LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA I
PERCOBAAN VI
KELARUTAN SEBAGAI FUNGSI TEMPERATUR
NAMA : ABDUL ASIS
NIM : 0090540028
HARI/ TANGGAL PRAKTIKUM : 12 MEI 2011
HARI/ TANGGAL DIKUMPUL : 19 MEI 2011
KELOMPOK : III
• ABDUL ASIS
• LODWYK KRIMADI
• JUITA WISYE M.
LABORATORIUM KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS CENDRAWASIH
JAYAPURA
2011
I. TUJUAN PERCOBAAN
1. Menentukan harga kelarutan dan penentuan pengaruh temperatur terhadap kelarutan suatau zat.
2. Menghitung panas suatu zat
II. PENDAHULUAN
Yang dimaksud dengan kelarutan dari suatu zat dalam suatu pelarut, adalah banyaknya suatu zat dapat larut secara maksimum dalam suatu pelarut pada kondisi tertentu. Biasanya dinyatakan dalam satuan mol/liter. Jadi bila batas kelarutan tercapai, maka zat yang dilarutkan itu dalam batas kesetimbangan, artinya bila zat terlarut ditambah, maka akan terjadi larutan jenuh, bila zat yang dilarutkan dikurangi, akan terjadi larutan yang belum jenuh. Dan kesetimbangan tergantung pada suhu pelarutan ( Hoedijono, 1990).
Pada larutan jenuh terjadi kesetimbangan antara zat terlarut dalam larutan dan zat yang tidak terlarut. Dalam kesetimbangan ini kecepatan melarut sama dengan kecepatan mengendap, yang berarti konsentrasi zat dalam larutan akan selalu tetap. Proses kesetimbangan ini akan bergeser apabila dilakukan suatu perubahan yang dikenakan pada sistem tersebut (Supeno, 2006.). Larutan jenuh merupakan larutan dimana zat terlarutnya (molekul atau ion) telah maksimum pada suhu tertentu. Untuk zat elektrolit yang sukar larut, larutan jenuhnya dicirikan oleh nilai Ksp. Nilai Ksp pada suhu 250 C telah di daftar. Jika larutan mengandung zat terlarutnya melebihi jumlah maksimum kelarutannya pada suhu tertentu, maka dikatakan bahwa larutan telah lewat jenuh (Mulyono,2005).
Suatu substansi dapat dikelompokan sangat mudah larut, dapat larut (moderately soluble), sedikit larut (slightly soluble), dan tidak dapat larut. Beberapa variabel,misalnya ukuran ion-ion, muatan dari ion-ion, interaksi antara ion-ion, interaksi antara solute dan solvent, temperatur,mempengaruhi kelarutan. Kelarutan dari solute relatif mudah diukur melalui percobaan. Beberapa faktor yang berhubungan dengan kelarutan antara lain:
1. Sifat alami dari solute dan solvent.
Substansi polar cenderung lebih miscible atau soluble dengan substansi polar lainnya. Substansi nonpolar cenderung untuk miscible dengan substansi nonpolar lainnya, dan tidak miscible dengan substansi polar lainnya.
2. Efek dari temperatur terhadap kelarutan
Kebanyakan zat terlarut mempunyai kelarutan yang terbatas pada sejumlah solvent tertentu dan pada temperatur tertentu pula. Temperatur dari solvent memiliki efek yang besar dari zat yang telah. Untuk kebanyakan padatan yang terlarut pada liquid, kenaikkan temperatur akan berdampak pada kenaikkan kelarutan (solubilitas).
3. Efek tekanan pada kelarutan
Perubahan kecil dalam tekanan memiliki efek yang kecil pada kelarutan dari padatan dalam cairan tetapi memiliki efek yang besar pada kelarutan gas dalam cairan. Kelarutan gas dalam cairan berbanding langsung pada tekanan dari gas diatas larutan. Sehingga sejumlah gas yang terlarut dalam larutan akan menjadi dua kali lipat jika tekanan dari gas diatas larutan adalah dua kali lipat.
4. Kelajuan dari zat terlarut
Kelajuan dimana zat padat terlarut dipengaruhi oleh :
a. Ukuran partikel
b. Temperatur dari solvent
c. Pengadukan dari larutan.
d. Konsentrasi dari larutan.
( Sukardjo, 1977 )
Kelarutan bergantung pada berbagai kondisi seperti suhu, tekanan, konsentrasi bahan– bahan lain dalam larutan itu,dan pada komposisi pelarutnya. Perubahan kelarutan dengan tekanan tak mempunyai arti penting yang praktis dalam anlisis anorganik kualitatif, karena semua pekerjaan dilakukan dalam bejana terbuka pada tekanan atmosfer; perubahan yang sedikit dari tekanan atmosfer tak mempunyai pengaruh yang berarti atas kelarutan.Terlebih penting adalah perubahan kelarutan dengan suhu. Umumnya dapat dikatakan bahwa kelarutan endapan bertambah besar dengan kenaikan suhu ,meskipun dalam beberapa hal yang istimewa (seperti kalium sulfat) terjadi hal yang sebaliknya. Laju kenaikan dengan suhu berbeda-beda dalam beberapa hal sangat kecil sekali dalam hal-hal lainnya sangat besar (Vogel,1990).
Jika kesetimbangan diganggu, misalnya dengan merubah temperatur maka konsentrasi larutan akan berubah. Menurut Van’t Hoff pengaruh temperatur terhadap kelarutan dapat dinyatakan sebagi berikut:
(d ln S/dT) = (∆H)/(RT)2
d ln S = (∆H)/(RT)2 dT
Diintegralkan dari T1 ke T2 maka akan mengahsilkan,
ln S = -H / RT + konstanta
atau,
ln (S2/S1) = (∆H/R) {(T2 – T1)/( T2.T1)}
dimana :
S2,S1 = kelarutan zat masing-masing pada temperatur T2 dan T1 (mol/1000 gram solven)
H = panas pelarutan per mol
R = konstanta gas
Panas pelarutan yang dihitung ini adalah panas yang diserap jika 1 mol padatan dilarutakan dalam larutan dimana larutan sudah dalam keadaan jenuh. Hal ini bebeda dengan panas pelarutan untuk larutan encer yang bisa terdapat dalam table panas pelarutan tersebut adalah panas pengenceran dari keadaan jenuh menjadi keadaan encer.
Pada umumnya panas pelarutan adalah positif sehingga menurut Van’t Hoff semakin tinggi temperatur akan semakin banyak zat yang melarut (panas pelautan positif = endotermis). Sedangkan untuk zat-zat yang memiliki panas pelarutan negatif, maka makin tinggi suhu akan semakin berkurang zat yang dapat larut (Supeno, 2006).
Alkalimeteri adalah pengukuran konsentrasi basa dengan menggunakan larutan baku asam, bisa asam kuat atau asam lemah.Titrasi adalah proses mengukur volume larutan yang terdapat dalam buret yang ditambahkan ke dalam larutan lain yang diketahui volumenya sampai terjadi reaksi sempurna.( http://arifqbio.multiply.com/journal/item/7,3 November 2009).
Contoh titrasi alkalimetri:
Titrasi asam kuat oleh basa kuat
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Titrasi asam lemah oleh basa kuat
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
III. ALAT DAN BAHAN
• ALAT
Thermostat
Thermometer
Erlenmeyer 250 mL
Gekas ukur 250 mL
Pipet ukur 10 mL
Pengaduk
Tabung reaksi
BAHAN
Larutan asam oksalat jenuh
Larutan NaOH 0,5 N
Indicator pp
Es batu
Garam dapur
IV. PROSEDUR KERJA
1. Memasukkan 50 mL larutan asam oksalat jenuh ke dalam tabung reaksi.
2. Menyiapkan thermostat berupa wadah yang berisi campuran air dan garam dapur (2-3 sendok makan ) yang diberi pecahan es batu sehingga mencapai suhu 0C.
3. Memasukkan tabung reaksi ke dalam thermostat tersebut. Posisinya diatur sedemikian sehingga seluruh larutan jenuh tercelup dalam thermostat.
4. Selalu mengaduk yang berada dalam thermostat agar temperatur menjadi homogen
5. Sesudah tercapai kesetimbangan (± 5 menit) lalu mengambil 1,5 mL larutan (kristal asam oksalat jangan sampai ikut terhisap, diatur agar kristal turun ke dasar tabung).
6. Menitrasi larutan oksalat tersebut yang telah di ambil dengan larutan NaOH 0,5 N. titrasi dilakukan tiga kali, yang sebelumnya larutan oksalat tersebut telah diberi indicator pp 2-3 tetes
7. Mengatur thermostat untuk pengamatan pada temperature 5, 10, 15, 20, dan 25C. untuk setiap temperature percobaan pengambilan larutan masing-masing sebanyak 1,5 mL
V. DATA PENGAMATAN
NaOH = 0,5 N = 0,5 M
Tabel 2.6.1. Hasil percobaan
SUHU(0C)
Volume asam oksalat Volume NaOH yang digunakan saat titrasi (mL)
Volume rata-rata NaOH (ml)
I II III
5 1,5 5,5 2,2 3,8 3,8
10 1,5 1,5 4,5 3 3,3
15 1,5 2,8 3,8 2,8 3,1
20 1,5 2,7 3,1 2,8 2,86
25 1,5 2,9 3,5 4,2 3,5
VI. PERHITUNGAN
Tabel Perhitungan nasam oksalat dan Wasam oksalat
T (0C) V NaOH (ml) Normalitas asam oksalat Molaritas asam oksalat n asam oksalat(mmol) W asam oksalat(g) W pelarut(g)
5 3,8 0,358 0,179 0,2685 0,024 1,476
10 3,3 0,344 0,172 0,258 0,0232 1,4768
15 3,1 0,337 0,1685 0,25275 0,0223 1,4777
20 2,86 0,327 0,1635 0,24525 0,0221 1,4779
25 3,5 0,35 0,175 0,2625 0,0236 1,4764
Perhitungan normalitas asam oksalat .
Temperatur : 5 0 C
Contoh Perhitungan
V NaOH = 3,8 mL
N NaOH = 0,5 N
V H2C2O4 = 3,8 mL + 1,5 mL = 5,3 mL
N1V1 = N2V2
3,8 x 0,5 = 5,3N2
N2 = 1,9 / 5,3
N2 = 0,358 N
Jadi normalitas H2C2O4 pada suhu 5 C adalah 0,358 N
Perhitungan molaritas
Temperatur : 5 0 C
Contoh Perhitungan
Berat equivalen asam oksalat (eq) = 2
M = N / eq
M = 0,358 / 2
= 0,179 M
Jadi molaritas H2C2O4 pada suhu 5 C adalah 0,179 M
Perhitungan mol asam oksalat .
Temperatur : 5 0 C
Contoh Perhitungan
Volume asam oksalat (V) = 1,5 mL
n = M x V
n = 0,179 x 1,5
n = 0,2685 mmol
Jadi mol H2C2O4 pada suhu 5 C adalah 0,2685 mmol
Perhitungan massa asam oksalat.
Temperatur : 5 0 C
Contoh Perhitungan
Massa relatif asam oksalat (Mr) = 90 gr/mol
W = n x Mr
W = (0,2685 mmol/1000 mL) x 90 gr/mol
= 0,024 gr
Berat larutan H2C2O4 pada volume 1,5 mL dengan menganggap massa jenis larutan massa jenis pelarut (air) yaitu :
W larutan = V x
= 1,5 mL x 1 gr/mL
= 1,5 gr
Jadi W pelarut = W larutan – W asam oksalat
= 1,5 gr – 0,024 gr
= 1,476 gr
Molalitas asam oksalat (m) = n x (1000 gr/W pelarut)
= (0,2685 mmol/1000 mL) x (1000/1,476 gr)
= 0,1819 m
Jadi untuk kelarutan asam oksalat (H2C2O4) adalah sebagai berikut :
S = (m x Mr) / V
= (0,1819 m x 90 gr/mol) / 1,5 mL
= 10,914 gr/1000 gr pelarut
Pada perhitungan diatas hanya mengambil perhitungan kelarutan H2C2O4 pada suhu 5 C sebagai contoh.
Tabel 3.1.2 Perhitungan Sasam oksalat
T 0C) Kelarutan gr/1000 gr pelarut
5 10,914
10 10,482
15 10,263
20 9,957
25 10,669
Tabel 3.1.3. Hasil perhitungan ms, dan ln ms
Suhu (K) 1/T Ln S
278.15 0.0035952 2.3905
283.15 0.0035317 2.3497
288.15 0.0034704 2.3285
293.15 0.0034112 2.2983
298.15 0.003354 2.3673
VII. PEMBAHASAN
Pada percobaan yang berjudul kelarutan sebagai fungsi temperatur ini bertujuan untuk memahami pengertian kelarutan suatu zat, menentukan harga kelarutan, mengetahui pengaruh temperatur terhadap kelarutan terhadap kelarutan suatu zat dan dapat menentukan panas kelarutan suatu zat. Dalam percobaan ini kita akan menentukan panas pelarutan dari asam oksalat. Asam oksalat merupakan asam dikarboksilat dengan rumis kimia H2C2O4 (atau dapat ditulis (COOH)2H2O) ;padatan kristal,tak bewarna ,dan bersifat racun. Digunakan dalam laboraturium sebagai pereaksi analitik (larutan baku), untuk bahan pengelantang, pembersih logam, dan untuk pembuatan senyawa organik.
Untuk mengetahui bagaimana kelarutan dari asam oksalat pada berbagai temperature kita harus akan membuat thermostat terlebih dahulu. Thermostat yang kita buat disini terbuat dari gelas kimia dua liter yang berisi garan dan es batu yang berfungsi untuk menurunkan suhu asam oksalat sehingga nantinya kita juga dapat melihat kelarutan H2C2O4 pada suhu rendah. Tujuan penambahan NaCl adalah untuk menurunkan titik beku campuran didalam termostat agar dapat mencapai suhu yang rendah yaitu dibawah titik beku air.
Dalam percobaan ini kita akan mengamati perubahan kelarutan H2C2O4 ketika suhu dinaikkan yaitu mulai dari 5, 10, 15, 20, dan 25 C. Mengambil 1,5 mL asam oksalat pada setiap masing-masing suhu yang telah ditentukan lalu dititrasi dengan larutan NaOH 0,5 N. Titrasi ini merupakan titrasi asam lemah oleh basa kuat yang biasa disebut sebagai titrasi alkalimetri. Adapun reaksinya adalah sebagai berikut:
H2C2O4 + NaOH → NaHC2O4 + H2O
Sebelum H2C2O4 dititrasi oleh NaOH ,terlebih dahulu ke dalam larutan H2C2O4 ditambahkan indikator pp (fenolftalein). Fenolftalein merupakan senyawa organik yang mempunyai rumus molekul C20H1404 ; padatan kristal, tak bewarna ,larut dalam alkohol dan pelarut organik ; rentang perubahan pH nya adalah 8,2 – 10. Pemilihan indikator pp ini adalah karena titrasi ini merupakan titrasi asam lemah oleh basa kuat yang memiliki titik ekuivalen diatas 7. Hal itu cocok dengan rentang perubahan pH dari indikator pp .Indikator pp tidak bewarna dalam suasana asam dan bewarna merah muda dalam suasana basa.
Dalam reaksi titrasi ini kita menghitung berapa banyak volume NaOH yang dibutuhkan untuk menitrasi 1,5 ml larutan H2C2O4. Mol NaOH merupakan hasil kali antara konsentrasinya dengan volume NaOH yang dibutuhkan. Kelarutan H2C2O4 dinyatakan sebagai jumlah mol H2C2O4 setiap 1000 gram larutan
.
Setelah mengetahui volume NaOH yang diperlukan untuk menitrasi 1,5 ml H2C2O4 maka kemudian kita bisa menentukan harga s (kelarutan) sebagai jumlah mol H2C2O4 dalam 1000 gram larutan .Kemudian dibuat grafik hubungan antara 1/T (K-1) pada sumbu x dan lnS pada sumbu y. Persamaan garisnya adalah sebgai berikut:
lnS = -∆H/R x 1/T + C
y = m x
Dari grafik tersebut menunjukkan bahwa kelarutan berbanding terbalik dengan suhu, hal ini tidaklah sesuai dengan literatur, dimana pada percobaan, harga kelarutan asam oksalat nilainya lebih rendah dari literatur. Hal ini terjadi karena kemungkinan pada proses titrasi kurang teliti dalam melihat titik ekuivalen serta tidak efektifnya dalam menitrasi karena memakai tabung reaksi saat melakukan titrasi hal ini terjadi karena terbatasnya peralatan lab yang dimiliki. Serta pada saat pengambilan larutan asam oksalat yang akan ditentukan konsentrasinya dengan cara titrasi terdapat sejumlah endapan kristal oksalat yang terambil sehingga akan mempengaruhi nilai konsentrasi asam oksalat pada larutan, karena kristal oksalat tersebut akan melarut kembali sesuai dengan kenaikan temperatur dan akan mempengaruhi kelarutan.
Tabel 3.1.4 Kelarutan asam oksalat pada berbagai suhu dari literature Kirk-Othmer
Suhu (0C) Kelarutan (gr/100 gr pelarut)
4 6,2681
8 5,8647
12 6,4777
16 6,9981
20 7,4340
24 7,7551
28 7,9158
32 8,0185
36 8,0651
40 8,4020
.
Panas pelarutan diferensial dapat dihitung dengan menggunakan persamaaan berikut:
m = y/x y = perubahan suhu
m = -6.,13 / -0,0212 x = perubahan ln s
= 289,1509 yang diambil sebagai contoh diatas adalah pada suhu 10 dan 15 C
Jadi H = -m x R
= -289,1509 x 8,314 J/mol K
= -2.404 J/mol K
VIII. KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang kami lakukan dapat disimpulkan sebagai berikut :
• Kelarutan berbanding terbalik dengan kenaikan temperatur, semakin besar suhu larutan asam oksalat maka semakin kecil kelarutan asam oksalat
• Panas pelarutan (H) asam oksalat adalah -2.404 J/mol K
• Kelarutan oksalat bersifat eksotermis karena panas pelarutan bernilai negatif
IX. PERTANYAAN
1. Sebutkan faktor-faktor yang dapat mempengaruhi harga kelarutan suatu zat?
Sifat alami dari solute dan solvent.
Efek dari temperatur terhadap kelarutan
Efek tekanan pada kelarutan
Kelajuan dari zat terlarut
2. Terangkan pengaruh tiap-tiap factor (jawaban nomor 1) terhadap proses kelarutan?
Sifat alami dari solute dan solvent.
Substansi polar cenderung lebih miscible atau soluble dengan substansi polar lainnya. Substansi nonpolar cenderung untuk miscible dengan substansi nonpolar lainnya, dan tidak miscible dengan substansi polar lainnya.
Efek dari temperatur terhadap kelarutan
Kebanyakan zat terlarut mempunyai kelarutan yang terbatas pada sejumlah solvent tertentu dan pada temperatur tertentu pula. Temperatur dari solvent memiliki efek yang besar dari zat yang telah larut. Untuk kebanyakan padatan yang terlarut pada liquid, kenaikkan temperatur akan berdampak pada kenaikkan kelarutan (solubilitas).
Efek tekanan pada kelarutan
Perubahan kecil dalam tekanan memiliki efek yang kecil pada kelarutan dari padatan dalam cairan tetapi memiliki efek yang besar pada kelarutan gas dalam cairan. Kelarutan gas dalam cairan berbanding langsung pada tekanan dari gas diatas larutan. Sehingga sejumlah gas yang terlarut dalam larutan akan menjadi dua kali lipat jika tekanan dari gas diatas larutan adalah dua kali lipat.
Kelajuan dari zat terlarut
Kelajuan dimana zat padat terlarut dipengaruhi oleh :
e. Ukuran partikel
f. Temperatur dari solvent
g. Pengadukan dari larutan.
h. Konsentrasi dari larutan.
X. DAFTAR PUSTAKA
Ismarwanto, Hoedijono.1990. Diktat Kuliah Kimia Analisa Bagian I. Surabaya: Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS
Vogel, 1990, Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro, Jakarta: PT Kalman
Media Pustaka.
Petrucci, Ralph H, 1992, Kimia Dasar “Prinsip dan Terapan Modern, Jakarta: Erlangga.
Supeno, 2006, Petunjuk Praktikum Kimia Fisika I, Jayapura: Universitas Cendrawasih.
Sukardjo. 1977. Kimia Fisika. Jakarta: PT. Aneka Cipta
HAM, Mulyono, 2005, Kamus Kimia, Jakarta: Bumi Aksara.
Anonim, 2011, http://arifqbio.multiply.com/journal/item/7, di akses 14 Mei 2011, pukul 18.30 WIT.
Abdul Aziz 