Wednesday, October 17, 2012
Unknown
TUJUAN
PERCOBAAN :
·
Menentukan keaktifan pelarut dan zat
terlarut dengan menggunakan data penurunan titik beku.
·
Menentukan berat molekul zat terlarut
dengan menggunakan data kenaikan titik didih.
TEORI
DASAR :
Sifat koligatif larutan adalah sifat fisis larutan yang hanya
tergantung pada jumlah partikel zat terlarut dan tidak tergantung dr jenis zat
terlarut.
Dengan mempelajari sifat koligatif larutan, akan menambah pengetahuan kita tentang gejala-gejala di alam, dan dapat dimanfaatkan untuk kehidupan, misalnya:mencairkan salju dijalan raya, menggunakan obat tetes mata atau cairan infuse, mendapatkan air murni dari air laut, menentukan massa molekul relative zat terlarut dalam larutan, dan masih banyak lagi.
Yang tergolong sifat koligatif larutan adalah : penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku dan tekanan osmotik dari larutan.
Dengan mempelajari sifat koligatif larutan, akan menambah pengetahuan kita tentang gejala-gejala di alam, dan dapat dimanfaatkan untuk kehidupan, misalnya:mencairkan salju dijalan raya, menggunakan obat tetes mata atau cairan infuse, mendapatkan air murni dari air laut, menentukan massa molekul relative zat terlarut dalam larutan, dan masih banyak lagi.
Yang tergolong sifat koligatif larutan adalah : penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku dan tekanan osmotik dari larutan.
Namun sebelum itu kita harus mengetahui hal- hal berikut :
• Molar, yaitu jumlah mol zat terlarut dalam 1 liter
larutan(mol/L)
• Molal, yaitu jumlah mol zat terlarut dalam 1 kg larutan(mol/Kg)
• Fraksi mol, yaitu perbandingan mol zat terlarut dengan jumlah
mol total larutan(mol zat pelarut+mol zat terlarut)
X terlarut= n terlarut/n terlarut+n pelarut
Xpelarut=n pelarut/n terlarut+n pelarut(1).
X terlarut= n terlarut/n terlarut+n pelarut
Xpelarut=n pelarut/n terlarut+n pelarut(1).
Setelah mengetahui hal-hal di atas, sekarang kita menginjak pada
sifat koligatif yang pertama,
1. Penurunan tekanan uap.
Penurunan tekanan uap adalah kecenderungan molekul-molekul cairan untuk melepaskan diri dari molekul-molekul cairan di sekitarnya dan menjadi uap. Jika ke dalam cairan dimasukkan suatu zat terlarut yang sukar menguap dan membentuk suatu larutan, maka hanya sebagian pelarut saja yang menguap, karena sebagian yang lain penguapannya dihalangi oleh zat terlarut. Besarnya penurunan ini di selidiki oleh Raoult lalu dirumuskan sebagai berikut :
P = Po. XB
keterangan:
P : tekanan uap jenuh larutan
Po : tekanan uap jenuh pelarut murni
XB : fraksi mol pelarut
Karena XA + XB = 1, maka persamaan di atas dapat diperluas menjadi :
P = Po (1 – XA)
P = Po – Po . XA
Po – P = Po . XA
Sehingga :
ΔP = Po . XA
keterangan:
ΔP : penuruman tekanan uap jenuh pelarut
Po : tekanan uap pelarut murni
XA : fraksi mol zat terlarut
1. Penurunan tekanan uap.
Penurunan tekanan uap adalah kecenderungan molekul-molekul cairan untuk melepaskan diri dari molekul-molekul cairan di sekitarnya dan menjadi uap. Jika ke dalam cairan dimasukkan suatu zat terlarut yang sukar menguap dan membentuk suatu larutan, maka hanya sebagian pelarut saja yang menguap, karena sebagian yang lain penguapannya dihalangi oleh zat terlarut. Besarnya penurunan ini di selidiki oleh Raoult lalu dirumuskan sebagai berikut :
P = Po. XB
keterangan:
P : tekanan uap jenuh larutan
Po : tekanan uap jenuh pelarut murni
XB : fraksi mol pelarut
Karena XA + XB = 1, maka persamaan di atas dapat diperluas menjadi :
P = Po (1 – XA)
P = Po – Po . XA
Po – P = Po . XA
Sehingga :
ΔP = Po . XA
keterangan:
ΔP : penuruman tekanan uap jenuh pelarut
Po : tekanan uap pelarut murni
XA : fraksi mol zat terlarut
Setiap cairan mempunyai suhu didih tertentu (pada tekanan atmosfer tertentu). Suhu ini disebut titik didih cairan. Jika cairan tersebut digunakan sebagai pelarut dalam suatu larutan, maka akan diamati bahwa titik didih larutannya akan selalu lebih tinggi dibandingkan cairan murninya (pelarut). Hal ini dikenal dengan istilah kenaikan titik didih.
Adanya zat terlarut yang sukar menguap menyebabkan pelarut tidak
mudah menguap dengan mudah. Oleh karena itu, diperlukan energi yang lebih besar
(konsekuensinya suhu menjadi semakin tinggi) untuk menguapkan pelarut. Besarnya
kenaikan titik didih dapat dihitung melalui persamaan berikut:
ΔTb = Kb . m
ΔTb = Tb larutan - Tb pelarut
ΔTb = kenaikan titik didih
Kb = konstanta kenaikan titik didih molal
m = molalitas zat terlarut
Adanya penurunan tekanan uap jenuh mengakibatkan titik didih larutan lebih tinggi dari titik didih pelarut murni. Untuk larutan non elektrolit kenaikan titik didih dinyatakan dengan:
ΔTb = m . Kb
keterangan:
ΔTb = kenaikan titik didih (oC)
m = molalitas larutan
Kb = tetapan kenaikan titik didih molal
(W menyatakan massa zat terlarut), maka kenaikan titik didih larutan dapat dinyatakan sebagai:
ΔTb = Kb . m
ΔTb = Tb larutan - Tb pelarut
ΔTb = kenaikan titik didih
Kb = konstanta kenaikan titik didih molal
m = molalitas zat terlarut
Adanya penurunan tekanan uap jenuh mengakibatkan titik didih larutan lebih tinggi dari titik didih pelarut murni. Untuk larutan non elektrolit kenaikan titik didih dinyatakan dengan:
ΔTb = m . Kb
keterangan:
ΔTb = kenaikan titik didih (oC)
m = molalitas larutan
Kb = tetapan kenaikan titik didih molal
(W menyatakan massa zat terlarut), maka kenaikan titik didih larutan dapat dinyatakan sebagai:
Apabila pelarutnya air dan tekanan udara 1 atm, maka titik didih larutan dinyatakan sebagai:
Tb = (100 + ΔTb) oC
jika pelarutnya bukan air,maka titik didih larutan menyesuaikan diri dengan titik didih pelarut yang digunakan.Adanya kenaikan titik didih dapat dihitung dengan:
ΔTb = Tb larutan – Tb pelarut
3. Penurunan Titik Beku (ΔTf)
Setiap cairan mempunyai suhu beku tertentu. Jika suatu cairan digunakan sebagai pelarut, dapat diamati bahwa titik beku larutan tersebut ternyata selalu lebih rendah dibandingkan titik beku cairan murninya (pelarut). Hal ini disebut penurunan titik beku.
Adanya zat terlarut menyebabkan entropi (ketidakteraturan) pelarut semakin tinggi. Dengan demikian, untuk mengubah pelarut dari fasa cair menjadi fasa padat diperlukan usaha ekstra.
Setiap cairan mempunyai suhu beku tertentu. Jika suatu cairan digunakan sebagai pelarut, dapat diamati bahwa titik beku larutan tersebut ternyata selalu lebih rendah dibandingkan titik beku cairan murninya (pelarut). Hal ini disebut penurunan titik beku.
Adanya zat terlarut menyebabkan entropi (ketidakteraturan) pelarut semakin tinggi. Dengan demikian, untuk mengubah pelarut dari fasa cair menjadi fasa padat diperlukan usaha ekstra.
Hal ini mengakibatkan titik beku
larutan lebih rendah dibandingkan pelarutnya. Persamaan yang digunakan untuk
menghitung besarnya penurunan titik beku adalah sebagai berikut:
ΔTf = Kf . m
ΔTf = Tf pelarut - Tf larutan
ΔTf = penurunan titik beku
Kf = konstanta penurunan titik beku molal
m = molalitas zat terlarut
ΔTf = Kf . m
ΔTf = Tf pelarut - Tf larutan
ΔTf = penurunan titik beku
Kf = konstanta penurunan titik beku molal
m = molalitas zat terlarut
Untuk
penurunan titik beku persamaannya dinyatakan sebagai:
ΔTf
= penurunan titik beku
m = molalitas larutan
Kf = tetapan penurunan titik beku molal
W = massa zat terlarut
Mr = massa molekul relatif zat terlarut
P = massa pelarut
m = molalitas larutan
Kf = tetapan penurunan titik beku molal
W = massa zat terlarut
Mr = massa molekul relatif zat terlarut
P = massa pelarut
Apabila pelarutnya air dan tekanan udara 1 atm, maka titik beku larutannya dinyatakan sebagai:
Tf = (O – ΔTf)oC
ALAT
DAN BAHAN :
|
ALAT
|
BAHAN
|
|
Termometer
Beckman
|
Benzena
|
|
Kaca
Pembesar
|
Sikloheksana
|
|
Stop
Watch
|
Naftalena
|
|
Gelas
ukur 50mL
|
Batu didih
|
|
Gelas
ukur 100mL
|
|
|
Termos
besar
|
|
|
Tabung
reaksi besar
|
|
|
Tabung
reaksi sedang
|
|
|
Heating
Mantel
|
|
PROSEDUR
KERJA :
Penurunan Titik Beku
1. Sebanyak
40 mL benzena dimasukkan ke dalam alat
titik beku.
2. Termometer
Beckman dipasang beserta batang pengaduk pada tabung reaksi sedang dan tabung
reaksi sedang berisi pelarut dimasukkan ke dalam tabung reaksi besar dan
dimasukkan ke dalam termos yang berisi air es.
3. Pelarut
diaduk secara perlahan agar tidak beku, kemudian ketika thermometer menunjukkan
Δ0 mulai dihitung penurunannya setiap ½ detik sekali sampai 5-6x konstan.
4. Hentikan
setelah diperoleh suhu konstan selama 5-6x pengamatan. Lepaskan termometer Beckman, lalu 200 mg benzoat sebagai zat terlarut yang sebelumnya
sudah ditimbang dimasukkan ke dalam pelarut benzena tadi.
5. Amati
kembali hingga diperoleh 5-6x suhu konstan. Hentikan, kemudian laukan langkah 4 dengan
menambah 500 mg benzoat kedalamnya.
Kenaikan
Titik Didih
1. Alat-alat
Contrell dipasang, kemudian batu didih dimasukkan 3-5 butir.
2. Sebanyak
47,2 g sikloheksan
dimasukkan ke dalam alat hingga bagian corong terbalik terendam.
3. Air
pendingin dan Heating mantle dihidupkan
4. Tunggu
hingga pelarut mendidih, ketika termometer Beckman menunjukkan angka Δ0
segera dihitung kenaikannya dengan menggunakan stop watch setiap ½ menit sekali
hingga diperoleh 5-6x suhu konstan.
5. Hentikan
apabila telah diperoleh 5-6x suhu konstan, heating mantle dimatikan, tunggu hingga dingin,
kemudian 200 mg naftalena
yang sudah ditimbang dimasukkan ke dalam alat.
6. Amati
kembali hingga diperoleh 5-6x suhu konstan. Hentikan, kemudian laukan langkah 4 dengan menambah 500
mg naftalena kedalamnya.
DATA
PENGAMATAN
Data Penimbangan
·
Penurunan Titik Beku
1.
W gelas ukur +
benzena =
164,01 g
W Benzena = 34,72 g
2.
W kertas timbang
+ benzoat = 0,59 g
W Benzoat (1) = 0,20 g
3.
W kertas timbang
+ benzoat = 0,82 g
W Benzoat (2) = 0,50 g
·
Kenaikan
titik Didih
1.
W kertas
timbang + sikloheksan = 157,85
g
W sikloheksan = 30,94 g
2.
W kertas
timbang + naftalen = 0,57
g
W naftalen (1) = 0,20 g
3.
W kertas
timbang + naftalen = 0,85
g
W naftalen (2) = 0,50 g
|
Batang Pengaduk
|
|
Termometer
beckman
|
|
Es
|
|
Pelarut
(benzena)
|
|
Amati skala
pada thermometer beckmann dengan luv. Jika sudah jika skala telah
menunjukkan ∆0, hitung waktu selama selang waktu 30’’ hingga data konstan
selama 10X.
|
|
Rangkaian alat pada gambar
disamping, aduk perlahan
|
|
Masukkan pelarut (benzena) ke dalam tabung
reaksi besar.
|
|
Batang Pengaduk
|
|
Termometer
beckman
|
|
Masukkan
sikloheksan kedalam tabung reaksi sedang beserta batu didih
|
|
Sikloheksan
|
|
Masukkan
tabung reaksi besar yang berisi sikloheksan seperti gambar dibawah ini.
Pekerjaan selanjutnya sama seperti pada penurunan titik didih.
|
|
Waktu
(menit)
|
Penurunan titik beku
|
||
|
ΔTb
|
ΔTb1
|
ΔTb2
|
|
|
0,5
|
1,85
|
1,64
|
2,21
|
|
1,0
|
1,97
|
1,87
|
2,56
|
|
1,5
|
2,31
|
2,10
|
2,87
|
|
2,0
|
2,84
|
2,23
|
2,93
|
|
2,5
|
2,91
|
2,37
|
3,27
|
|
3,0
|
3,13
|
2,51
|
3,47
|
|
3,5
|
3,18
|
2,64
|
3,51
|
|
4,0
|
3,20
|
2,95
|
3,73
|
|
4,5
|
3,27
|
3,27
|
3,92
|
|
5,0
|
3,30
|
3,45
|
4,07
|
|
5,5
|
3,47
|
3,68
|
4,25
|
|
6,0
|
3,54
|
3,82
|
4,25
|
|
6,5
|
3,69
|
3,97
|
4,25
|
|
7,0
|
3,37
|
3,97
|
4,25
|
|
7,5
|
3,37
|
3,97
|
4,25
|
|
8,0
|
3,37
|
3,97
|
|
|
8,5
|
3,37
|
3,97
|
|
|
9,0
|
3,37
|
|
|
|
Tabel Kenaikan titik didih |
|
Waktu
(menit)
|
Penurunan titik beku
|
||
|
ΔTf
|
ΔTf1
|
ΔTf2
|
|
|
0,5
|
0,26
|
2,51
|
2,69
|
|
1,0
|
0,54
|
3,17
|
2,83
|
|
1,5
|
0,76
|
3,34
|
3,40
|
|
2,0
|
0,93
|
3,42
|
3,67
|
|
2,5
|
1,18
|
3,48
|
3,83
|
|
3,0
|
1,31
|
3,51
|
3,97
|
|
3,5
|
1,47
|
3,54
|
4,00
|
|
4,0
|
1,62
|
3,56
|
4,11
|
|
4,5
|
1,81
|
3,63
|
4,13
|
|
5,0
|
2,02
|
3,59
|
4,14
|
|
5,5
|
2,14
|
3,63
|
4,17
|
|
6,0
|
2,28
|
3,63
|
4,21
|
|
6,5
|
2,42
|
3,63
|
4,23
|
|
7,0
|
2,56
|
3,63
|
4,23
|
|
7,5
|
2,62
|
3,63
|
4,23
|
|
8,0
|
2,74
|
|
4,23
|
|
8,5
|
2,87
|
|
4,23
|
|
9,0
|
3,00
|
|
4,23
|
|
9,5
|
3,12
|
|
|
|
10,0
|
3,24
|
|
|
|
10,5
|
3,38
|
|
|
|
11,0
|
3,42
|
|
|
|
11,5
|
3,46
|
|
|
|
12,0
|
3,46
|
|
|
|
12,5
|
3,46
|
|
|
|
13,0
|
3,46
|
|
|
|
13,5
|
3,46
|
|
|
|
14,0
|
3,46
|
|
|
Perhitungan
Penurunan titik beku
ΔT1 = Perubahan suhu pelarut murni (benzena)
ΔT2 = Perubahan suhu zat 1 (benzoat)
ΔT2’ = Perubahan suhu zat 2 (benzoat)
· ΔTf1 = ΔT2 - ΔT1
= 3,63 –
3,46
= 0,17
·
ΔTf2 =
ΔT2’
- ΔT1
= 4,23 – 3,46
= 0,77
· Kereaktifan pelarut
ln a1 = - 6,68X10-3 (ΔTf1) – 2,6 X 10-5(ΔTf1)2
= - 6,68X10-3 (0,17) - 2,6 X 10-5(0,17)2
= ( - 1,1356 X10-3
) – 7,514 X 10-7
= - 1,1363
X10-3
a1 = 0,9989
ln a2 = - 6,68X10-3 (ΔTf2) – 2,6 X 10-5(ΔTf2)2
= - 6,68X10-3
(0,77) – 2,6 X 10-5(0,77)2
= -5,1236 X 10-3
– 1,5415 X 10-5
= -1,1590 X 10-3
a2 = 0,9948
=
=
= 0,9968
· Kemolalan benzoat
m1 =
=
=
0,0738 molal
m2 =
=
=
0,1846 molal
=
= 0,1292 molal
· Koefisien osmosis
g1 =
=
=
0,5568
g2 =
=
= 0,2226
=
= 0,2226
· Koefisien keaktifan
|
0
|
|
0,1846
m2
|
|
Molalitas
|
|
0,0738
m1
|
|
3,3061
|
|
8,2696
|
|
|
Luas trapesium =
= 1 -
=
=
= 0,0431
= 0,6103 + ( 7,9563 X 10-3 )
= 0,6023
·
Koefisien zat
terlarut
a = α .
= 1,8264 ( 0,1292 )
= 0,02360
Kenaikan
titik didih
ΔT1 = Perubahan suhu pelarut murni
ΔT2 = Perubahan suhu pelarut murni + naftalena 1
ΔT2’ = Perubahan suhu pelarut murni + naftalena 1 +
naftalena 2
ΔTb1 = ΔT2 -
ΔT1
= 3,97 – 3,73
= 0,24
ΔTb2 = ΔT2’
- ΔT1
= 3,97 – 3,73
= 0,24
ΔTb =
=
ΔTb = 0,38 + 273 =
273,38 K
ΔT1 = 3,73
+ 273 =
276,73 K
ΔT2 = 3,97 +
273 = 276,97 K
ΔT2’ =
4,25 + 273 = 277,25 K
ΔHv = ΔTb X 85 JK-1 mol-1
=
273,38 K X 85 JK-1 mol-1
= 23237,3 J mol-1
= 23,24 KJ mol-1
ΔTb =
Mrzat terlarut 1 =
=
=
=
54,51 g/mol
Mrzat terlarut 2 =
=
=
=
135,55
g/mol
PEMBAHASAN :
·
Termometer
beckmann harus disimpan dalam keadaan berdiri. Hal tersebut dikarenakan air
raksa yang berada di dalam termometer tidak boleh sampai putus, yang akan
menyebabkan termometer tidak dapat berfungsi.
·
Peralatan yang
digunakan pada percobaan, seperti tabung reaksi sedang, harus dibilas dengan
menggunakan pelarut yang dipakai, tidak boleh dicuci dengan air.
·
Pada setiap
percobaan baik penurunan titik beku maupun kenaikan titik didih, ketika pelarut
murni sudah didapatkan ΔT yang konstan sebanyak beberapa kali, penambahan
zat terlarut dilakukan setelah skala menunjukkan Δ0.
·
Percobaan penurunan titik beku, penambahan es didalam bejana gelas harus
terisi penuh agar skala raksa pada termometer beckmann cepat turun.
·
Pada percobaan penurunan titik beku maupun kenaikan titik didih, pelarut
yang dimasukkan ke dalam tabung reaksi besar harus selalu diaduk secara
perlahan.
·
Pada rangkaian kenaikan titik didih, selang air yang masuk berada di
posisi bawah yaitu menjauhi tabung reaksi. Sedangkan selang air yang keluar berada pada posisi atas.
|
Selang air keluar
|
|
Selang air keluar
|
Jangan sampai posisi selang tertukar, karena akan menyebabkan
pendingin (kondensor) tidak akan terisi penuh.
LAMPIRAN :
KESIMPULAN :
Dari
percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :
Ø
Pada penurunan titik beku :
·
Kereaktifan
pelarut α1 = 0,9989; α2 = 0,9948; dan
= 0,9968
·
Kemolalan benzoat
m1 = 0,0738; m2 = 0,1846; dan
= 0,1292
·
Koefisien osmosis
g1 = 0,5568; g2 = 0,2226;
= 0,3897
·
Koedisien zat
terlarut = 0,02360
Ø
Pada kenaikan titik didih :
·
Mr Naftalen 1 =
54,51 gmol-1; dan Mr Naftalen 2 = 136,55 gmol-1
DAFTAR PUSTAKA :
Andy.
2009. Pre-College Chemistry.
A.W
Franciss , “Louis, Liquid Equilibrium“ . Interscience Newyork. 1963
A.Findly,
J.A. Kitchner. “Practical Physical Chemistry” 8th ed. Longmons
Green, New York. 1954
Burns, Ralph A. 1995. Fundamental of Chemistry. New
Jersey : Prentice Hall, Inc.
Chang,
Raymond. 2007. Chemistry Ninth Edition. New York: Mc Graw Hill.
Golberg, David E. 1989, Schaum’s 3000 Solved Problems
in Chemistry. New Jersey : Mc Graw Hill Book Comp
G.W
Castellan. “Physical Chemistry”, 2th eel. Adisson Westley
Massaschusets. 1975.
J. M. Wilson et al,”Experimens in Physical
Chemistry”. Edisi kedua Pergamon, 1968.
Moore, John T. 2003. Kimia For Dummies. Indonesia:Pakar Raya.
Moore, John T. 2003. Kimia For Dummies. Indonesia:Pakar Raya.
O’ Connor, P. R., et. Al. 1982. Chemistry, Experiments
and Principles. Massachusets : D. C. Heath Company
Ryan, L. 1996. Chemistry for You. Cheltenham: Stanley
Thorn Publisher Ltd.
Posted in: Semester 3
1 komentar:
boleh minta file lengkapnyaa doongg. please. makasih :)
Post a Comment