exp.kimia
-
Upload
nur-izni-syamimi-mimi -
Category
Documents
-
view
39 -
download
12
Transcript of exp.kimia
AMALI SAINS 1 SEMESTER 2
EKSPERIMEN 1
Topik : Penyulingan berperingkat minyak mentah
Tujuan : Untuk mengkaji penyulingan berperingkat petroleum
Teori :
Petroleum atau minyak mentah adalah merupakan campuran cecair organik yang
kompleks, ianya terbentuk berjuta tahun lampau secara semula jadi dan terperangkap
di bawah batuan di perut bumi.
Petroleum mengandungi tiga kumpulan utama sebatian hidrokarbon iaitu Paraffin,
Naphthene dan Aromatik. Paraffin terdiri dari struktur hidrokarbon berantai lurus dan
bercabang, molekul yang mempunyai C1 – C4 berupa gas pada suhu bilik. Naphtene
mengandungi cincin-cincin paraffin. ( Contoh : Cyclohexane dan dimethyl
cyclopentane). Aromatik adalah sebatian hidrokarbon yang mengandungi satu cincin
terdiri dari enam atom karbon dengan ikatan ganda dua antara C=C berselang seli
dengan ikatan tunggal C-C, struktur ini dinamakan cincin benzene. (Contoh : Benzene
C6H6, Tolune / metil benzene C7H8, Xylene / dimetil benzene C8H10 ).
Bilangan atom karbon dan struktur molekul yang berbeza menyebabkan campuran
sebatian hidrokarbon dalam petroleum mempunyai suhu didih yang berbeza. Asas ini
digunakan untuk mengasingkan campuran petroleum kepada beberapa pecahan pada
julat suhu yang berbeza untuk kegunaan yang berbeza.
Alat /Radas
1. Kelalang tapak bulat berlengan
2. Termometer (0-360 0C)
3. Kaki retort
4. Tungku kaki tiga
5. Penunu Bunsen
6. Corong Turas
7. Rak tabung uji dan 5 tabung uji
tertutup
8. Alas asbestos
9. Mangkuk pijar
10.Kasa dawai / segi tiga posulen
11.Pemetik api
12.Bikar (150 ml)
13.Kapas
14.Kapas kaca
15. Kertas turas
16.Botol air suling
Bahan kimia
1. Minyak mentah
2. Larutan Kalium Manganat (VII)
berasid ( 0.01 M ) di dalam botol
penitis
Prosedur :
1. Kelalang tapak bulat dipasang pada kaki retot.
2. Dengan menggunakan forsep, kapas kaca dimasukkan ke dalam kelalang tapak
bulat.
3. Minyak mentah dimasukkan ke dalam kelalang tapak bulat dengan
menggunakan corong turas.
4. Kelalang tapak bulat ditutup dengan menggunakan penutup gabus yang
dipasang dengan termometer.
5. Alat/radas dilengkapkan seperti yang tertera pada Rajah 1.
6. Air dialirkan melalui condenser liebej.
7. Kelalang tapak bulat yang berisi minyak mentah dipanaskan dengan
menggunakan penunu Bunsen pada julat suhu 25 0C hingga 700C, hasil sulingan
yang keluar dari condenser libej dikumpulkan ke dalam tabung uji dan telah
dilabelkan sebagai “pecahan I”.
8. Prosedur nombor 7 diulang bagi pecahan-pecahan II, III, IV, V dan VI pada julat-
julat suhu yang berbeza speperti jadual berikut dan warna cecair yang terkumpul
telah dicatatkan :
Pecahan Julat suhu didih Warna cecair
I. 250C hingga 900 C
II. 910C hingga 1500C
III. 1510C hingga 1900C
IV. 1910C hingga 2500C
V. 2510C hingga 3000C
VI. 3010C hingga 3400C
9. Ujian-ujian berikut talah dijalankan ke atas hasil-hasil pecahan I hingga VI untuk
membandingkan sifat-sifat fizik dan kimia pecahan petroleum.
I. Kelikatan
Sedikit pecahan telah dituangkan ke dalam mangkuk pijar yang berbeza,
pengaliran pecahan cecair-cecair ke dalam mangkuk pijar telah
diperhatikan dan dengan menggunakan hujung jari setiap cecair pecahan
telah disentuh dan kemudiaan digosok pada ibu jari.
II. Kebolehbakaran
Setiap pecahan dari (i) dalam mangkuk pijar telah dinyalakan dengan
menggunakan pemetik api. Bagi pecahan yang sukar terbakar. Kapas
telah digunakan sebagai sumbu. Warna nyalaan dan jelaga yang
terbentuk dibandingkan.
III. Keterlarutan dalam air
Sedikit air dimasukkan ke dalam tabung uji kemudian hasil pecahan I
ditambah, ditutp dan campuran tersebut digoncangkan. Eksperimen ini
diulang bagi pecahan II hingga VI.
IV. Tindak balas dengan agen pengoksidaan
Sedikit pecahan I dimasukkan ke dalam tabung uji, bebrapa titis larutan
kalium manganat (VII) berasid ditambahkan, tabung uji kemudian
digoncang dan ditutup dan perubahan warna pada larutan kalium
manganat (VII) berasid diperhatikan.
Perbincangan :
1. Kapas kaca dalam eksperimen ini berfungsi sebagai pencegah hentakan dalam
kelalang penyulingan bagi mengelakkan petroleum daripada melompat masuk ke
dalam salur pengantar apabila dididihkan. Kapas kaca juga berfungsi untuk
memecahkan gelembung udara yang terhasil.
2. Proses yang berlaku dalam kondenser libej ialah kondensasi yang menukarkan
wap air yang panas kepada cecair. Air yang telah dialirkan secara berterusan
dapat menyejukkan wap air yang panas dan kemudiannya menukarkan wap air
tersebut kepada cecair. Perubahan keadaan yang berlaku ditunjukkan seperti
berikut :
3. Dua faktor yang mempengaruhi perbezaan takat suhu didih molekul-molekul
dalam campuran petroleum ialah :
Bilangan atom karbon
Bagi pecahan yang mempunyai bilangan karbon yang banyak
mempunyai takat didih yang tinggi kerana memerlukan tenaga
yang tinggi bagi memecahkan daya ikatan molekul yang sangat
kuat.
Bagi pecahan yang mengandungi bilangan karbon yang sedikit
mempunyai takat didih yang rendah kerana ia tidak memerlukan
tenaga yang tinggi untuk memecahkan ikatan.
Struktur molekul yang berbeza
4. Takat suhu didih pentana ialah (C5H12) adalah 36.10C.
i. Kebanyakkan alkana adalah gas atau cecair yang mudah meruap pada
suhu bilik.
ii. Peratus karbon yang terdapat dalam molekul pentana ialah :
12×5(12×5 )+(12×1)
×100%=83.3%
Wap air Cecair
Kesimpulan :
1. Kelikatan setiap pecahan adalah semakin meningkat apabila suhu meningkat.
Hal ini disebabkan oleh, saiz molekul bertambah dan menyebabkan daya tarikan
antara molekul juga semakin bertambah. Daya ikatan yang kuat akan
menyebabkan molekul sukar untuk menggelongsor antara satu sama lain.
Pecahan I mempunyai saiz molekul yang kecil berbanding pecahan IV dan
kelikatannya adalah kurang berbanding daripada pecahan IV kerana susunan
molekul dalam pecahan tersebut mudah menggelongsor.
2. Kebolehbakaran semakin menurun kerana setiap cecair pecahan mempunyai
peningkatan dalam peratusan kandungan karbon per molekul iaitu semakin
meningkat. Ini dapat dibuktikan dengan kejelagaan yang terhasil. Semakin
meningkat bilangan peratus karbon per molekul, semakin bertambah kejelagaan
nyalaan. Hal ini disebabkan banyak tenaga haba yang tinggi diperlukan untuk
memecahkannya. Jadi, kebolehbakaran semakin menurun apabila bilangan
peratus karbon semakin meningkat.
3. Setiap cecair pecahan tidak larut di dalam air adalah disebabkan setiap molekul
hidrokarbon dalam setiap pecahan adalah molekul kovalen tidak berkutub yang
mana air bersifat berkutub. Ini menyebabkan ikatan hidrokarbon tidak dapat
dibentuk.
4. Setiap pecahan apabila ditambahkan dengan beberapa titis larutan kalium
manganat (VII) berasid akan menukarkan warna kalium manganat tersebut iaitu
unggu kepada tidak berwarna. Hai ini disebabkan proses penurunan telah
berlaku dan juga setiap cecair pecahan mengandungi iakatan ganda dua.
5. Warna pecahan menjadi semakin gelap dengan peningkatan suhu didih. Faktor
yang menyebabkan warna yang terhasil adalah bergantung pada saiz molekul.
Jika saiz molekul besar, maka warna petroleum menjadi semakin gelap iaitu
daripada tidak berwarna kepada warna kuning muda, kuning, kuning tua, perang
dan perang tua.
6. Kesimpulannya, semakin meningkat julat suhu takat didih pecahan :
Kelikatannya semakin bertambah iaitu daripada cair kepada pekat
Kebolehbakaran semakin berkurang iaitu nyalaan makin terang dan
semakian banyak menghasilkan jelaga
Semua pecahan tidak larut dalam air dan hanya larut dalam cecair organik
Setiap pecahan bertindak balas dengan agen pengoksidaan iaitu dengan
menurunkan warna kalium manganat (VII) berasid kepada tidak berwarna
Warna pecahan akan menjadi semakin gelap