LAPORAN RESMI
PRAKTIKUM KIMIA FISIKA I
I. JUDUL : Kelarutan sebagai Fungsi Temperatur
II. TUJUAN : Menentukan pengaruh temperatur terhadap kelarutan suatu zat dan menghitung panas kelarutan
III. DASAR TEORI
Pada kelarutan jenuh terjadi kesetimbangan antara zat terlarutdalam larutan dan zat yang tidak terlarut. Dalam kesetimbangan ini kecepatan melarut sama dengan kecepatan mengendapnya. Artinya konsentrasi zat dalam larutan akan selalu tetap.
Jika kesetimbangan diganggu misalnya dengan mengubah temperatur, maka konsentrasi larutannya akan berubah. Bila zat padat dilarutkan dalam cairan,maka molekul-molekul zat tersebut cenderung pergi ke cairan. Pada suhu dan tekanan tertentu akan dicapai kesetimbangan dua fase yaitu padat dan cair. Artinya kecepatan molekul-molekul zat padat yang meninggalkan fasenya pergi ke larutan sama dengan kecepatan molekul-molekul solute larutan pergi ke padatannya. Kesetimbangan semacan ini umumnya kesetimbangan heterogen disebut kesetimbangan dinamis.
Kesetimbangan ini pada suhu dan tekanan uap. Konsentrasi larutan tetap dan disebut larutan jenuh. Panas kelarutan suatu zat dalam keadaan jenuh dihitung dari persamaan Van’t Hoff.
Dimana ΔH = Panas pelarutan (perubahan entalpi standar) dalam Ka/mol
K = Konstanta kesetimbangan dalam larutan jenuh
R = Konstanta gas umum
T = Suhu dalam kelvin
Konstanta kesetimbangan dalam larutan jenuh dapat dinyatkan :
K = ...................(2)
Dimana ai = Keaktifan solute dalam larutan jenuh
ai* = Keaktifan solute dalam keadaan padat murni
Apabila untuk solute murni pada suhu dan tekanan standart
ai* = 1 sehingga persamaan (2) menjadi
K = a2 ...................... (3)
Kelarutannya solute dalam larutan jenuh (a2) pada keadaan tertentu = Ms ialah molaritas jenuh, maka persamaan menjadi
K = Ms ......................(4)
Sehingga persamaan menjadi
[ ]p = ..........................(5)
lnMs = - + C
logMs = - + C
logMs = - T + C ................................(6)
Dari persamaan (6) ini apabila dibuat grafik , logMs VS maka didapatkan kurva grafik lurus dimana
Slope kurva :
Intersept : C
Pada umumnya proses pelarutan adalah positif sehingga menurut Van’t Hoff makin tinggi temperatur maka akan makin tinggi zat yang larut ( panas pelarutan positif / endotermis). Sedangkan untuk zat-zat yang panas temperaturnya negatif (eksoterm) makin tinggi temperatur maka makin berkurang zat yangh dapat larut.
IV. ALAT DAN BAHAN
1. ALAT
| No. | Nama Alat | Gambar | Jumlah |
| 1. | Erlenmeyer | | |
| 2. | Buret asam | | |
| 3. | Pipet tetes | | |
| 4. | Thermometer | | |
| 5. | Gelas beker | | |
| 6. | Gelas ukur | | |
| 7. | Thermostat | | |
| 8. | Corong kaca | | |
| 9. | tissue | | |
| 10. | Klem dan statif | | |
2. Bahan
| No. | Nama bahan | Jumlah |
| 1. | Asam oksalat jenuh | 50 ml |
| 2. | NaOH 0,5 M | Secukupnya |
| 3. | Es batu | Secukupnya |
| 4. | Garam dapur | Secukupnya |
| 5 | Aquades | secukupnya |
| 6. | Indicator PP | ±30 tetes (secukupnya) |
V. CARA KERJA
1. Memasukkan 50 ml asam oksalat jenuh ke dalam test tube dengan menggunakan gelas ukur
2. Memasukkan butiran-butiran es batu, sebelumnya pengaduk dimasukkan terlebih dahulu, setelah es batu dimasukkan ditambahkan dengan garam dan aquades secukupnya. Agar menurunkan suhunya tidak terlalu cepat maka untuk mencapai suhu tersebut maka pengaturan perbandingan dengan es sebaik mungkin.
3. Memasukkan test tube menutup dengan penutupnya ke dalam thermostat. Di atas thermostat dikasih thermometer.
4. Mengaduk dengan pengaduk yang ada di dalam thermostat hingga suhu menjadi 25, 20, 15, 10, 5 oC.
5. Mengambil 10 ml asam oksalat jenuh dari test tube setiap suhu 25, 20, 15, 10, 5 oC.
6. Membagi larutan asam oksalat jenuh menjadi 2 dengan volume masing-masing 5 ml. selanjutnya menitrasi larutan tersebut dengan larutan NaOH 0,5 M dan sebelumnya ditambahnkan 3 tetes indicator PP sampai terbentuk warna merah muda.
7. Mencatat volume NaOH yang diperlukan dalam titrasi.
8. Menentukan kelarutan asam oksalat dalam aquades.
VI. DATA PENGAMATAN
| No. | Suhu (0C) | Volume H2SO4 | Volume NaOH I | Volume NaOH II |
| 1 | 250C | 5 ml | 30 ml | 34 ml |
| 2 | 200C | 5 ml | 20 ml | 22 ml |
| 3 | 150C | 5 ml | 19 ml | 19,6 ml |
| 4 | 100C | 5 ml | 12,8 ml | 14,8 ml |
| 5 | 50C | 5 ml | 20 ml | 19 ml |
VII. ANALISA DATA
w Analisa Kuantitatif
Reaksi yang terjadi pada titrasi antara H2C2O4 dengan NaOH , yaitu sebagai berikut :
H2C2O4(aq) + 2NaOH(aq) à Na2C2O4(aq) + 2H2O(aq)
1 mol 2 mol 1 mol 2 mol
1. Menentukan Kelarutan H2C2O4
Keterangan :
M1 = Kelarutan H2C2O4
M2 = Kelarutan NaOH 0,5 M
V1 = Volume H2C2O4 = 5 ml
V2 = Volume NaOH (rata-rata dari V1 dan V2 à )
Tabel :
| No. | Suhu (0C) | Volume H2SO4 | Volume NaOH rata-rata |
| 1 | 250C | 5 ml | 32 ml |
| 2 | 200C | 5 ml | 21 ml |
| 3 | 150C | 5 ml | 19,3 ml |
| 4 | 100C | 5 ml | 13,8 ml |
| 5 | 50C | 5 ml | 19,5 ml |
ŸT = 250C
ŸT = 200C
ŸT = 150C
ŸT = 100C
ŸT = 50C
2. Menentukan kelarutan H2C2O4 dalam mol/gram pelarut
Mj = ½ mol NaOH
Dimana :
[NaOH] = 0,5 M
ŸT = 250C
ŸT = 200C
ŸT = 150C
ŸT = 100C
ŸT = 50C
3. Menentukan harga 1/T
| No. | Suhu (0C) | Suhu (0K) | 1/T (0K) |
| 1 | 250C | 2980K | 3,355704698.10-3 |
| 2 | 200C | 2930K | 3,412969283.10-3 |
| 3 | 150C | 2880K | 3,472222222.10-3 |
| 4 | 100C | 2830K | 3,5335668905.10-3 |
| 5 | 50C | 2780K | 3,597122302.10-3 |
4. Menentukan Panas Kelarutan
Harga Slope (M) dicari dengan cara regresi linier
Log Mj = - . + C
| No | X | Y | XY | X2 |
| 1 2 3 4 5 | 3, 355704698 x 10-3 3,412969283 x 10-3 3,472222222 x 10-3 3,533566891 x 10-3 3,597122302 x 10-3 | 0,204119982 0,021189299 - 0,015472686 - 0,161150909 - 0,010995384 | 6,849663826 x 10-4 7,231842662 x 10-5 -5,372460417 x 10-5 - 5,69437841 x 10-4 -3,955174101 x 10-5 | 1,126075402 x 10-5 1,164835933 x 10-5 1,205633716 x 10-5 1,24861092 x 10-5 1,293928886 x 10-5 |
| Σ | 17,3715854 x 10-3 | 0,037690302 | 9,460495395 x 10-5 | 6,039083857 x 10-5 |
N . ΣXY – ΣX . ΣY
N . ΣX2 – (ΣX)2
5(9,460495395 x 10-5) – (17,3715854 x 10-3).(0,037690302)
5(6,039083857 x 10-5) – (17,3715854 x 10-3)2
4,730247698 x 10-4 – 6,547402999 x 10-4
3,019541929 x 10-4 – 3,017719793 x 10-4
- 1,817155301 x 10-4
1,822136 x 10-7
= - 0.997266656 x 103
= - 997,3
∆Ho = - m (4,567)
= - (- 997,3) (4,567)
= 4554,6691 kal/mol
= 4,555 kkal/mol
5. Menentukan harga intersept(C)
(ΣY) .( ΣX2) –( ΣX) .( ΣXY)
N .( ΣX2) – (ΣX)2
0,037690302(6,039083857 x 10-5) – (17,3715854 x 10-3). (9,460495395 x 10-5)
5(6,039083857 x 10-5) – (3,01771979 x 10-4)
2,276148944 x 10-6 – 1,643438037 x 10-6
1,822136 x 10-7
0,632710907 x 10-6
1,822136 x 10-7
= 3,47
Persamaan : Y= mx +C
= - 997,3 x + 3,47
6. Membuat grafik hubungan antara Log Mj dan 1/T
Dari Grafik:
∆Y
∆X
0,15 x 10-1
0,02 x 10-3
= - 750
∆H = - m (4,567)
= - (- 750 x 4,567)
= 3425,25 kal/mol
= 3,425 kkal/mol
Persamaan : Y= mx +C
= - 750 x + 3,47
2. Analisa Kualitatif
Percobaan ini bertujuan untuk menentukan pengaruh temperatur terhadap kelarutan suatu zat dan menghitung panas kelarutannya.Semua zat mempunyai kelarutan yang berbeda – beda. Kelarutan suatu zat dalam pelarut air berbeda dengan kelarutan suatu zat tersebut dalam pelarut lain. Dalam percobaan ini, langkah pertama yang dilakukan adalah memasukkan larutan asam oksalat jenuh ke dalam termostad atau tepatnya testtube. Selanjutnya memasukkan pengaduk ke dalam termostat setelah itu memasukkan butiran – butiran es batu ditambah dengan garam dapur dan aquades secukupnya. Agar suhunya tidak turun terlalu cepat maka untuk mencapai tersebut maka perbandingan es harus di atur dengan baik. Setelah itu memasukkan testtube yang berisi asam oksalat jenuh ke dalam termostat, menutup dengan penutupnya dan di atas penutup dipasang termometer. Mengaduk es batu dan campuran lain dengan pengaduk yang ada di dalam termostat. Mengambil 10 ml asam oksalat jenuh dari testtube setiap suhu 25oC, 20oC, 15oC, 10oC, dan 5oC. Kemudian membagi larutan asam oksalat jenuh menjadi dua bagian dengan volume masing – masing 5 ml. Menambahkan 3 tetes indikator PP selanjutnya menitrasi larutan dengan larutan NaOH 0,5 M hingga terbentuk warna merah muda.
Dalam percobaan ini, kelarutan berbanding lurus dengan suhu kelarutan. Zat ini akan bertambah dengan adanya kenaikan suhu apabila suhu dinaikkan maka kelarutan zat akan bertambah besar. Dalam percobaan ini air dan asam oksalat adalah pelarut. Hal ini karena asam oksalat larut dalam air pada suhu tertentu serta tekanan tertentu dapat mencapai kesetimbangan dua fasa yaitu fasa padat dan fasa cair.
Larutan asam oksalat jenuh (H2C2O4) di ukur kelarutannya pada suhu yang berbeda – beda. Larutan asam oksalat jenuh yang ditambah dengan indikator PP, maka terjadi perubahan warna menjadi merah muda. Titrasi yang dilakukan berfungsi sebagai pendeteksi banyaknya H2C2O4 yang larut dalam air. Saat terjadi perubahan warna, maka dapat diketahui banyaknya zat yang larut dilihat dari NaOH yang dibutuhkan hingga terjadi titik ekivalen yang ditandai dengan larutan asam oksalat berubah menjadi merah muda. Reaksi yang terjadi:
H2C2O4(aq) + 2 NaOH(aq) → Na2C2O4(aq) + 2H2O(l)
Dari data pengamatan dan analisa kuantitatif dapat dicari harga ∆H. Apabila ∆H positif dapat dikatakan bersifat reaksi endoterm. Reaksi ini membutuhkan energi untuk memindahkan suhu dari lingkungan ke sistem. Kelarutan H2C2O4 ini mengakibatkan H2C2O4 dalam keadaan jenuh.
Dalam percobaan ini penurunan suhu larutan dilakukan dengan memasukkan testtube yang berisi larutan H2C2O4 ke dalam termostat yang berisi es ditambah dengan garam dapur. Garam dapur berfungsi untuk menjaga agar es tetap dingin dan tidak mudah mencair sehingga penurunan suhu dapat berjalan dengan teratur. Pengadukan pada es dimaksudkan untuk membuat suhu menjadi homogen. Pada termostat dan test tube dipasang penangas udara yang berfungsi untuk menjaga agar tekanan udara konstan.
Setelah melakukan percobaan, terlihat bahwa semakin tinggi suhu, maka semakin banyak volume NaOH yang diperlukan untuk menitrasi H2C2O4. Setelah melakukan analisa kuantitatif diperoleh harga ∆Ho dengan menggunakan dua metode, yaitu metode perhitungan dan metode grafik dengan hasil :
a. Metode perhitungan : ∆Ho = 4,555 kkal / mol
b. Metode grafik : ∆Ho = 3,4252 kkal /mol
Ternyata dapat diketahui bahwa kelarutan asam oksalat sebanding dengan kenaikan suhu, semakin tinggi suhunya, maka makin besar kelarutannya. Sesuai dengan persamaan Vant Hoff:
Log Mj = - . + C
Dari hasil perhitungan maupun grafik, ternyata diperoleh nilai ∆Ho yang berbeda cukup jauh. Faktor – faktor yang mempengaruhi kelarutan sesuai dalam percobaan antara lain adalah suhu, tekanan, sifat koligatif, sifat zat terlarut, dan pelarut semakin tinggi suhu maka semakin tinggi tingkat kelarutannya.
VIII. KESIMPULAN
1. Kelarutan dan suhu berbanding lurus yaitu semakin tinggi suhu maka kelarutan H2C2O4 juga semakin besar.
2. Pengaruh suhu terhadap kelarutan dapat dinyatakan sebagai persamaan Vant Hoff,yaitu:
Ln S = - . + C
3. Semakin rendah suhu, maka:
a. Volume NaOH yang diperlukan untuk titrasi semakin sedikit
b. Molaritas H2C2O4 relatif turun
c. Kelarutan H2C2O4 menurun seiring penurunan suhu
4. Besarnya panas pelarutan H2C2O4 jenuh, yaitu:
a. Metode perhitungan : ∆Ho = 4,555 kkal / mol
b. Metode grafik : ∆Ho = 3,4252 kkal /mol
5. Kelarutan H2C2O4 berdasarkan penurunan suhu (percobaan), yaitu:
a. 25o C = 1,6 M
b. 20o C = 1,05 M
c. 15o C = 0,965 M
d. 10o C = 0,69 M
e. 5o C = 0,975 M
6. Reaksi yang terjadi dalam percobaan:
H2C2O4(aq) + 2 NaOH(aq) → Na2C2O4(aq) + 2H2O(l)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar