Percobaan 4 Diprint - Copy - Copy.docx

PERCOBAAN 4

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA I

KELARUTAN SEBAGAI FUNGSI SUHU Dosen Pengampu : Dra. Nazriati, M.Si Dr. Fauziatul Fajaroh M.S.

Oleh kelompok 9 : Offering C Nur Indah Agustina Tania Maysaroh

(160331605627)** (160331605649)

UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN KIMIA FEBRUARI 2018

A. Tujuan Percobaan a. Mahasiswa dapat menentukan kelarutan zat pada berbagai suhu b. Mahasiswa dapat menentukan kalor pelarutan differensial B. Dasar Teori Kelarutan merupakan jumlah zat terlarut yang dapat larut dalam suatu pelarut pada suhu tertentu sampai membentuk larutan jenuh. Kelarutan bukan merupakan sifat koligatif yang sempurna. Kelarutan zat terlarut dapat diperkirakan dengan teknik yang sama. Jika zat terlarut dibiarkan dalam kontak dengan suatu pelarut maka zat terlarut yang dapat terlarut sampai larutan menjadi jenuh. Kelarutan suatu zat bergantung pada beberapa hal yaitu (Oxtoby, dkk. 2001) a. Sifat solvent Kelarutan yang besar terjadi bila molekul-molekul solut memiliki kesamaan dalam struktur dan sifat-sifat kelistrikan dengan molekulmolekul solvent. b. Suhu Jika larutan jenuh dan entalpi pelarutan positif (endoterm), maka kelarutan naik dengan kenaikan suhu. Sedangkan jika entalpi pelarutan negatif (eksoterm) kelarutan akan menurun dengan kenaikan suhu. c. Sifat solut Semakin tinggi kemolaran, semakin tinggi pula kelarutannya. d. Tekanan Perubahan tekanan mempunyai pengaruh yang kecil yang kecil terhadap kelarutan suatu zat cair dan zat padat dalam pelarut cair, tetapi kelarutan gas akan selalu bertambah dengan bertambahnya tekanan. Pada larutan jenuh terjadi kesetimbangan antara molekul-molekul zat yang larut dan yang tidak larut. Kesetimbangan itu dapat dituliskan sebagai berikut:

𝑨(𝒑) ↔ 𝑨(𝒍) ………. Persamaan 1 Keterangan : A(p) : molekul zat yang tidak larut

A(l) : molekul zat yang tidak larut Tetapan kesetimbangan proses pelarutan tersebut:

𝒌=

𝒂𝒛 𝒂𝒛 𝒂𝒛 𝟏

= 𝜸𝒛 𝒎𝒛 ………. Persamaan 2

Keterangan : 𝑎𝑧 : kelarutan zat yang larut 𝑎′𝑧 : keaktifan zat yang tidak larut, yang mengambil harga satu untuk zat padat dalam keadaan standar 𝛾

: koefisien keaktifan zat yang larut

𝑚𝑧 : kemolaran zat yang larut karena larutan jenuh disebut kelarutan Hasil kali kelarutan suatu zat akan berubah jika suhunya berubah. Larutan ada tiga tipe yakni larutan jenuh, larutan tidak jenuh dan larutan lewat jenuh. Larutan dikatakan jenuh pada temperatur tertentu, bila larutan tidak dapat melarutkan lebih banyak zat terlarut. Bila jumlah zat terlarut kurang dari larutan jenuh disebut larutan tidak jenuh. Dan bila jumlah zat terlarut lebih dari larutan jenuh disebut larutan lewat jenuh. Hubungan tetapan keseimbangan suatu proses dengan suhu diberikan oleh isobar reaksi Van’t Hoff sebagai berikut :

H 0   ln k   2  T    P RT

………. Persamaan 3

Keterangan H 0 : perubahan entalpi proses.

R

: tetapan gas ideal.

Persamaan II dan III memberikan:

H DS   ln  z m z   T   RT 2  P

………. Persamaan 4

H DS = kalor pelarutan diferensial pada konsentrasi jenuh. Selanjutnya persamaan 4 dapat diuraikan menjadi:

 ln  z m z  ln m z H DS   ln m z T RT 2

H DS  ln  z 1  ln m z RT 2 Dalam hal ini

 ln  z dapat diabaikan sehingga didapat persamaan sebagai  ln m z

berikut:

H DS d ln mz 1  dT RT 2

………. Persamaan V

Dengan demikian H DS dapat ditentukan dari arah garis singgung pada kurva log mz terhadap 1/T. Grafik nya yaitu : −∆𝐻𝐷𝑆 1 × +𝑐 𝑅 𝑇 −∆𝐻𝐷𝑆 𝑡𝑔 ∝ = 𝑠𝑙𝑜𝑝𝑒 = 𝑅

ln 𝑚𝑧 =

Gambar 1 Grafik log M dan 1/T terhadap suhu

C. Alat dan Bahan Alat : 1. Gelas Kimia 2. Tabung reaksi besar 3. Batang Pengaduk 4. Termometer 5. Pipet gondok 6. Erlenmeyer 7. Labu Ukur 8. Kaca Arloji 9. Buret Bahan : 1. Asam oksalat 2. NaOH 3. Aquades 4. Indikator fenolftalein 5. Es

D. Prosedur Percobaan No

Prosedur

Analisis Prosedur Percobaan

1

Larutan asam oksalat jenuh 40oC diambil ± 50 mL atau setengah ke dalam tabung reaksi besar.

2

Untuk menganalisis asam oksalat sesuai dengan suhu yang diinginkan.

Dimasukkan tabung besar A yang Untuk menurunkan suhu asam berisi larutan jenuh itu ke dalam oksalat menjadi suhu yang tabung selubung B yang lebih diinginkan (25oC, 20oC, 15oC, besar, dimasukkan B ke dalam 10oC). gelas piala yang berisi air pada suhu kamar.

3

Dilengkapi batang

tabung A

pengaduk

dengan Untuk mengukur suhu yang C

dan diinginkan dari asam oksalat.

termometer D. 5

Diaduk terus larutan di tabung A.

Untuk dincerkan dan persiapan

Bila suhu menurun sampai 25oC,

dilakukan titrasi.

pipetlah 10 mL larutan dan encerkan hingga 100 mL dalam labu ukur 100 mL.

6

Dilakukan pengambilan yang

Untuk memperoleh suhu yang

untu

serupa pada 20oC, 15oC, 10oC.

rendah, dengan dilakukan

Untuk dapat dicapai suhu 15oC,

penambahan es.

10oC, ditambah es. 7

Dititrasi keempat larutan itu dengan NaOH dan indikator fenolftalein masing-masing sebanyak dua kali.

Untuk mengetahui volume NaOH yang dibutuhkan saat titrasi.

E. Data Pengamatan Suhu Asam Oksalat Setiap Pengambilan 10 mL Asam Oksalat (℃) 25

Volume NaOH Pada Titari 1

Volume NaOH Pada Titari 2

Volume Ratarata NaOH pada Titrasi 1 dan Titrasi 2

3

3

3

20

2,8

2,9

2,85

15

2

1,9

1,95

10

1

1

1

F. Analisa Data 1. Suhu saat 25°𝑪 Diketahui

Ditanya

; M NaOH

= 1M

Volume NaOH

= 3 mL

Volume Asam Oksalat

= 10 mL

; Mol NaOH = ?

Jawab ; Konsentrasi H2C2O4 sesudah pengenceran 2NaOH(aq) + H2C2O4(aq)  Na2C2O4(aq) +H2O(l) 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 𝑚𝑜𝑙 H2 C2 O4 =

1 𝑚𝑚𝑜𝑙 × 3 𝑚𝐿 = 3 𝑚𝑚𝑜𝑙 𝑚𝐿

1 𝑚𝑚𝑜𝑙 H2 C2 O4 2 𝑚𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻

𝑀 H2 C2 O4 =

× 3 𝑚𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 1,5 𝑚𝑚𝑜𝑙 H2 C2 O4

1,5 mmol H2 C2 O4 = 𝟎, 𝟏𝟓 𝐌 10 mL

Konsentrasi H2C2O4 sebelum pengenceran 𝑀1 × 𝑉1 = 𝑀2 × 𝑉2 𝑀1 × 10 𝑚𝐿 = 0,15 𝑀 × 100 𝑚𝐿 𝑀1 =

0,15 𝑀 × 100 𝑚𝐿 = 𝟏, 𝟓 𝑴 10 𝑚𝐿

2. Suhu saat 20°𝑪 Diketahui

; M NaOH

=1M

Ditanya

Volume NaOH

= 2,85 mL

Volume Asam Oksalat

= 10 mL

; Mol NaOH = ?

Jawab ; Konsentrasi H2C2O4 sesudah pengenceran 2NaOH(aq) + H2C2O4(aq)  Na2C2O4(aq) +H2O(l) 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 𝑚𝑜𝑙 H2 C2 O4 =

1 𝑚𝑚𝑜𝑙 × 2,85 𝑚𝐿 = 2,85 𝑚𝑚𝑜𝑙 𝑚𝐿

1 𝑚𝑚𝑜𝑙 H2 C2 O4 2 𝑚𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻

𝑀 H2 C2 O4 =

× 2,85 𝑚𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 1,425 𝑚𝑚𝑜𝑙 H2 C2 O4

1,425 mmol H2 C2 O4 = 𝟎, 𝟏𝟒𝟐𝟓 𝐌 10 mL

Konsentrasi H2C2O4 sebelum pengenceran 𝑀1 × 𝑉1 = 𝑀2 × 𝑉2 𝑀1 × 10 𝑚𝐿 = 0,1425 𝑀 × 100 𝑚𝐿 𝑀1 =

0,1425 𝑀 × 100 𝑚𝐿 = 𝟏, 𝟒𝟐𝟓 𝑴 10 𝑚𝐿

3. Suhu saat 15°𝑪 Diketahui

Ditanya

; M NaOH

=1M

Volume NaOH

= 1,95 mL

Volume Asam Oksalat

= 10 mL

; Mol NaOH = ?

Jawab ; Konsentrasi H2C2O4 sesudah pengenceran 2NaOH(aq) + H2C2O4(aq)  Na2C2O4(aq) +H2O(l) 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 𝑚𝑜𝑙 H2 C2 O4 =

1 𝑚𝑚𝑜𝑙 × 1,95 𝑚𝐿 = 1,95 𝑚𝑚𝑜𝑙 𝑚𝐿

1 𝑚𝑚𝑜𝑙 H2 C2 O4 2 𝑚𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻

𝑀 H2 C2 O4 =

× 1,95 𝑚𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 0,975 𝑚𝑚𝑜𝑙 H2 C2 O4

0,975 mmol H2 C2 O4 = 𝟎, 𝟎𝟗𝟕𝟓 𝐌 10 mL

Konsentrasi H2C2O4 sebelum pengenceran 𝑀1 × 𝑉1 = 𝑀2 × 𝑉2

𝑀1 × 10 𝑚𝐿 = 0,0975 𝑀 × 100 𝑚𝐿 𝑀1 =

0,0975 𝑀 × 100 𝑚𝐿 = 𝟎, 𝟗𝟕𝟓𝑴 10 𝑚𝐿

4. Suhu saat 10°𝑪 Diketahui

Ditanya

; M NaOH

= 1M

Volume NaOH

= 1 mL

Volume Asam Oksalat

= 10 mL

; Mol NaOH = ?

Jawab ; Konsentrasi H2C2O4 sesudah pengenceran 2NaOH(aq) + H2C2O4(aq)  Na2C2O4(aq) +H2O(l) 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 𝑚𝑜𝑙 H2 C2 O4 =

1 𝑚𝑚𝑜𝑙 × 1 𝑚𝐿 = 1 𝑚𝑚𝑜𝑙 𝑚𝐿

1 𝑚𝑚𝑜𝑙 H2 C2 O4 2 𝑚𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻

𝑀 H2 C2 O4 =

× 1 𝑚𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 0,5 𝑚𝑚𝑜𝑙 H2 C2 O4

0,5 mmol H2 C2 O4 = 𝟎, 𝟎𝟓 𝐌 10 mL

Konsentrasi H2C2O4 sebelum pengenceran 𝑀1 × 𝑉1 = 𝑀2 × 𝑉2 𝑀1 × 10 𝑚𝐿 = 0,05 𝑀 × 100 𝑚𝐿 𝑀1 =

0,05 𝑀 × 100 𝑚𝐿 = 𝟎, 𝟓 𝑴 10 𝑚𝐿

Tabel 1. log M dan 1/T Sebelum Diencerkan Suhu (oC)

Konsentrasi

1/T(K-1)

-log M

H2C2O4 (M) 25

1,5

0,17609

0,003357

20

1,425

0,15381

0,003413

15

0,975

0,0109

0,003472

10

0,5

0,3010

0,003534

Gambar 1

Tabel 2. log M dan 1/T Sesudah Diencerkan Suhu

Konsentrasi

(oC)

H2C2O4 (M)

log M

- log M

1/T(K-1)

25

0,15

-0,82391

0,82391

0,003357

20

0,1425

-0.84619

0.84619

0,003413

15

0,0975

-1,01099

1,01099

0,003472

10

0,05

-1,30103

1,30103

0,003534

Gambar 2

Pembahasan Pada percobaan ini bertujuan untuk menentukan kelarutan asam oksalat pada berbagai suhu dan mentukan kalor kelarutan diffrensial. Langkah pertama dalam percobaan ini adalah dengan mengambil asam oksalat jenuh yang sudah tersedia pada suhu 40 ℃ kemudian akan ditentukan kelarutan asam oksalat pada 25℃, 20℃, 15℃, dan 10℃ . Variasi suhu ini digunakan untuk mengetahui pengaruh suhu pada penentuan kelarutan dan panas pelarutan diferensial dari larutan asam oksalat jenuh. Berdasarkan data yang diperoleh dan di olah di atas. Dapat ditentukan kalor kelarutan differensialnya dengan rumus sebagai berikut melalui data pada tabel 1.

Suhu o

Konsentrasi

log M

log 𝑚𝑧 = −

∆𝐻𝐷𝑆 2,303 𝑅

− log 𝑚𝑧 =

∆𝐻𝐷𝑆 2,303 𝑅

-log M

1/T(K-1)

x2

x.y

( C)

H2C2O4 (M)

25

1,5

0,17609

-0,17609

0,003357

0,00001127

-0,00591134

20

1,425

0,15381

-0,15381

0,003413

0,00001165

-0,00524954

15

0,975

-0,0109

0,0109

0,003472

0,00001205

0,000378448

(y)

(x)

10

0,5

-0,3010

0,3010

0,003534

0,00001249

𝑎 =

(∑𝑥 2 . ∑𝑦) − (∑𝑥. ∑𝑥𝑦) (𝑛∑𝑥 2 ) − (∑𝑥 )2

𝑎=

(0,00005835)(−0,018)) − (0,013776)(0,00326094)) (4 . 0,00005835) − ( 0,013776)2

𝑎=

(−0,0000010503) − (0,00004492270944) (0,0002334) − (0,000189778176 )

0,010637340

𝒂 = −𝟏, 𝟎𝟓𝟑𝟗 𝑏 =

(𝑛. ∑𝑥𝑦) − (∑𝑥. ∑𝑦) (𝑛∑𝑥 2 ) − (∑𝑥 )2

𝑏=

(4 (0,00326094)) − ((0,013776). (−0,018)) (4. (0,00005835) − (0,013776 )2

𝑏=

0,01304376 + 0,000247968 (0,0002334) − (0,000189778176 )

𝒃 = 𝟑𝟎𝟒, 𝟔𝟔𝟐𝟖 y = a + bx y = −1,0539 + 304,6628 x Kalor kelarutan differensial

Tan 𝛼 = Ket :

∆𝐻𝐷𝑆 2,303 𝑅

R = 8,314 J/mol K ∆𝐻𝐷𝑆 = 𝑏 × 2,303 × 𝑅 ∆𝐻𝐷𝑆 = 304,6628 × 2,303 × 8,314 J/molK ∆𝑯𝑫𝑺 = 𝟓𝟖𝟑𝟑, 𝟒𝟐𝟐 J / mol ∆𝑯𝑫𝑺 = 𝟓, 𝟖𝟑𝟑 𝒌𝑱/𝒎𝒐𝒍

Jadi, kalor kelarutan differensial sebesar 5,833 kJ/mol. Sedangkan kelarutan H2C2O4 pada berbagai suhu dapat ditentukan pada tabel 1. Berdasarkan data pada tabel 1 dan gambar grafik 1, dapat dinyatakan bahwa kelarutan suatu zat dipengaruhi oleh suhu. Semakin rendah suhu zat terlarut semakin rendah

konsentrasi zat terlarutnya sehingga Ksp juga rendah. Hal ini dikarenakan konsentrasi berbanding lurus dengan Ksp.

G. Kesimpulan 1. Kelarutan suatu zat dipengaruhi oleh suhu. Semakin rendah suhu zat terlarut semakin rendah konsentrasi zat terlarutnya sehingga Ksp juga rendah. 2. Kalor kelarutan differensial dari larutan asam oksalat pada percobaan ini adalah 5,833 kJ/mol.

H. Tugas 1. Tentukan kelarutan zat yang ditugaskan pada keempat suhu di atas Kelarutan berbanding lurus dengan suhu. Apabila suhu semakin menurun, maka kelarutan juga semakin turun. 2. Buatlah grafik logaritma kelarutan terhadap 1/T dan tentukan kalor pelarutan dari grafik tersebut ∆𝑯𝑫𝑺 = 𝟓, 𝟖𝟑𝟑 𝐤𝐉/𝐦𝐨𝐥

I.

Jawaban Pertanyaan

1. Apa yang dimaksud dengan kalor pelarutan diffrensial? Kalor pelarutan differensial merupakan kalor yang diserap atau dilepaskan ketika suatu mol zat dilarutkan dalam satu mol pelarut.

2. Jika proses berupa proses endoterm, bagaimana perubahan harga kelarutan jika suhu dinaikkan? Proses endoterm adalah suatu proses dimana terjadi perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem (menyerap kalor). Saat sistem menyerap kalor, maka perubahan entalpi akan bernilai positif, sehingga apabila suhu dinaikkan maka harga kelarutan akan naik. Hal itu dapat dapat dijelaskan bahwa kelarutan berbanding lurus dengan suhu.

J. Lampiran

K. L. M.

N. Daftar Pustaka Atkins, Peter dan Julio De Paula.2010.Physical Chemistry 9thedition.New York: W. H. Freeman and Company Oxtoby, D.W., et al. 2001. Prinsip-Prinsip Kimia Modern. Erlangga. Jakarta KBK Kimia Fisika.2018.Petunjuk Praktikum Kimia FMIPA UniversitasNegeri Malang

Fisika.Malang:Kimia

Wijaya, Candra. 2018.(online).(http://documents.tips/download/link/kelarutansebagai-fungsi-suhu-56142eb5e57bf ). diakses 10 Februari 2018