DIAGRAM BINER

I. Tujuan

Mencari suhu kelarutan kritis sistem biner femol-air.

II. Landasan Teori

Diagram biner merupakan representasi grafis dari kesetimbangan fasa dalam sistem dua komponen (paduan biner) yang menunjukkan hubungan antara suhu, komposisi, dan keadaan fasa suatu material. Diagram ini digunakan untuk memahami perubahan fasa, seperti transisi dari padat ke cair atau pembentukan larutan padat, berdasarkan variasi komposisi dan suhu. Dalam ilmu material, diagram biner sangat penting untuk merancang dan mengoptimalkan sifat paduan logam dan senyawa lainnya (Tanaka dan Hara, 2023).

Diagram biner fenol-air menggambarkan kesetimbangan fase antara fenol dan air pada berbagai konsentrasi dan suhu. Fenol dan air membentuk sistem biner dengan kelarutan terbatas satu sama lain pada suhu rendah, tetapi pada suhu yang lebih tinggi, mereka menjadi sepenuhnya saling larut. Fenol (C₆H₅OH) memiliki kelarutan terbatas dalam air pada suhu kamar. Air juga memiliki kelarutan terbatas dalam fenol. Sistem ini membentuk dua fase cair pada suhu rendah, tetapi pada suhu tertentu, mereka menjadi larut sempurna (Suhaidi et al., 2023)

Larutan biner yang memiliki diagram fasa cair-uap yang pada prinsipnya dapat dipisah-kan menjadi komponennya menggunakan proses distilasi fraksio-nal. Dengan perulangan yang cukup, distilat akan mengandung komponen yang lebih volatil dengan kemurnian tinggi, sedangkan residu akan mengandung komponen yang kurang volatil dengan kemurnian tinggi (Hakim, 2023)

III. Prosedur Percobaan

3.1 Alat dan Bahan

A. Alat

• Buret to mi
• Termometer 100°C
• Tabung reaksi besar alas datar (buchner)
• Pengaduk
• Penangas
• Batu didih
• Kaca arloji
• Gelas ukur 50ml
• Gelas kimia 500 ml
• Pipet tetes
• Spatula

B. Bahan

• Akuades
• Fenol 95%

3.2 Skema Kerja

•  Diisi akuades pada buret bersih
• Dibersihkan dan dikeringtan reaksi yang memiliki 1 set sumbat lengkap dengan pengadut termometer dan batu didih
• Ditimbang tabung maksi diatas (lengkap)
• Diisi fenol 95% pada tabung maksi
• Ditambahkan sampai berat fenol 2.5 gram
• Ditambah 0,2 ml aquades menggunakan burer
• Dipanastan dalam penangas air
• Dicatat suhu jika menjadi jernih (T1)
• Dibiarkan suhu ± 4°C
• Dikeluarkan tabung dari penangas
• Dibiarkan dingin sambil terus diaduk
• Dicatat suhu tabung mendekati suhu kamar (T2)
• Ditambahkan aquades 0,7mL
• Dilakukan kembali langkah
• Dilakukan beberapa kali

IV. Hasil dan Pembahasan

Diagram biner adalah suatu diagram yang menggambarkan perubahan fase dalam sistem dua komponen pada berbagai suhu dan komposisi. Kelarutan mengacu pada jumlah maksimum suatu zat yang dapat larut dalam pelarut tertentu. Sementara itu, kelarutan timbal balik merupakan kelarutan dari suatu larutan yang hanya bercampur sebagian ketika suhu berada di bawah suhu kritis. Salah satu contoh kelarutan timbal balik dapat ditemukan pada sistem fenol-air.

Sistem biner fenol-air menunjukkan sifat kelarutan timbal balik antara fenol dan air pada suhu tertentu dalam kondisi tekanan tetap. Disebut sistem biner karena campuran ini terdiri dari dua komponen utama. Kelarutan timbal balik terjadi ketika dua zat hanya bercampur sebagian pada suhu di bawah titik kritisnya. Temperatur dalam sistem biner berpengaruh terhadap keseimbangan komposisi kedua zat. Jika suhu dinaikkan, maka kelarutan kedua zat akan meningkat, memungkinkan mereka untuk bercampur lebih baik. Sistem biner merupakan suatu sistem dua komponen yang kestabilan fasenya dipengaruhi oleh tekanan serta suhu. Prinsip dasar sistem biner dapat digunakan untuk menganalisis fase suatu zat atau campuran berdasarkan nilai potensial kimia dari masing-masing komponen.

Fenol berbentuk kristal putih dengan titik leleh 40,85⁰C dan titik didih 182⁰C. Pada suhu kamar, fenol dapat larut dalam air, di mana 1 gram fenol dapat larut dalam 15 mL air. Senyawa ini memiliki rumus kimia C6H5OH dan kelarutannya dalam air mencapai 8,3 gram per 100 mL. Fenol bersifat asam karena dapat melepaskan ion H+ dari gugus hidroksilnya, sehingga membentuk anion fenoksida yang lebih mudah larut dalam air. Struktur kimia fenol dapat digambarkan sebagai berikut:

Air atau aquades adalah zat cair yang tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak memiliki rasa dalam kondisi standar. Air terdiri dari unsur hidrogen dan oksigen dengan rumus kimia H₂O. Zat ini dapat berada dalam tiga fase, yaitu padat, cair, dan gas. Air membeku pada suhu 0⁰C pada tekanan 1 atm dan mendidih pada suhu 100⁰C. Selain itu, air memiliki kemampuan untuk melarutkan berbagai zat kimia, seperti garam, asam, gas, serta molekul organik.

Titik kritis (Tc) adalah suhu di mana campuran mencapai komposisi setimbang, yang ditandai dengan perubahan dari dua fase menjadi satu fase. Ketika campuran fenol-air mencapai suhu kelarutan kritisnya, campuran tersebut akan tampak jernih. Suhu kritis ini bergantung pada tekanan serta komposisi fenol dan air dalam campuran. Dalam kelarutan timbal balik fenol-air, suhu kritis dapat diperoleh dari suhu maksimum rata-rata saat terjadi perubahan fase dalam campuran tersebut. Suhu kritis terbentuk karena adanya gesekan termal yang lebih besar, yang meningkatkan kemampuan bercampur dalam berbagai perbandingan. Namun, ketika suhu melebihi titik kritisnya, campuran fenol dan air dapat kembali membentuk dua fase (Martin et al., 2019).

V. Kesimpulan

Dengan melakukan percobaan ini, diperoleh suhu kelarutan kritis dari sistem biner fenol-air, yaitu suhu di mana campuran fenol dan air mencapai satu fase homogen. Suhu kritis ini bergantung pada tekanan serta komposisi campuran, dan dapat diamati ketika larutan menjadi jernih. Selain itu, hasil percobaan menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu, semakin besar kemampuan fenol dan air untuk saling bercampur.