Sistem Terner Cair-Cair

Nama: Angelia Heberina Ompusunggu

NIM: F1C121040

Kelas: R-02

Sistem Terner Cair-Cair

Diagram kesetimbangan fase adalah suatu kurva yang mencatat pengaruh suhu, tekanan, komposisi dan jumlah fase yang ada dalam suatu sistem kesetimbangan. Jumlah dan jenis fase yang ada pada beberapa kondisi tergantung dari jenis dan sifat senyawa organik yang ada didalamnya. Bila kondisi tekanan konstan, atau efek tekanan dapat diabaikan, maka kesetimbangan cair-cair sistem biner dapat lebih mudah digambarkan dalam suatu diagram kelarutan, yaitu plot antara T vs x1. Kurva-kurva hinodal yang ada menunjukkan adanya komposisi-komposisi dari fase yang timbul bersamaan. Komposisi pada campuran tiga komponen atau sistem terner ditampilkan dalam bentuk diagram segitiga sama sisi dengan satuan tinggi yang equivalent dengan jumlah komposisinya. Komposisi masing-masing fase dalam kesetimbangan dihubungkan dengan suatu garis yang disebut dengan tie lines atau connodals. Sistem terner tipe satu memiliki satu pasang zat yang tidak saling larut (immiscible) dan dua pasang zat yang saling larut (miscible). Untuk kesetimbangan sistem terner dari campuran water propanoic acid methyl ethyl ketone merupakan sistem tipe satu( Wardhono,2009).

Untuk sistem tiga komponen. F-5-P, sehingga variasinya dapat mencapai 4. Dengan menjaga temperatur dan tekanan tetap, masih ada dua derajat kebebasan (fraksi mol dan komponen). Salah satu cara terbaik untuk memperlihatkan variasi kesetimbangan fase dengan sistem komposisi digunakan diagram fase segitiga. Fraksi mol tiga komponen dari sistem terner (C-3) sesuai dengan XA + XB+XC− 1 Diagram fase yang digambarkan sebagai segitiga sama sisi menjamin dipenuhinya sifat ini secara otomatis, sebab jumlah jarak ke sebuah titik di dalam segitiga sama sisi yang diukur sejajar dengan sisi-sisinnya sama dengan panjang pada sisi segitiga itu yang dapat diambil sebagai satuan panjang (Atkins, 1999).

Pada sistem yang terdiri dari tiga komponen tetapi satu fase dan sistem  tidak terkondensasi maka F=3-1+2=4. Empat derajat kebebasan tersebut adalah  suhu, tekanan, dan konsentrasi dari 2 komponen. Jika kita menganggap sistem terkondensasi dan suhu dibuat tetap (konstan), maka F=2, sehingga dapat dibuat diagram bidang untuk menggambarkan kesetimbangan fase. Oleh karena itu, berkaitan dengan segitiga komponen maka lebih baik menggunakan kertas grafik segitiga. Diagram segitiga sistem tiga komponen disebut juga dengan  sistem terner. Dalam sistem terner, setiap sudut segitiga menunjukkan bobot  segitiga 100% dalam satu komponen (A, B, atau C). Sisi segitiga menunjukkan campuran dua komponen dari tiga kemungkinan kombinasi A, B, dan C. Daerah di dalam segitiga menunjukkan seluruh kemungkinan kombinasi A, B, dan C untuk memberikan sistem tiga komponen. Jika satu garis ditarik dari titik sudut ke sisi hadapannya, maka seluruh sistem terner akan mempunyai rasio tetap dari dua komponen (Sopyan et al., 2018).

Proses perpindahan massa ekstraksi cair-cair dalam kolom isian terjadi akibat adanya kontak antara fase kontinu dan fase dispersi yang dialirkan secara berlawanan. Berbagai macam ukuran dan jenis irisan yang digunakan dalam kolom menyebabkan luar permukaan kontak menjadi lebih besar dan waktu kontak semakin lama, sehingga terjadi peningkatan proses perpindahan massa. Metode ini bertujuan untuk mengamati dinamika pergerakan tetesan dengan cara mengelompokkan ukuran diameter tetesan berdasarkan pada rezim aliran yang di waktukan dengan bilangan Re dan mempelajari perpindahan massa pada ekstraksi cair-cair dalam kolom isian yang didasarkan ukuran diameter tetesan yang dipengaruhi laju aliran dan jenis isian. Hasil ini menunjukkan bahwa semakin besar laju alir fase dispersi dan ketinggian dari bagian bawah atau distributor maka tetesan yang didapatkan semakin kecil, dengan jumlah yang semakin banyak. Hal ini menyebabkan kenaikan yang signifikan terhadap koefisien perpindahan massa keseluruhan. Ekstraksi cair-cair merupakan metode pemisahan fase cair pelarut yang tidak saling melarut (Mirwan dan Arrono, 2018).

Ekstraksi cair/cair (LLE) merupakan proses pemisahan fisika, yang memisahkan konstituen larutan melalui kontak dengan cairan lain yang tidak saling larut. Konstituen tersebut tidak akan berubah secara kimiawi. Penerapan ekstraksi cair cair terutama dilakukan untuk mengolah fenol dari air limbah seperti pada industri pengilangan minyak, coke-oven, dan resin fenolik. Pelarut yang biasa digunakan antara lain benzen, toluen, isopropyl ether, dan methyl isobutyl ketone. Fenol yang telah berpindah ke fase pelarut dapat diambil lagi dengan menggunakan kostik soda (Kusumastuti, 2007).

Diagram fasa merupakan cara mudah untuk menampilkan wujud zat sebagai fungsi suhu dan tekanan. Contoh khas diagram fasa tiga komponen air, kloroform, dan asam asetat. Dalam diagram fasa bahwa zat tersebut diisolasi dengan baik dan tidak ada zat lain yang masuk maupun keluar dari sistem ini. Asam asetat lebih suka pada air dibandingkan kloroform oleh karenanya bertambahnya kelarutan kloroform dalam air lebih cepat dibandingkan kelarutan air dalam kloroform. Penambahan asam asetat berlebih lebih lanjutakan membawa sistem bergerak ke daerah atau satu fasa (fase tunggal). Namun demikian saat komposisi mencapai titik a3, ternyata masih ada dua lapisan maupun sedikit. Setelah penambahan asam asetat diteruskan, pada saat akan menjadi satu fasa yaitu pada titik P.titik P disebut pleit point  atau titik jalin yaitu semacam titik kritis (Milama, 2014)

Sistem terner cair-cair merupakan suatu bentuk penentuan perbandingan komponen jumlah komponennya. Diagram sistem terner cair-cair pada percobaan ini diuji coba pada air- klorofom-asam cuka. Dengan menggunakan Kaidah Gibb untuk menentukan kedudukan sistem. Dengan mengetahui massa dari masing-masing zat, akan kedudukan dalam sistem dapat ditentukan dan ditetapkan pada titik tertentu. Dalam percobaan ini hal yang ingin dicapai adalah menggambarkan diagram terner cair-cair antara air-kloroform-asam cuka dan menentukan garis dasi (tie line). Komposisi diagram terner cair ini didapatkan dengan mencampurkan ketiga komponen dengan perbandingan tertentu sehingga diperoleh suatu persentase masing-masing komponen dalam senyawa. Sistem tiga kompoen pada suhu dan tekanan tetap mempunyai jumlah derajat kebebasan paling banyak dua, maka diagram fasa sistem ini dapat digambarkan dalam satu bidang datar berupa suatu segitiga samasisi yang disebut diagram terner. Jumlah fasa dalamsistem zat cair tiga kompoen tergantung pada daya saling larut antar zat cair tersebut dan suhu percobaan. Andaikan ada tiga zat cair A, B dan C. A dan B saling larut sebagian.Penambahan zat C kedalam campuran A dan B akan memperbesar atau memperkecil daya saling larut A dan B. Pada percobaan ini hanya akan ditinjau sistem yang memperbesar daya saling larut A dan B. Dalam hal ini A dan C serta B dan C saling larut sempurna.Kelarutan cairan C dalam berbagai komposisi campuran A dan B pada suhu tetap dapat digambarkan pada suatu diagram terner. Prinsip menggambarkan komposisi dalam diagram terner dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Gambar1. Diagram Fasa Klorofom-Asam Asetat- Air

(sumber: https://id.scribd.com/document/436556211/Kuliah-2-3-Diagram-Segitiga-Dan-Kesetimbangan-Cair-Cair)

 

Daftar Pustaka

Atkins, P.W. 1999. Kimia Fisik Jilid II Edisi Ke 4, Erlangga. Jakarta.

Kusumastuti, A. 2007. Studi Komparasi Metode Ekstraksi Cair-cair dengan Metode Membran Cair Emulsi pada Pemulihan Fenol dari Air Limbah. Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.

Milama, Burhanudin 2014. Panduan Praktikum Kimia Fisika 2. Jakarta: UIN PIPA FITK-Press.

Mirwan, A., dan D. Arrono. 2018. “Dinamika Tetes Ekstraksi Cair-Cair Sistem Air-Metil Etil Keton (MEK)-Heksan Dalam Kolom Isian”. Jurnal Teknik Kimia Indonesia. Vol. 9(3): 99-105.

Sopyan, I., N. Wathoni., T. Rusdiana, dan D. Gozali. 2018. Karakterisasi Sediaan Padat Farmasi. Yogyakarta: Deepublish.

Wardhono, E.Y. 2009. Liquid-Liquid Equilibrium Ternary System For Water and Propanoic Acid Methyl. Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Untirta-Banten.