LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIK PERCOBAAN N-1 PENENTUAN VOLUM MOLAR PARSIAL Disusun Oleh Nama
: Syahwira Taqwa Triadi
NIM
: 13716004
Kelompok/Shift
: 2/1
Assisten
: Elvira Claudia
NIM Asisten
: 10514074
Tanggal Percobaan
: 18 Oktober 2017
Tanggal Pengumpulan
: 25 Oktober 2017
LABORATORIUM KIMIA FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2017
PENENTUAN VOLUME MOLAR PARSIAL
I.
TUJUAN PERCOBAAN 1. Menentukan volum molar parsial dari larutan NaCl dan MgCl2 Sebagai fungsi dari rapat massa
II.
DASAR TEORI Volume molar adalah volume yang dimiliki setiap mol suatu zat di dalam tekanan dan temperature tertentu sedangkan volum molar parsial adalah kontribusi dari komponen sebuah larutan terhadap volum total (Atkins). Atau bisa juga didefinisikan sebagai perubahan volume yang terjadi apabila satu mol komponen x ditambahkan pada larutan tersebut sehingga tidak mengubah komposisi sistem. Volume molar parsial dari komponen x pada suatu sistem sama dengan kenaikan atau penurunan yang sangat kecil pada volume dibagi dengan banyaknya mol zat yang ditambahkan, pada saat keadaan suhu, tekanan, dan jumlah komponen lain yang ada pada sistem tersebut konstan. Secara matematik volum molar parsial didefinisikan sebagai: ππ Μ
π ( ) =π πππ π,π,π π
Μ
π adalah volume molar parsial dari komponen ke-i. π Μ
π secara fisik π adalah kenaikan dalam besaran termodinamik V yang diamati bila satu mol senyawa i ditambahkan ke suatu sistem yang besar, sehingga komposisinya tetap konstan. Pada temperatur dan tekanan konstan, persamaan di atas dapat ditulis sebagai ππ = βπ πΜ
π πππ dan dapat diintegrasikan menjadi : π = βπ πΜ
π ππ Volume molar parsial dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah adanya perbedaan gaya intermolekularpada larutan dan komponen
murni penyusunan larutan tersebut, dan adanya perbedaan antara bentuk dan ukuran molekul suatu larutan dan pada komponen murni penyusun larutan tersebut. Untuk menentukan Volume molar parsial terdapat beberapa metode namun pada percobaan ini digunakan metode molar nyata yang dinyatakan sebagai : π = πππΜ
π0 + ππ πππ Dimana πΜ
π0 adalah volume molar untuk komponen murni. Dimana π1 adalah jumlah mol air, dan π2 adalah jumlah mol zat terlarut (NaCl atau etanol). πΜ
10 =
π1 ππππ
Dimana π1 adalah massa pelarut, dalam hal ini adalah air, danπ = π1 +π2 ππππ
, Sehingga, π β π1 πΜ
10 ππ2 = π2 Untuk ππ2 pada 1 mol. Sedangkan harga ππ2 pada variasi π2 mol
adalah ππ2 =
π1 + π2 π1 β ππππ ππππ
Setelah didapatkan semua harga ππ2 dalam masing-masing variasi mol, maka semua harga ini dapat diplot terhadap π2 mol. Kemiringan yang πππ
didapatkan dari grafik ini adalah ( ππ 2 ), dan dapat digunakan untuk 2
menentukan harga volum molal parsial (πΜ
2 ), berdasarkan persamaan berikut: πΜ
2 = ππ2 + π2 (
πππ2 ) ππ2
Dengan begitu diketahui bahwa Volume molar parsial merupakan fungsi dari konsentrasi dan dengan variabel ekstensif yang dipengaruhi oleh variabel .
DATA PENGAMATAN
T ruang
= 27 oC
ππππ
= 996.5 gram/Liter
1. NaCl Mr Zat
= 58.5 gram / mol
Mr Pelarut
= 18 gram / mol
w pikno kosong
= 18.59 gram
w pikno air
= 47.28 gram
Molaritas Induk
= 3 Molar
Volume larutan zat (ml)
Konsentrasi Zat (M)
w pikno +zat
5
0.3
47.61
10
0.6
47.97
15
0.9
48.29
20
1.2
48.64
25
1.5
48.98
b. MgCl2 Mr Zat
= 94 gram / mol
Mr Pelarut
= 18 gram / mol
w pikno kosong
= 19.55 gram
w pikno air
= 45.03 gram
Molaritas Induk
= 3 Molar
Volume larutan zat (ml)
III.
Konsentrasi Zat (M)
w pikno +zat (gram)
5
0.3
45.55
10
0.6
46.12
15
0.9
46.64
20
1.2
47.2
25
1.5
47.71
PENGOLAHAN DATA
1. NaCl a. Penentuan Volume Piknometer ππππππ+πππ β ππππππ πππ πππ ππππ ππππ π π’βπ’ 27 ππΆ
ππππππ =
ππππππ =
47.28 β18.59 996.5
=0.028790768 L
b. Penentuan massa jenis larutan ππππππ+π§ππ‘ β ππππππ πππ πππ ππ§ππ‘ = ππππππ Contoh [0.3]. ππ§ππ‘ =
47.61β18.59 0.028790768
[Zat] (M)
=1007.962008 gram/liter
W pikno +zat (gram)
massa jenis zat (gram/Liter)
0.3
47.61
1007.962008
0.6
47.97
1020.466016
0.9
48.29
1031.58069
1.2
48.64
1043.737365
1.5
48.98
1055.546706
c. Penentuan Mol Zat Mol Zat = [Zat] x Vpikno Contoh [0.3] : Mol Zat = 0.3 M x 0.028790768 L = 0.00863723 mol
[zat] (M)
mol zat (mol) 0.3 0.00863723 0.6
0.017274461
0.9
0.025911691
1.2
0.034548921
1.5
0.043186152
d. Penentuan Massa Zat Wzat = molzat x MrZat Wpelarut = Wpikno+zat - Wpikno kosong - Wzat Contoh[0.3] : Wzat = 0.00863723 x 58.5 = 0.505277973 gram Wpelarut = 47.61 gram β 18.59 gram β 0.505277973gram = 28.51472203gram [zat] (M)
Wzat (gram) Wpelarut (gram) 0.3 0.505277973
28.51472203
0.6
1.010555946
28.36944405
0.9
1.515833919
28.18416608
1.2
2.021111892
28.02888811
1.5
2.526389865
27.86361014
e. Penentuan Mol Pelarut πππππππππ’π‘ =
πππππππ’π‘ ππππππππ’π‘
Contoh [0.3]
πππππππππ’π‘ = [Zat] (M)
28.51472203 18
=1.584151224mol
Wpelarut (gram) MolPelarut (mol) 0.3 28.51472203
1.584151224
0.6
28.36944405
1.576080225
0.9
28.18416608
1.565787005
1.2
28.02888811
1.55716045
1.5
27.86361014
1.547978341
f. Penentuan Volume Molar Nyata
β
Β° =
1 ππ§ππ‘
[πππ§ππ‘ β
ππππππ+π§ππ‘ β ππππππ+πππ 1 ( )] ππππ§ππ‘ ππππππ+π§ππ‘ β ππππππ πππ πππ
Contoh [0.3] : β
Β° =
1
1007.962008
[58.5 β
= 0.056716713
1 47.61β 47.28 ( )] 0.00863723 47.61β 18.59
β
Β°
[Zat] (mol)
βππππ§ππ‘
mol zat (mol)
0.3
0.056716713
0.00863723
0.092936701
0.6
0.055962432
0.017274461
0.131432342
0.9
0.055392069
0.025911691
0.160971087
1.2
0.054734016
0.034548921
0.185873401
1.5
0.054121658
0.043186152
0.20781278
GRAFIK β
Β° - β(πππ π§ππ‘ ) NaCl 0.057 0.0565 0.056 0.0555
GRAFIK
0.055
Linear (GRAFIK)
0.0545
y = - 0.0224x + 0.0589 RΒ² = 0.9922
0.054 0.0535 0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
g. Penentuan Volum mol parsial zat dan volum mol parsial pelarut m = 0.0224 C = 0.0589
πβ
Β° ) πβπππ π§ππ‘
m = ( 3
Vmolar parsial zat
ππππ§ππ‘ 2 πβ
Β° = β
Β° + ( ) 2. πππππππππ’π‘ πβπππ π§ππ‘ 3
ππππ§ππ‘ 2 πβ
Β° V Molar parsial pelarut= π β
β ( ) 2. πππππππππ’π‘ πβπππ π§ππ‘
π£β
=
πππππ ππππ
3
Vmolar parsial zat = 0.0589 +
0.008637232 (0.0224) 2.1,584151224
= 0.58905675
3
18 0.008637232 (0.0224) = 0.18057546 = β 996.5 2. 1,584151224
V Molar parsial pelarut
[zat] (M) 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
Vmolar parsial zat V Molar parsial pelarut 0.058905675 0.018057546 0.058916134 0.018047087 0.058929835 0.018033386 0.058946189 0.018017033 0.058964934 0.017998288
Contoh [0.3] :
2. MgCl2 a. Penentuan Volume Piknometer ππππππ =
ππππππ =
ππππππ+πππ β ππππππ πππ πππ ππππ ππππ π π’βπ’ 27 ππΆ 45.03 β19.55 996.5
= 0.025569493L
b. Penentuan massa jenis larutan ππππππ+π§ππ‘ β ππππππ πππ πππ ππ§ππ‘ = ππππππ Contoh [0.3]. ππ§ππ‘ =
45.5β19.55
=1016.836735gram/liter
0.025569493
[Zat] (M)
W pikno +zat (gram)
massa jenis zat (gram/Liter)
0.3
45.55
1016.836735
0.6
46.12
1039.128925
0.9
46.64
1059.465659
1.2
47.2
1081.366758
1.5
47.71
1101.312402
c. Penentuan Mol Zat Mol Zat = [Zat] x Vpikno Contoh [0.3] : Mol Zat = 0.3 M x0.025569493 L = 0.007670848mol [zat] (M)
mol zat (mol) 0.3 0.007670848 0.6
0.015341696
0.9
0.023012544
1.2
0.030683392
1.5
0.03835424
d. Penentuan Massa Zat Wzat = molzat x MrZat Wpelarut = Wpikno+zat - Wpikno kosong - Wzat Contoh[0.3] : Wzat = 0.007670848 x 94 = 0.721059709gram Wpelarut = 45.55 gram β 19.55 gram β 0.721059709 gram = 25.27894029 gram
[zat] (M)
Wzat (gram)
Wpelarut (gram)
0.3
0.721059709
25.27894029
0.6
1.442119418
25.12788058
0.9
2.163179127
24.92682087
1.2
2.884238836
24.76576116
1.5
3.605298545
24.55470146
e. Penentuan Mol Pelarut πππππππππ’π‘ =
πππππππ’π‘ ππππππππ’π‘
Contoh [0.3]
πππππππππ’π‘ = [Zat] (M) 0.3
25.27894029 18
=1.404385572mol
Wpelarut (gram) MolPelarut (mol) 25.27894029
1.404385572
0.6
25.12788058
1.395993366
0.9
24.92682087
1.384823382
1.2
24.76576116
1.37587562
1.5
24.55470146
1.364150081
f. Penentuan Volume Molar Nyata β
Β° = β
Β° =
1 ππ§ππ‘
[πππ§ππ‘ β
ππππππ+π§ππ‘ β ππππππ+πππ 1 ( )] ππππ§ππ‘ ππππππ+π§ππ‘ β ππππππ πππ πππ
Contoh [0.3] : β
Β° =
[Zat] (mol)
1
1016.836735
[94 β
1 47.61β 47.28 ( )] 0.007670848 47.61β 18.59
mol zat (mol)
= 0.089827121
β
Β°
βππππ§ππ‘
0.3
0.089827121
0.007670848
0.087583377
0.6
0.08777699
0.015341696
0.1238616
0.9
0.086132329
0.023012544
0.151698859
1.2
0.084360277
0.030683392
0.175166754
1.5
0.082862642
0.03835424
0.195842385
GRAFIK β
Β° - β(πππ π§ππ‘ ) MgCl2 0.091 0.09 0.089 0.088 0.087
GRAFIK
0.086
Linear (GRAFIK)
0.085
0.084 y = -0.0643x + 0.0956 RΒ² = 0.9954
0.083 0.082 0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
g. Penentuan Volum mol parsial zat dan volum mol parsial pelarut m = 0.0643 C = 0.0956
πβ
Β°
m = (πβπππ π§ππ‘) 3
Vmolar parsial zat
ππππ§ππ‘ 2 πβ
Β° = β
Β° + ( ) 2. πππππππππ’π‘ πβπππ π§ππ‘ 3
ππππ§ππ‘ 2 πβ
Β° = πβ
β ( ) 2. πππππππππ’π‘ πβπππ π§ππ‘
π£β
=
πππππ ππππ
V Molar parsial pelarut Contoh [0.3] :
3
Vmolar parsial zat = 0.0956 +
0.0076708482 (0.0643) 1.584151224
= 0.09955538
3
V Molar parsial pelarut
[zat] (M)
VII.
18 0.0076708482 (0.0643) = 0.018047841 = β 996.5 1.584151224
Vmolar parsial zat V Molar parsial pelarut 0.3 0.09955538 0.018047841 0.6
0.099583763
0.018019458
0.9
0.099621046
0.017982175
1.2
0.099665591
0.017937631
1.5
0.099717027
0.017886195
PEMBAHASAN Volume molar parsial adalah kontribusi pada volume dari kompenen dalam larutan terhadap volume total. Volume molar parsial juga dapat didefinisikan sebagau perubahan kenaikan suatu volume larutan baik pelarut maupun zat terlarut sehingga penambahan tersebut tidak merubah komposisi dari larutan tersebut. Pada percobaan ini untuk menentukan volume omlar parsial dari larutan yang sudah ditentukan dilakukan dengan menggunakan metode molar nyata β
Β° . yaitu dengan menentukan molar nyata dari setiap variasi terlebih dahulu.
Variasi ini dilakukan untuk melihat perubahan molaritas terhadap molar nyata yang akan dimanfaatkan dengan hubungan grafik linear y=mx+c antara β
Β° πππ βπ dengan nilai m akan menggambarkan gradient grafik atau
πβ
Β° dan πβπππ π§ππ‘
c adalah β
Β° untuk
larutan NaCl keseluruhan. Sehingga dapat ditentukan Volume molar parsial dari masing masing larutan dengan hubungan : 3
Volume molar parsial zat = β
Β° +
ππππ§ππ‘ 2 πβ
Β° ( ) 2.πππππππππ’π‘ πβπππ π§ππ‘ 3
β
ππππ§ππ‘ 2
Volume Molar Parsial Pelarut = π β 2.πππ
ππππππ’π‘
(
πβ
Β°
)
πβπππ π§ππ‘
Dengan hubungan diatas diketahui bahwa volume molar parsial adara fungsi dari konsentrasi sehingga dari segi termodinamika volume molar parsial adalah variabel ekstensif yaitu variabel termosdianamika yang tergantung pada jumlah materi dan senyawa seperti halnya massa dan energi, sedangkan kebalikan dari variabel ekstendif adalah variabel intensif yang tidak bergantung pada jumlah materi dalam senyawa seperti variabel suhu dan tekanan. Langkah awal dari percobaan ini dilakukan dengan membuat variasi molar dari NaCl dan MgCl2 yaitu variasi 0.3M, 0.6M, 0.9M, 1.2M, dan 1.5M 5 variasi ini ditunjukan untuk mencari hubungan antara molar nyata dan akar mol dan variasi ini dilakukan agar perubahanya cukup panjang dan signifikan sehngga hubungan keteraturanya akan terlihat lebih jelas. Setelah itu dilakukan pengukuran massa jenis dengan menggunakan metode piknometer yaitu diawali dengan membandingkan massa pikno ditambah air, massa pikno kosong dan massa jenis air pada suhu tertentu akan didapat volume pikno kemudian dengan membandingkan massa pikno ditambah zat, massa
pikno kosong dan volume yang sudah di dapat akan didapat massa jenis dari zat. Pada metode pikno ini perubahan massa akan sangat berpengaruh terhadap hasil pengukuran sehingga tidak dapat menolerir kontaminasi luar seperti debu maupun partikel kecil dari tangan. Selain itu metode pencucian alat akan sangat berpengaruh sehingga dalam percobaan ini pencucian dilakukan dengan bahan yang mudah menguap dan tidak akan menggalkan sisa massa maupun zat yang akan memengaruhi konsentrasi laeutan yang diukur yaitu dengan menggunakan aseton yang memiliki titik uap yang relatif rendah. Setelah dilakukan perhitungan akan didapat grafik hubungan antara Molar nyata dan akar mol yang menurut percobaan yang kami lakukan menghasilkan grafik menurun dengan gradient negatif dan nilai R2 yang mendekati 1 . hasil ini sesuai dengan yang diharapkan Dengan nilai menggunakan gradient dan C akan bisa ditentukan nilai dari Volume molar parsial degan hasil cukup memuaskan karena berhasil menggambarkan hubungan antara penambahan zat terhadap volume parsial dimana semakin besar molaritas maka volume molar parsial zat terlarut akan semakin tinggi dan volume molar parsial akan semakin turun seiring dengan menurunya konsentrasi dari pelarut. Pada percobaan ini terlihat bahwa densitas dan Massa molar memengaruhi secara langsung nilai volume molar parsial selain itu faktor dari tekanan dan suhu juga akan memengaruhi volume molar parsial secara tidak langsung. Karena dua variabel tersebut akan memengaruhi dari densitas suatu larutan.
Sedangkan menurut teori terdapat pula faktor faktor lain yang memengaruhi volume molar parsial yang tidak dibahas dalam percobaan ini yaitu perubahan volume molar parsial adalah adanya perbedaan antara gaya intermolekular pada larutan dan pada komponen murni penyusun larutan tersebut, dan adanya perbedaan antara bentuk dan ukuran molekul suatu larutan dan pada komponen murni penyusun larutan tersebut. VIII.
KESIMPULAN Jadi berdasarkan hasil percobaan volume molar parsial dari larutan NaCl terdapat pada tabel berikut : [zat] (M) V molar parsial zat NaCl V Molar parsial pelarut 0.3 0.058905675 0.018057546 0.6 0.058916134 0.018047087 0.9 0.058929835 0.018033386 1.2 0.058946189 0.018017033 1.5 0.058964934 0.017998288 Sedangkan Volume molar parsial dari larutan MgCl2 terdapat pada tabel berikut : [zat] (M) V molar parsial zat MgCl2 V Molar parsial pelarut 0.3 0.09955538 0.018047841 0.6 0.099583763 0.018019458 0.9 0.099621046 0.017982175 1.2 0.099665591 0.017937631 1.5 0.099717027 0.017886195
IX.
DAFTAR PUSTAKA 1.
Atkins, P.W. dan Julio De Paulia, βPhysical Chemistryβ, ed. 8, 2006, Hal. 136-141.
X.
LAMPIRAN
DATA PENGAMATAN
DENSITAS AIR
(Sumber : CRC Handbook of Chemistry and Physic 84thedition)
MATERIAL SAFETY DATA SHEET NaCl
MATERIAL SAFETY DATA SHEET MgCl2
JAWABAN PERTNYAAN Pertanyaan 1. Mengapa dalam penentuan volum molar parsial dengan piknometer harus menggunakan termostat? 2. Selama piknometer direndam dalam termostat selama + 15 menit, mengapa anda harus melakukan penambahan larutan ke dalam piknometer? 3. Mengapa variabel suhu, tekanan dan volume harus dijaga konstan? Jawaban 1. Karena Termostat digunakan untuk menjaga suhu saat proses pengukuran sedangkan fungsi suhu berpengaruh terhadap densitas baik dari zat maupun air. Yang akan berpengaruh pada hasil perhitungan. 2. Karena ketik pada fasa cair dengan suhu rendah sekalipun penguapan akan terjadi pada zat cair sehingga pada suhu yang lebih tinggi laju penguapan akan semakin tinggi. Untuk menjaga dari volume larutan maka perlu delakukan penambahan cairan agar hasil perhitungan sesuai 3.
Variabel suhu dan tekanan akan berpengaruh pada massa jenis dan volume dari larutan sedangkan pada metode ini volume dan densitas merpukan tolak ukur utama untuk mendapatkan hasl akhir yaitu Volume molar parsial