kelompok 15 laporan lle

8/16/2019 Kelompok 15 Laporan LLE

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-15-laporan-lle 1/13

BAB VI

KESETIMBANGAN CAIR-CAIR

I. TUJUAN PERCOBAAN1. Mendapatkan data LLE sistem terner kresol (1) + metanol

(2) isobarik pada tekanan atmosfer.2. Menghitung koesien aktitas dari masing-masing

komponen yang terlibat dan membandingkan data yang

diperoleh dengan model-model aktitas koesien Van Laar

dan Three Sufx Margules.

II. DASAR TEORI.1. Ekstraksi !air-!air

Ekstraksi adalah salah satu proses pemisahan atau pemurnian

suatu senyawa dari campurannya dengan bantuan pelarut. Pelarut yang

digunakan harus dapat mengekstrak substansi yang diinginkan tanpa

melarutkan material suatu bahan lainnya. Ekstraksi merupakan salah satu

metode pemisahan yang menggunakan sifat fisis, yaitu perbedaan

kelarutan komponen-komponen dalam larutan dengan menggunakan

larutan lain sebagai media pemisah.

Pemisahan larutan dengan ekstraksi digunakan untuk memisahkan

komponen-komponen yang mempunyai perbedaan titik didih yang relatif

kecil tetapi mempunyai perbedaan kelarutan yang cukup besar dengan

suatu pelarut.

Ekstraksi cair-cair menggunakan prinsip kesetimbangan dengan

perpindahan massa zat terlarut (fasa disperse) dan larutan yang digunakan

sebagai pelarut (fasa kontinu). Ekstraksi cair-cair digunakan jika

pemisahan dengan operasi lainnya tidak dapat dicapai seperti distilasi,

e!aporasi, kristalisasi dan lain-lain. Ekstraksi cair-cair adalah proses

pemisahan suatu komponen dari fasa cair ke fasa cair lainnya. "perasi

ekstraksi cair-cair terdiri dari beberapa tahap, yaitu

#. $ontak antara pelarut (sol!ent) dengan fasa cair yang mengandung

komponen yang akan diambil (solute), kemudian solute akan berpindah

dari fasa umpan (diluen) ke fasa pelarut.



%. Pemisahan dua fasa yang tidak saling melarutkan yaitu fasa yang

banyak mengandung pelarut disebut fasa ekstrak dan fasa yang banyak

mengandung umpan disebut fasa rafinat. &ntuk proses ekstraksi yang

baik, pelarut harus memenuhi beberapa kriteria sebagai berikut

#. $oefisien distribusi yang besar.

2. 'elekti!itas tinggi

.2. "esetimbangan !air-!air#alam termodinamika suatu sistem termodinamik

disebut berada dalam kesetimbangan termodinamik $ika

sistem tersebut berada dalam keadaan setimbangmekanis% setimbang thermal% dan setimbang se&ara kimia.

#alam kesetimbangan termodinamik% tidak ada

ke&enderungan untuk ter$adi perubahan keadaan% baik

untuk sistem maupun untuk lingkungannya.

"esetimbangan mekanis ter$adi bila tidak adanya gaya

yang tak berimbang di bagian dalam sistem% dan $uga

antara sistem dan lingkungannya. #alam kesetimbangantermal semua bagian sistem mempunyai suhu sama% dan

sistem $uga memiliki suhu dama dengan lingkungannya.

#alam kesetimbangan kimia% suatu sistem tidak mengalami

perubahan spontan dalam struktur internalnya% seperti

reaksi kimia. 'istem dalam kesetimbangan kimia $uga tidak

mengalami perpindahan materi dari satu bagian sistem ke

sistem lainnya% seperti difusi dan pelarutan. ila ketigasyarat kesetimbangan tersebut terpenuhi maka sistem

termodinamik disebut dalam keadaan setimbang.#ua fasa &air-&air berada dalam kesetimbangan

termodinamik apabila suhu dan tekanan kedua fasa sama

serta potensial kimia masing-masing komponen di kedua

fasa bernilai sama. #engan demikian pada tekanan dan

suhu tertentu% kriteria kesetimbangan &air-&air dapat

dinyatakan sebagai (rausnit*% 1,)



µi µi

#imana µi adalah potensial kimia komponen i yangpada esensinya adalah partial molar /ibbs 0ree Energy i

dan superskrip dan masing-masing menyatakan fasa

&air dan fasa &air .ntuk menghitung energi /ibbs% diperlukan potensi

kimia komponen yang berbeda dalam semua fase. ntuk

non-elektrolit (organik% air) yang kita gunakan murni ( x s3 4

1)% pada suhu 5 atas dasar fraksi mol (6) sebagai a&uan.

otensi kimia non-elektrolit seperti itu% di sini dilambangkan

sebagai pelarut s% dalam fasa &air l adalah

µ s I ( p,T , xj) = µ s

o,( x)

+ RT ln[a s( x)

]otensial kimia adalah besaran yang tidak mudah

dipahami dan sulit untuk dihubungakan dengan 7ariable-

7ariabel yang mudah diukur seperti suhu% tekanan% dan

komposisi. ntuk mengatasi hal tersebut% Le8is

mengemukakan sebuah konsep yang dikenal sebagai

konsep fugasitas. erdasarkan konsep ini% kesamaan

potensial potensial kimia dapat diartikan sebagai

kesamaan fugasitas tanpa mengurangi arti yang

terkandung di dalamnya. (rausnit* dkk% 1)

µ i −

µ i

(

= RT ln

f i

f i (

ada fase % persamaan men$adi

µ

I − µ

I

= RT ln

f i I

i i f i I

ada fase % persamaan men$adi



µ

II − µ

II

= RT ln

f i II

I i

f i II

#engan demikian kriteria kesetimbangan dapat pula

dinyatakan sebagai berikut (rausnit* dkk% 1)

f i I = f i

II

.9. Model 5ermodinamikaa. ersamaan :an Laar

#alam teori 7an Laar yang mengarah ke koesien

akti7itasnya yang didasarkan pada aplikasi dari

persamaan 7an der ;aals untuk dua &ampuran

komponen dengan fraksi mol 61 dan 62% yaitu ini berarti

bah8a ketika pen&ampuran dua komponen murni tidak

ada perubahan 7olume yang ter$adi% dan perubahan

entropi pen&ampuran adalah sama dengan nilai ideal.

:an Laar digunakan untuk perumusan kelebihan

energi bebas /ibbs pen&ampuran dan memperoleh

persamaan berikut untuk koesien akti7itas komponen

(1) dan (2)

A x −%

ln γ = A # + #% # # #% A x

% %#

A x%

−%ln γ = A # + %#

% %# A x

#% #

b. ersamaan 5hree-'u<6 Margules

=da beberapa persamaan Margules dimana

perbedaan persamaan yang satu dengan yang lain

tergantung pada $umlah su<6. ersamaan 5hree-'u<6



Margules mengandung 9 buah parameter yang

merupakan karakteristik dari komponen 1% 2% dan 9 di

mana parameter ini tidak bergantung pada suhu.

Ersamaan ini men$an$ikan gambaran yang baik untuk

&ampuran &air yang sederhana dengan kesamaan molar

7olum dari komponen penyusun. ersamaan dinyatakan

sebagai berikut

lnγ =1 =12>2 (1-2>=) + 2=21>=> (1->=) + =19>!

2 (1-2>=) +

2=91>=>!(1->=) - 2=29>>!2 - 2=29>

2>! +

?1@2(=12+=21+=19+=29+=92-ABC (>>!-2>=>>!)

lnγ 1 =29>!2 (1-2>) + 2=29>>! (1->) + =21>=

2 (1-2>) +

2=12>>=(1->) - 2=91>!>=2 - 2=19>!

2>= +

?1@2(=29+=92+=21+=91+=19-ABC (>!>=-2>>!>=)

lnγ !1 =91>=2 (1-2>!) + 2=19>!>= (1->!) + =92>

2 (1-2>!) +

2=29>!>(1->!) - 2=12>=>2 - 2=21>=

2> +

?1@2(=91+=19+=92+=12+=21-ABC (>=>-2>!>=>)(5im #osen raktikum Dperasi 5eknik "imia% 231).

"riteria kesetimbangan untuk LLE adalah sama

seperti untuk :LE% yaitu keseragaman 5% % dan dari

fugasitas i untuk setiap spesies kimia di seluruh kedua

fase. Fika fase berada pada kesetimbangan termodinamika%

fenomena ini merupakan &ontoh kesetimbangan &air &air

(LLE)% yang penting untuk operasi industri seperti ekstraksi

pelarut. ('mith% 2331). 0usgasitas di fasa &air umumnya

dinyatakan dalam bentuk koesien aktitas% yaitu

perbandingan antara fusgasitas di fasa &air dan hasil kali

antara fraksi mol komponen di fase &air dan fusgasitas

komponen pada keadaan standar dalam perhitungan-

perhitungan koesien aktitas adalah kondisi &airan murni.



III. PROSEDUR KERJA

a. lat

#. Pipet &kur

%. *all +iller

. abu akar %/ ml

0. Erlenmeyer # ml

/. 'haker

1. 'tatif, $lem, *oss 2ead

3. 4orong $aca

5. 4orong Pisah6. 7elas &kur #

#. Piknometer # ml

##. imbangan 8igital

b. *ahan

#. $resol

%. $erosene

. 9ethanol

0. :uades

c. ;angkaian lat



7ambar 1.# 'eperangkat lat Liquid-Liquid Equilibrium

9. abu akar

G. Erlenmeyer H. 'haker

I. 4orong $aca ,. 4orong Pisah . 7elas &kur

13.Picnometer 11.imbangan 8igital



d. 'kema $erja

7ambar 1.% 'kema $erja Liquid-Liquid Equilibrium

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

#. 2asil Pengamatan

abel 1.# 8ata Pengamatan

<o Perlakuan Pengamatan

Metanol =ir"erosene"resol

#i&ampur dengan

rasio metanol I3J

didalam labu takar

#i&ampur dengan

rasio kresol ,J% 13J%

12J didalam labu

Larutan 'ol7en

Larutan 'olute

Larutan didalam

8ishaker % rpm, # jam dan

dimasukkan di corong pisahLarutan didalam &orong

8idiamkan selama # jam,

kemudian dipisahkan

9asing-masing diukur

densitas dan !olumen aKanatEkstrak



#. 9embuat larutan solute dengan mengambil

larutan kresol dan larutan kerosene

menggunakan pipet ukur, dengan !ariablekonsentrasi solute sebesar 5=, #=, dan #%=

sebanyak %/ ml dalam labu takar.

- erbentuk larutan solute

masing-masing %/ ml ber-

warna kuning.

%. 9embuat larutan sol!en yaitu matanol 3=

pada labu takar %/ ml sebanyak tiga kali.

- erbentuk larutan sol!en

%/ ml berwarna bening.

. 4ampurkan masing-masing larutan solute dan

sol!en tersebut kedalam erlenmeyer.

- arutan solute > sol!en

/ ml dalam erlenmeyer

sebanyak !ariabel.

0. Pasang erlenmeyer diatas shaker dan setting

frekuensi pengadukannya pada frekuensi %

rpm selama # jam.

- erbentuk campuran

sol!en-solute yang

immiscible (tidak saling

larut).

/. 4ampuran dipindahkan kedalam corong pisah

dan didiamkan selama # jam.

- erbentuk % lapisan pada

setiap !ariable.

1. Pisahkan kedua fase tersebut dan masing-

masing dimasukkan kedalam gelas ukur untuk

diukur !olumenya. $emudian dimasukkan

dalam piknometer untuk diukur densitasnya.

- 8idapatkan densitas

kedua fase yaitu fase

ekstrak dan fase rafinat.

abel 1.% 8ata 8ensitas dan ?olum Ekstrak ;afinat

?olume (ml)

*erat

Piknometer

> isi

*erat

Piknometer

8ensitas

(gr@ml)

Ekstrak

5= %%,/ #1,/#/0 ##,650 ,6%#0

#= %/ #1,/# ##,650 ,6#5/5

#%= %3 #1,06 ##,650 ,6#365

;afinat

5= %0,6 #/,%/6# ##,%6 ,35/61

#= %0,6 #/,%/33 ##,%6 ,35/15

#%= %0,61 #/,%00 ##,%6 ,35#%

V. KESIMPULAN DAN SARAN

#. $esimpulan



a. Pada praktikum ini didapatkan data E ( Liquid-Liquid Equilibrium),

pada data tersebut didapat semakin besar persen solut (kresol) maka

semakin kecil densitas yang didapat pada ekstrak.

b. &ntuk mengetahui koefisien aktifitas maka dibutuhkan data lebih

banyak pada fraksi dan kadar kresol dalam umpan yang ber!ariasi.

'edangkan pada percobaan ini hanya terdapat data fraksi solut dalam

ekstrak dan rafinat. 'ehingga analisa lebih lanjut perhitungan koefisien

aktifitas akan dilakukan setelah semua data terlengkapi.

%. 'aran

a. Pastikan !al!e corong pemisah dikasih !aselin agar saat membuka atau

menutup !al!e tidak macet.

b. *erhati-hati dalam mengambil kresol usahakan memakai sarung tangan

karena kresol mengiritasi kulit jika bersentuhan langsung.

DAFTAR PUSTAKA



erry% Kobert . 233,. Perry’s Chemical Engineer’s Handbook .

'e7enth Edition. e8 Nork M&/ra8 ill.Praustnitz, A. 9, ichtenthaler, ;. <, and de ze!edo, E. 7. #666. Molecular

Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria !rd ed" Prentice 2all P;.

&'

'mith% :an ess. 2331. Inroducion o Chemical Engineering

Thermodynamic! Sixh Ediion in SI "nis. e8 Nork

M&/ra8 ill.

Bikipedia. #resol . https@@en.wikipedia.org@wiki@4resol (8iakses tanggal / mei

%#1)

Bikipedia. Me$anol . https@@en.wikipedia.org@wiki@9etanol (8iakses tanggal / mei

%#1)

Bikipedia. Air . https@@en.wikipedia.org@wiki@ir (8iakses tanggal / mei %#1)

Bikipedia. %ensin. https@@en.wikipedia.org@wiki@*ensin (8iakses tanggal / mei

%#1)

Cheng i, $athryn 2. 'mith, $athryn . 9umford, Dong Bang, 7eoffrey B.

'te!ens. %#/. Re&ression of 'RTL Parame$ers from Ternary Liquid(

Liquid Equilibria )sin& Par$icle *+arm ,p$imia$ion and .iscussions .

Else!ier +luid Phase E:uilibria 65 (%#/) 10/

https://en.wikipedia.org/wiki/Cresol


https://en.wikipedia.org/wiki/Metanol

https://en.wikipedia.org/wiki/Air

https://en.wikipedia.org/wiki/Bensin


https://en.wikipedia.org/wiki/Metanol

https://en.wikipedia.org/wiki/Air





A Perhitungan Densitas Estra Dan Ra!inat

#. 8ensitas Ekstrak

a $onsentrasi umpan 5=

*erat piknometer kosong ##,650 gr

*erat piknometer > isi #1,/#/0 gr

?olume piknometer / ml

ρ=m

V

ρ=16,5154 gr−11,9084 gr

5ml

ρ=0,9214gr /ml

b $onsentrasi umpan #=


*erat piknometer > isi #1,/# gr


ρ=

m

V

ρ=16,5013 gr−11,9084 gr

5ml

ρ=0,91858gr /ml

c $onsentrasi umpan #%=


*erat piknometer > isi #1,065 gr

?olume piknometer / ml ρ=

m

V

ρ=16,4983 gr−16,40gr

10ml

ρ=0,91798 gr

ml

% 8ensitas ;afinat

a $onsentrasi umpan 5=

=E#



*erat piknometer kosong ##,%6 gr

*erat piknometer > isi #/,%/6# gr


ρ=m

V

ρ=15,2591 gr−11,3293gr

5ml

ρ=0,78596gr /ml

b $onsentrasi umpan #=

*erat piknometer kosong ##,%6 gr

*erat piknometer > isi #/,%/33 gr


ρ=m

V

ρ=15,2577 gr−11,3293 gr

5ml

ρ=0,78568gr /ml

c $onsentrasi umpan #%=

*erat piknometer kosong ##,%6 gr *erat piknometer > isi #/,%00 gr


ρ=m

V

ρ=15,2344 gr−11,3293 gr

5ml

ρ=0,78102gr /ml

=E#

kelompok 15 laporan lle

Documents