LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA DASAR I PENENTUAN TITIK BEKU
Nama Mahasiswa
: Ita Permadani
NIM
: M0311040
Hari/Tanggal Praktikum
: Kamis, 10 November 2011
Kelompok
: 13
Asisten Pembimbing
: Dewi Nur Rita
LABORATORIUM KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET TH 2011/2012
BAB I PENDAHULUAN
I.
TUJUAN Mahasiswa dapat menentukan penurunan titik beku larutan urea dan larutan NaCl
II.
DASAR TEORI Sifat koligatif
larutan adalah
sifat larutan
yang tidak tergantung pada
macamnya zat terlarut tetapi semata-mata hanya ditentukan oleh banyaknya zat terlarut (konsentrasi zat terlarut).Sifat koligatif larutan pertama kali diamati oleh Francois Marie Raoult (ilmuan Perancis, 1830-1901) pada tahun 1870an. (sumber: http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_x/sifat-koligatiflarutan/)
Adanya partikel zat terlarut yang tidak mudah menguap dalam larutan dapat mengurangi kemampuan zat pelarut untuk menguap, sehingga tekanan uap larutan lebih rendah dari pada tekanan uap pelarut murni. Adanya partikel zat terlarut tersebut juga akan mengakibatkan kenaikan titik didih dan penurunan titik beku larutan. Menurut hokum Roult, besarnya penurunan tekanan uap larutan, kenaikan titik didih, dan penurunan titik bekularutan yang mengandung zat terlarut tidak mudah menguap dan tidak mengalami disosiasi (larutan non elektrolit), sebanding dengan banyaknya partikel zat terlarut. Besarnya kenaikan titik didih larutan 1 molal disebut kenaikan titik didih molal, Kb, sedangkan besarnya penurunan titik beku larutan 1 molal disebut penurunan titik beku molal, Kf. Untuk larutan encer berlaku : Δ T b
= m x K b
Δ Tf
= m x K f
Dengan: Δ T b = Kenaikan titik ddih larutan Δ Tf = Penurunan titik beku larutan K b = Kenaikan titik didih molal K f = Penurunan titik beku molal
m
= Molalitas larutan
Besarnya molalitas larutan yang sejenis sebanding dengan masa zat terlarut dan berbanding terbalik dengan masa molekul zat terlarut. Jika massa zat terlarut dan massa zat pelarut diketahui, maka massa molekul zat terlarut dapat ditentukan berdasarkan sifat koligatif larutan. Untuk larutan yang mengandung zat terlarut tidak mudah menguap dan dapat mengalami disosiasi (larutan elektrolit), besarnya penurunan tekanan uap larutan, kenaikan titik didih, dan penurunan titik beku larutan, dipengaruhi oleh derajat disosiasi larutan. (Tim Kimia Dasar I. Buku Petunjuk Praktikum Kimia Dasar I.2011.Surakarta;Lab.FMIPA UNS)
Ada berbagai macam sifat larutan, antara lain adalah sifat sifat yang ditentukan oleh konsentrasi atau dengan sebutan sifat koligatif larutan. Ada 4 hal yang termasuk sifat koligatif larutan, yaitu: 1. Penurunan tekanan uap (ΔP) Tekanan uap zat padat pada umumnya rendah sehingga kebanyakan zat padat nonvolatile (tidak mudah menguap). Berbeda dengan zat cair, baik murni maupun dalam larutan mempunyai tekanan uap tertentu bergantung pada temperature. Larutan yang konsentrasi partikel terlarutnya lebih banyak akan menyebabkanmolekul pelarut yang ada di permukaan lebih sedikit sehingga molekul molekul pada permukaan yang membentuk uap juga sedikit. 0
Δ P = P – P 0
P > P Keterangan : 0
P = tekanan uap zat cair murni P = tekanan uap larutan 0
P = P x Xp
0
Δ P = P x Xt Keterangan : P = tekanan uap jenuh larutan 0
P = tekanan uap jenuh pelarut murni Xp = fraksi mol zat pelarut Xt = fraksi mol zat terlarut 2. Kenaikan titik didih (ΔT b) Titik didih zat cair adalah suhu tetap pada saat zat cair mendidih. Pada suhu ini, tekanan uap zat cair sama dengan tekanan udara di sekitarnya . Hal ini menyebabkan terjadinya penguapan di seluruh bagian zat cair. Titik didih zat cair diukur pada tekanan 1 atmosfer. Dari hasil penelitian, ternyata titik didih larutan selalu lebih tinggi dari titik didih pelarut murninya. Hal ini disebabkan adanya partikel - partikel zat terlarut dalam suatu larutan menghalangi peristiwa penguapan partikel - partikel pelarut. Oleh karena itu, penguapan partikel - partikel pelarut membutuhkan energi yang lebih besar. Perbedaan titik didih larutan dengan titik didih pelarut murni di sebut kenaikan titik didih yang dinyatakan dengan (ΔTb) . Persamaannya dapat ditulis:
Keterangan : ΔTb = kenaikan titik didih kb = tetapan kenaikan titik didih molal
m = massa zat terlarut Mr = massa molekul relatif 3. Penurunan titik beku (ΔTf ) Adanya zat terlarut dalam larutan akan mengakibatkan titik beku larutan lebih kecil daripada titik beku pelarutnya. Persamaannya dapat ditulis sebagai berikut :
Keterangan : ΔTf = penurunan titik beku kf = penurunan titik beku molal m = massa zat terlarut Mr = massa molekul relatif 4. Tekanan osmotic (π) Tekanan osmotik adalah gaya yang diperlukan untuk mengimbangi desakan zat pelarut yang melalui selaput semipermiabel ke dalam larutan. Membran semipermeabel adalah suatu selaput yang dapat dilalui molekul molekul pelarut dan tidak dapat dilalui oleh zat terlarut. Menurut Van't Hoff ,
tekanan
osmotik
Keterangan : π = tekanan osmotic M = molaritas larutan
larutan
dirumuskan:
R = tetapan gas ( 0,082 ) T = suhu mutlak (Rahardjo, Sentot.2007.Panduan Belajar Kimia 3. PT . Wangsa Jatra Lestari. PajangKartasura) Adanya penurunan tekanan uap larutan mengakibatkan titik beku larutan menjadi lebih kecil daripada titik beku pelarut murninya. Pada larutan garam NaCl,
Besarnya penurunan ini ditentukan oleh beberapa faktor seperti konsentrasi molal larutan dan banyak partikel zat terlarut. Penggunaan konsentrasi molalitas dikarenakan satuan ini tidak bergantung pada suhu. Berbeda dengan molaritas, volume larutan akan berbeda pada suhu yang berbeda. Besarnya penurunan titik beku suatu larutan dirumuskan sebagai berikut:
Banyaknya partikel dalam larutan ditentukan oleh konsentrasi larutan dan sifat Larutan itu sendiri. Jumlah partikel dalam larutan non elektrolit tidak sama dengan jumlah partikel dalam larutan elektrolit, walaupun konsentrasi keduanya sama. Hal ini dikarenakan larutan elektrolit terurai menjadi ion-ionnya, sedangkan larutan non elektrolit tidak terurai menjadi ion-ion. Dengan demikian sifat koligatif larutan dibedakan atas sifat koligatif larutan non elektrolit dan sifat koligatif larutan elektrolit. Sifat Koligatif Larutan Nonelektrolit
Sifat koligatif larutan non elektrolit sangat berbeda dengan Sifat koligatif larutan elektrolit, disebabkan larutan non elektolit tidak dapat mengurai menjadi ion
– ion nya. Maka Sifat koligatif larutan non elektrolit dapat di hitung dengan menghitung tekanan uap, titik didih, titik beku, dan tekanan osmosis. Menurut hukum sifat koligatif, selisih tekanan uap, titik beku, dan titik didih suatu larutan dengan tekanan uap, titik beku, dan titik didih pelarut murninya, berbanding langsung dengan konsentrasi molal zat terlarut. Larutan yang bisa memenuhi hukum sifat koligatif ini disebut larutan ideal. Kebanyakan larutan mendekati ideal hanya jika sangat encer. Meskipun sifat koligatif melibatkan larutan, sifat koligatif tidak bergantung pada interaksi antara molekul pelarut dan zat terlarut, tetapi bergatung pada jumlah zat terlarut yang larut pada suatu larutan. Sifat koligatif terdiri dari penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmotic Sifat Koligatif Larutan Elektrolit
Larutan elektrolit memperlihatkan sifat koligatif yang lebih besar dari hasil perhitungan dengan persamaan untuk sifat koligatif larutan nonelektrolit di atas. Perbandingan antara sifat koligatif larutan elektrolit yang terlihat dan hasil perhitungan dengan persamaan untuk sifat koligatif larutan nonelektrolit, menurut Van’t Hoff besarnya selalu tetap dan diberi simbul i (i = tetapan atau faktor Van’t Hoff ). Dengan demikian dapat dituliskan: i = sifat koligatif larutan eklektrolit dengan kosentrasi m / sifat koligatif larutan nonelektrolit dengan kosentrasi m Semakin kecil konsentrasi larutan elektrolit, harga i semakin besar, yaitu semakin mendekati jumlah ion yang dihasilkan oleh satu molekul senyawa elektrolitnya. Untuk larutan encer, yaitu larutan yang konsentrasinya kurang dari 0,001 m, harga i dianggap sama dengan jumlah ion. (sumber:http://id.wikipedia.org/wiki/Sifat_koligatif_larutan)
Faktor van’t Hoff
Faktor van’t Hoff adalah faktor yang harus dimasukkan dalam rumus penurunan titik beku, kenaikan titik didih dan tekanan osmotik untuk menerangkan pengaruh ionisasi pada suatu elektrolit. Faktor ini dikemukakan oleh Jacobus Henricus van’t Hoff. Raoult belum memahami penyebab berbedanya perhitungan sifat koligatif untuk larutan non elektrolit dan elektrolit pada konsentrasi molal yang sama. Baru setelah Svante August Arrhenius mengemukakan teori ion, barulah diketahui bahwa zat elektrolit (asam, basa dan garam) akan terionisasi dalam larutannya sehingga memiliki jumlah partikel lebih banyak daripada zat non elektrolit. Suatu elektrolit kuat mempunyai derajat ionisasi sebesar 1 sehingga nilai i akan sama dengan jumlah ionnya. Sementara untuk elektrolit lemah nilai derajat ionisasi antara 0 dan 1 sehingga nilai i tetap dihitung dengan rumus yang ada. Untuk non elektrolit, nilai i dianggap sama dengan 1.
(sumber: http://kimiaagungpurwanto.blogspot.com/2011/05/sifat-koligatif-larutan.html)
III.
METODELOGI a. Alat Alat
1. Gelas ukur ( 1 buah )
2. Termometer (1 buah)
Gambar
3. Stopwatch (1 buah)
4. Tabung reaksi (5 buah)
5. Gelas Beker (2 buah)
6. Penangas (1 buah)
7. Pipet tetes (1 buah)
8. Penjepit (1 buah)
9. Timbangan elektrik (1 buah)
10. Cawan arloji (1 buah)
b. Bahan: 1. Urea
0,6 gr dan 1,25 gr
2. NaCl
0,585 gr dan 1,17 gr
3. Garam dapur
secukupnya
4. Aquades
5ml dan 10 ml
5. Es batu
secukupnya
c. Cara Kerja 1. Menggunakan Aquades
Es batu + garam ± bagian tabung
Aquades 5ml
(penangas) Dimasukkan Dimasukkan Tabung bagian
Dimasukkan
dalam alat
Tabung bagian luar alat (penangas)
(tabung reaksi)
Dibiarkan sampai Aquades membeku Dikeluark Campuran es batu + garam dapur
Diukur Suhu tiap 30 sekon
Sampai Hasil pengamatan
Dicatat
Semua padatan melebur kembali
2. Menggunakan Urea
Urea CO(NH2)2 Dimasukka Dimasukkan Gelas Beker
Aquades 10 ml
Diaduk Larut Diambil 5 ml larutan urea yang sudah dibuat
Tabung reaksi
Dimasukkan ke Dimasukkan Es batu + garam dapur
Gelas beker plastik
Dikeluarkan Tabung reaksi
Diukur Setiap 30 sekon
Hin
a
Padatan lebur kembali Dicatat Hasil penamatan
Dengan : 1. Urea 1,25 gr + 10 ml aquades Diulangi
2. Urea 0.585 gr + 10 ml aquades 3. Urea 1,17 gr + 10 ml aquades
BAB II
DATA PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN Data pengamatan:
Titik Beku Larutan ºC Waktu (s)
Aquades
CO(NH2)2
CO(NH2)2
NaCl
NaCl
0,6 gr
1,25 gr
0,585 gr
1,17 gr
30
0,5
-1,0
-5,5
-3,0
-3,0
60
1,0
-1,0
-5,5
0,0
3,5
90
1,5
-0,5
-5,5
2,0
5,0
120
2,0
0,0
-4,0
3,0
6,0
150
2,5
0,0
-4,0
180
2,5
0,5
-4,0
210
2,5
1,0
-3,0
240
3,0
0,5
0,0
270
3,0
0,0
2,0
300
3,0
0,5
5,0
330
3,0
1,0
360
3,5
2,0
390
3,5
3,0
420
4,0
4,0
450
5,0
4,5
480
5,5
5,0
510
6,0
4,5
540
6,0
-1,0
570
6,0
-0,5
600
6,5
0,5
630
8,0
1,0
660
8,0
2,0
690
8,5
3,0
720
9,5
750
8,0
780
9,0
810
10,0
840
11,0
870
11,5
900
12,5
980
13,0
960
13,5
990
13,5
1020
13,5
1050
13,0
1080
12,0
1110
10,5
1140
4,0
1170
4,0
1200
3,5
1230
4,0
1260
4,0
1290
4,0
1320
4,0
1350
4,5
1380
5,0
4,0
Pembahasan Dalam percobaan penentuan titik beku ini mempunyai tujuan menentukan penurunan titik beku larutan urea dan larutan NaCl dengan menggunakan massa yang berbeda beda. Mula mula mengambil alat dan bahan yang akan digunakan. Alat dan bahan yang digunakan dalam penentuan titik beku ini antara lain : untuk alat yaitu gelas ukur 1 buah yang digunakan untuk mengukur volume. Thermometer 1 buah untuk mengukur
suhu. Stopwatch 1 buah untuk mencatat waktu. Tabung reaksi 4 buah yang digunakan sebagai tempat larutan. Gelas beker 2 buah yang digunakan usebagai tempat larutan dan untuk meletakkan tabung reaksi saat dikeluarkan dari penangas. Penangas 1 buah digunakan sebagai tempat pendingin yang didalamnya dimasukkan es batu dan garam dapur. Pipet tetes 1 buah untuk mengambil larutan. Timbangan elektrik 1 buah yang digunakan untuk menimbang bahan. Cawan arloji 1 buah digunakan untuk tempat bahan saat di timbang. Sedangkan bahan yang digunakan antara lain urea (CO(NH2)2) dengan masa 0,6 gram dan 1,25 gram. Nacl 0,585 gram dan 1,17 gram. Aquades 5-10 ml. Garam dapur secukupnya. Es batu secukupnya. Percobaan pertama, mengambil aquades sebagai pelarut murni sebanyak 5 ml dengan gelas ukur. Kemudian dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Tabung reaksi sebagai tabung bagian dalam alat. Kemudian dimasukkan kedalam penangas yang sebelumnya telah diisi bongkahan es batu dengan ½ dari tinggi penangas dan garam dapur. Penangas sebagai tabung bagian luar alat. Tunggu sampai aqudes membeku. Aquades dikeluarkan setelah membeku. Sebelum diangkat dari penangas terlebih dahulu aquades yang telah membeku di ukur suhu nya untuk mencari suhu konstan dengan menggunakan thermometer. Setelah suhunya konstan tabung reaksi di keluarkan dari penangas dan diletakkan pada gelas beker. Kemudian mengukur suhunya setiap 30 detik sekali menggunakan stopwatch hingga aquades yang tadinya membeku berubah lagi menjadi cair (melebur). Untuk percobaan ke dua yaitu dengan menggunakan urea. Awalnya menimbang urea dengan timbangan listrik yang ditempatkan pada cawan porselen. Kemudian meletakkan (CO(NH2)2) dengan masa 0,6 gram. Kemudian mengambil lagi aquades 10 ml dengan gelas ukur. Urea dan aquades di masukkan kedalam gelas beker. Setelah itu diaduk aduk atau digoyang goyangkan sampai larut. Setelah larut dituangkan ke dalam tabung reaksi sebanyak 5ml. Kemudian di masukkan ke dalam penangas yang telah terisi ½ bongkahan es batu dan garam dapur tadi. Tun ggu sampai urea dan aquades membeku. Setelah membeku di ukur dulu suhu konstannya dengan thermometer barulah di keluarkan dari penangas. Setelah itu diletakkan di gelas beker untuk mengukur suhunya setiap 30 detik sekali dengan menggunakan stopwatch hingga urea dan aquades yang tadinya membeku hingga melebur kembali.
Untuk percobaan ke tiga, empat, dan lima langkah langkahnya sama dengan percobaan yang kedua. Hanya saja massa dari tiap tiap bahan diganti. Massa urea yang tadinya 0,6 gram di ubah menjadi 1,25 gram. Sedangkan untul NaCl yang tadinya bermasa 0, 585 gram berubah menjadi 1,17 gram yang telah di timbang. Sehingga diperoleh larutan urea dan NaCl dengan konsentrasi yang berbeda. Pada percobaan ini penambahan garam dapur pada es batu dimaksudkan agar nilai Ksp es batu berubah sehingga proses pencairan es batu menjadi lebih lambatdan suhu es batu tetap terjaga (tidak berubah secara drastis). Dari kelima percobaan ini didapat kan suhu yang acak (suhunya berubah ubah). Maka untuk menghitung penurunan titik beku larutan diambil suhu yang konstan. Sehingga di dapatkan titik beku dari masing-masing larutan menurut perhitungan sebagai berikut : A. Pada urea (CO(NH2)2) 0,6 gram
B. Pada urea (CO(NH2)2) 1,25 gram
C. Pada NaCl 0,585 gram
D. Pada NaCl 1,17 gram
Hasil percobaan:
No.
Zat Terlarut
Titik beku
Rumus
Massa
Molalitas
Air
Larutan
1.
CO(NH2)2
0,6 gr
1
0ºC
-1ºC
2.
CO(NH2)2
1,25 gr
2,083
0ºC
-5,5 ºC
3.
NaCl
0,585 gr
1
0ºC
-3 ºC
4.
NaCl
1,17 gr
2
0ºC
-3 ºC
Dari data titik beku antara perhitungan dan percobaan sangat berbeda. Hal tersebut dapat di sebabkan karena tingkat kebekuan yang kurang membeku, pengambilan sampel yang kurang tepat, kurangnya ketelitian praktikan saat
membaca thermometer, saat tabung reaksi di penangas di pegang pegang dengan tangan sehingga suhu nya tidak stabil.
BAB III KESIMPULAN 1. Dapat menentukan titik beku larutan urea dengan NaCl. 2. Titik beku yang dimiliki tiap tiap larutan berbeda beda tergantung jenis larutan dan pelarutnya. 3. Titik beku larutan lebih rendah daripada titik beku pelarut murni. 4. Besarnya titik beku larutan tidak tergantung pad a jenis zat terlarut, tapi hanya tergantung pada jumlh partikel zat terlarut. 5. Besarnya dipengaruhi oleh banyaknya zat yang terlarut (konsentrasinya)
DAFTAR PUSTAKA http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_x/sifat-koligatif-larutan Tim
Kimia
Dasar
I.
Buku
Petunjuk
Praktikum
Kimia
Dasar
I.2011.Surakarta;Lab.FMIPA UNS Rahardjo, Sentot.2007.Panduan Belajar Kimia 3. PT . Wangsa Jatra Lestari. PajangKartasura http://id.wikipedia.org/wiki/Sifat_koligatif_larutan http://kimiaagungpurwanto.blogspot.com/2011/05/sifat-koligatif-larutan.html
Mengetahui, Asisten Pembimbing
Dewi Nur Rita
Surakarta, 16 November 2011 Praktikan
Ita Permadani M0311040
LAMPIRAN
hasil perhitungan
1. Pada urea (CO(NH2)2) 0,6 gram
2. Pada urea (CO(NH2)2) 1,25 gram
3. Pada NaCl 0,585 gram
4. Pada NaCl 1,17 gram
