamics# ohn File& N (ons%
Ltd.% En!land
(mith% .M. ans Cess% K."% and 8bbot% M.M.% 2661. %hemical En&ineerin&
Thermodynamic '$h ed# (in!apore Mcra
-
8/18/2019 Praktikum Liquid Liquid Equilibrium
14/17
LAMPIRAN
1 Pe"4$t%nan Den($ta( E#(t"a# dan Ra+$nat
a $ensitas Ekstrak
# onsentrasi feed 2
=erat piknometer koson! : 2A%-A !r
=erat piknometer + isi : ?%A !r
olume piknometer : 2@ ml
ρ=m
V
ρ=48,86 gr−26,96gr
25ml
ρ=0,876gr /ml
# onsentrasi feed A
=erat piknometer koson! :2?%-? !r =erat piknometer + isi : ?A%96 !r
olume piknometer : 2@ ml
ρ=m
V
ρ=46,70 gr−24,94 gr
25ml
ρ=0,870gr /ml
# onsentrasi feed 12=erat piknometer koson! : 2@%?@ !r
=erat piknometer + isi : ?9%?9 !r
olume piknometer : 2@ ml
ρ=m
V
ρ=47,47 gr−25,45gr
25ml
ρ=0,880gr /ml
-
8/18/2019 Praktikum Liquid Liquid Equilibrium
15/17
b $ensitas ,afinat
# onsentrasi feed 2
=erat piknometer koson! : 1A%/9 !r
=erat piknometer + isi : 2?%-1 !r olume piknometer : 16 ml
ρ=m
V
ρ=24,91gr−16,37gr
10ml
ρ=0,854gr /ml
# onsentrasi feed A
=erat piknometer koson! : 1@% !r
=erat piknometer + isi : 2?%?A !r
olume piknometer : 16 ml
ρ=m
V
ρ=24,46 gr−15,8 gr
10ml
ρ=0,866gr /ml
# onsentrasi feed 12
=erat piknometer koson! : 1@%6 !r
=erat piknometer + isi : 2?%?@ !r
olume piknometer : 16 ml
ρ=m
V
ρ=24,45 gr−15,80gr
10ml
ρ=0,865gr
/ml
* Pe"4$t%nan 3"a#($ K"e(-l d$ E#(t"a# dan Ra+$nat
a Jraksi resol di Ekstrak
# onsentrasi feed 2 ρ=0,876gr /ml
y=19.618 x2−28.872 x+10.577
y=19.618 x2−28.872 x+10.577
-
8/18/2019 Praktikum Liquid Liquid Equilibrium
16/17
y=19.618 (0,876 )2−28.872 .0,876+10.577
y=15,054−25,291+10,577
y=0,3 4
y=3 4
# onsentrasi feed A ρ=0,870gr /ml
y=19.618 x2−28.872 x+10.577
y=19.618 . (0,870 )2−28.872 .0,870+10.577
y=14,848 – 25,118+10.577
y=0,307
y=30,7
# onsentrasi feed 12 ρ=0,880gr /ml
y=19.618 x2−28.872 x+10.577
y=19.618 (0,880 )2−28.872 .0,880+10.577
y=15,192−25,407+10.577
y=0,363
y=36,3
b Jraksi resol di ,afinat
# onsentrasi feed 2 ρ=0,854gr /ml
y=−16.355 x2+30.899 x−14.428
y=−16.355 (0,854 )2+30.899 .0,854−14.428
y=−11,927+26,387−14.428
y=0,032
y=3,2
-
8/18/2019 Praktikum Liquid Liquid Equilibrium
17/17
# onsentrasi feed A ρ=0,866gr /ml
y=−16.355 x2+30.899 x−14.428
y=−
16.355 (0,866 )
2+30.899.0,866
−14.428
y=−12,265+26,758−14.428
y=0,065
y=6,5
# onsentrasi feed 12 ρ=0,865gr /ml
y=−16.355 x2+30.899 x−14.428
y=−16.355 (0,865 )2+30.899.0,865−14.428
y=−12,237+26,72−14.428
y=0,055
y=5,5