Diagram Sistem Biner
Sistem biner fenol-air merupakan sistem yang memperlihatkan
sifat kelarutan timbal balik antara fenol dan air pada suhu tertentu dan
tekanan tetap. Dalam termodinamika, titik kritis adalah titik akhir kurva
kesetimbangan fasa. Beberapa sistem mempunyai temperatur kritis atas dan temperatur
kritis bawah, oleh sebab itu sesudah kompleks yang lemah terurai sehingga kedua
komponen dapat bercampur sebagian pada temperatur lebih tinggi dengan gerakan
termal membuat campuran homogen kembali (Meinisasti et al., 2015).
Menurut Atkins (2006), temperatur kritis (Tc) adalah batas
atas temperature dimana terjadi pemisahan fasa. Diatas temperature batas atas
dimana kedua komponen benar benar bercampur. Temperatur ini ada karena gerakan
termal yang lebih besar menghasilkan kemampuan campur yang lebih besar pada
kedua komponen bercampur dalam segala perbandingan dan di atas temperature ini
kedua komponen membentuk dua fase. Salah satu contohnya adalah air dalam
trietilamina. Dalam hal ini pada temperature rendah kedua komponen lebih dapat
bercampur karena komponen komponen ini membentuk kompleks yang lemah, pada
temperature lebih tinggi kompleks itu terurai dan komponen kurang dapat
bercampur.
Menurut Sopyan et al., (2018), Berdasarkan gambar diatas dimana penambahan zat ke dalam sistem cairan biner akan menghasilkan sistem terner. Jika zat yang ditambahkan hanya larut di dalam salah satu komponen atau jika kelarutan zat tersebut di dalam kedua cairan berbeda nyata, maka kelarutan kesetimbangan dari pasangan cairan tersebut menurun. Bila campuran biner asal mempunyai suhu larutan kritis atas, maka suhunya akan naik; dan jika mempunyai suhu konsulat bawah maka suhu tersebut menjadi turun oleh penambahan komponen ketiga tersebut. Pada daerah di dalam kurva terdapat dua fasa. Titik-titik pasangan komposisi temperatur di dalam kurva selalu menggambarkan dua fasa. Jika sistem berada pada dua fasa larutan menjadi keruh. Sedangkan pada saat sistem berada pada satu fasa, campuran berubah dari keruh menjadi jernih. Jika percobaan dilakukan pada suhu yang lebih tinggi akan diperoleh batas kelarutan yang berbeda. Semakin tinggi suhu, kelarutan masing-masing komponen komponen sati sama lain meningkat sehingga saerah dua fasa semakin menyempit.
Menurut Gmehllg (1982), data kesetimbangan uap-cair isotermal untuk sistem biner benzena-fenol (80 °C), n-oktana-fenol (110 °C), dan n-dekana-fenol (120 °C) yang telah diteliti diperoleh diagram sistem biner sebagai berikut :
Gambar 2. Diagram kesetimbangan fasa untuk sistem n-dekana –
fenol.
(Sumber : Gmehllg, 1982)
Hasil ditunjukkan oleh garis kontinu. Nilai yang dihitung selalu dihasilkan dengan menggunakan model yang memberikan deviasi rata-rata terendah antara fraksi mol fase uap percobaan dan perhitungan. Selanjutnya, dalam semua diagram koefisien aktivitas yang dihitung pada pengenceran tak terbatas diberikan untuk model yang dipilih. Sistem n-oktan-fenol dan n-dekana-fenol menunjukkan deviasi positif yang jauh lebih kuat dari hukum Raoult daripada sistem benzena-fenol. Hal ini disebabkan fenol dapat digunakan sebagai pelarut ekstraktif untuk pemisahan hidrokarbon alfatik dari aromatik. Pada saat yang sama, deviasi positif yang kuat mengarah ke celah immiscibility untuk sistem hidrokarbon-fenol alifatik pada suhu yang lebih rendah. Gambar diatas menunjukkan kurva binodal eksperimental untuk sistem biner n-decane-phenol. Suhu larutan kritis atas adalah 63,35 ± 0,2 °C. Kesetimbangan fase yang diukur untuk sistem hidrokarbon-fenol alifatik digunakan untuk merevisi parameter fenol UNIFAC lama yang memberikan hasil yang buruk untuk jenis sistem ini.
Menurut Valderrama et al., (2011), pada saat fenol dan air
mencapai pada suhu kritisnya, maka larutan campuran keduanya berubah menjadi
bening. Penyelidikan ini dibantu dengan proses pemanasan dan pendinginan. Fenol
dapat dengan mudah larut dalam air terutama saat pemanasan berlangsung. Fenol
memiliki kelarutan yang terbatas dalam air yaitu sebesar 9,8 gr/100ml. Akan
tetapi genol disini memiliki sifat yang cenderung adam yang artinya dapat
melepaskan ion H+ dari gugus hidroksilnya. Pengeluaran ion tersebut
menghasilkan anion feroksida C6H5O yang dapat larut di dalam air. Pelepasan ini
dapat diakibatkan perlengkapan orbital antara satu-satunya pasangan oksigen dan
sistem aromatik ini yang mendelokalisasi beban negatif melalui cincin tersebut
dan menstabilakan larutannya. Mekanisme fenol di dalam air ini dapat diketahui
bahwa air berperan sebagai basa yang menerima sebuah proton. Adapun proton yang
dimaksudkan adalah ion H+ yang dilepaskan oleh genol yang kemudian dapat
membentuk ion H2O. Pelepasan ion H+ ini dari gugus hidroksil fenolnya
menyebabkan terbentuknya anion feroksida yang akan larut di dalam air.
Menurut Fatimah et al., (2019), Jika fenol dilarutkan dalam air,
akan berlaku prinsip kelarutan timbal balik atau kelarutan biner. Sistem biner
fenol-air merupakan sistem dua fasa, fenol dalam bentuk solid dan akuades dalam
bentuk cair. Fenol dapat larut dalam akuades dan akuades dapat larut dalam
fenol. Fenol akan mudah larut dalam akuades jika jumlah fenol lebih sedikit
dari akuades. Sebaliknya, molekul air akuades dapat menyatu dengan fenol jika
jumlahnya lebih sedikit dari fenol.
DAFTAR PUSTAKA
Atkins, P And J. D. Paula. 2006. Atkins'
Physical Chemistry Eighth Edition. Great Britain : Oxford University Press.
Fatimah, S., M. A. Surur, M. A’tourrohman, A.
Rohmah dan F. Khumaera. 2019."Koagulasi dan Komposisi Darah".
Jurnal Fisiologi Hewan. Vol. 3(1) : 24-38.
Gmehllg, J. 1982."Phase Equilibria in
Binary Systems Formed by Phenol with Benzene, n-Octane, and
n-Decane". Journal of Chemical and Engineering Data. Vol.
27 (4) : 371-373.
Meinisasti, R., A. Halim dan E. Zaini. 2015.
“Karakterisasi Fisiokimia Sistem Biner Siprofioksasin HCl-PEG 4000”. Jurnal
Sains Farmasi dan Klinis. Vol. 2(11): 30–35.
Sopyan, I., N. Wathoni, T. Rusdiana dan D.
Gozali. 2018. Karakterisasi Sediaan Padat Farmasi. Yogyakarta
: Deepublish.
Valderrama, C., J. I. Barios,A . Farran dan J.
L. Cortina. 2011."Evaluation of Phenol/Aniline (Single and Binary)
Removalfrom Aqueous Solutions onto Hyper-cross-linked PolymericResin (Macronet
MN200) and Granular Activated Carbonin Fixed-Bed Column". Water
Air Soil Pollut. Vol. 215(1) : 285–297.