LAPORAN PERCOBAAN 3 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN: PENURUNAN TITIK BEKU
Disusun Oleh: KELOMPOK III
Evi Nurul Ihsan
(26020110110015)
Herdis Syariefudin
(26020110110018)
Galih Eko Nugroho
(26020110120019)
Ikhwan Musaddad Cholid
(26020110120020)
Ika Wulan Santi
(26020110110021)
JURUSAN ILMU KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2010
PERCOBAAN 3 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN: PENURUNAN TITIK BEKU I. Tujuan Percobaan I.1
Mampu menjelaskan pengaruh zat terlarut pada sifat fisik pelarut murni.
I.2
Mampu menentukan konstanta penurunan titik beku suatu pelarut.
I.3
Mampu menentukan berat molekul suatu senyawa.
II.Tinjauan Pustaka II.1 Sistem Larutan Larutan adalah campuran homogen dari molekul atom maupun ion dari dua zat atau lebih. Larutan disebut campuran karena susunannya berubah-ubah. Larutan disebut homogen karena susunannya begitu seragam sehingga tidak dapat diamati adanya bagian-bagian yang berlainan bahkan dengan mikroskop optis sekalipun. Dalam campuran heterogen, permukaan-permukaan tertentu dapat dideteksi antara bagian-bagian atau fase-fase yang terpisah. Meskipun semua campuran fase gas bersifat homogen dan karena itu disebut larutan, molekul-molekulnya begitu terpisah sehingga tak dapat saling menarik dengan efektif. Larutan fase padat sangat dikenal dan sangat berguna. Contoh : - Perunggu ( tembaga dan zink sebagai penyusun utama ) – Emas perhiasan ( biasanya campuran emas dan tembaga ) Biasanya, larutan berfase cair. Salah satu komponen larutan yaitu pelarut harus berfase cair sedangkan zat terlarut dapat berbentuk gas, padatan, atau larutan ( cairan ). ( Keenan, 1990 )
I.1
Sifat Koligatif Larutan
Sifat koligatif karutan adalah sifat-sifat larutan yang hanya ditentukan oleh jumlah partikel dalam larutan dan tidak tergantung kepada jenis partikelnya. ( Sukardjo, 1985 ) Terdapat empat sifat yang berhubungan dengan larutan encer, atau kira-kira pada larutan yang ada. Jadi, sifat-sifat tersebut tidak tergantung pada jenis terlarut. Keempat sifat tersebut ialah penurunan tekanan uap, peningkatan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmotik yang semuanya dinamakan sifat-sifat koligatif. Kegunaan sifat-sifat koligatif banyak dan beragam. Juga, penelitian sifat-sifat memainkan peranan penting dalam metoda penetapan bobot molekul dan pengembangan teori larutan. ( Petrucci, 1987 )
Gambaran Sifat Koligatif ( Chemistry.org, 2009 ) I.1.1
Sifat Koligatif Larutan Elektrolit Pada konsentrasi yang sama, sifat koligatif larutan elektrolit memliki nilai yang lebih besar daripada sifat koligatif larutan non elektrolit. Banyaknya partikel zat terlarut hasil reaksi ionisasi larutan elektrolit dirumuskan dalam faktor Van't
Hoff. Perhitungan sifat koligatif larutan elektrolit selalu dikalikan dengan faktor Van't Hoff : i=1+(n-1)α
* Keterangan : i = faktor Van't Hoff
n = jumlah koefisien kation α = derajat ionisasi
Empat macam sifat koligatif larutan elektrolit adalah: a. Penurunan tekanan uap, DP = i.P0.XA b. Kenaikan titik didih, Dtb = i.kb.m c. Penurunan titik beku, Dtf = i.kf.m d. Tekanan osmose, π= i.M.R.T (http://kimiamifkho.wordpress.com/2009/07/22/sifatkoligatif-larutan-elektrolit/) I.1.2
Sifat Koligatif Larutan Nonelektrolit Sifat larutan berbeda dengan sifat pelarut murninya. Terdapat empat sifat fisika yang penting yang besarnya bergantung pada banyaknya partikel zat terlarut tetapi tidak bergantung pada jenis zat terlarutnya. Keempat sifat ini dikenal dengan sifat koligatif larutan. Sifat ini besarnya berbanding lurus dengan jumlah partikel zat terlarut. Sifat koligatif tersebut adalah – tekanan uap – titik didih
– titik beku – 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. (http://www.scribd.com/doc/39685524/Larutan-Dan-Kelarutan) I.1
Jenis-jenis Sifat Koligatif Larutan I.1.1
Penurunan Tekanan Uap Tekanan uap adalah ukuran kecenderungan molekulmolekul suatu cairan untuk lolos menguap. Makin mudah molekul-molekul cairan uap, makin besar tekanan uapnya. Besarnya tekanan uap bergantung pada jenis zat dan suhu. Suatu zat yang memiliki gaya tarik antara partikelnya relative besar, berarti sukar menguap dan akan mempunyai tekanan uap kecil. Contoh,gula. Sebaliknya zat yang memiliki gaya tarik menarik antara partikelnya lemah, berarti mudah menguap atau atsiri ( volatile ) dan akan mempunyai tekanan uap relatif besar. Contoh, eter. Harga tekanan uap suatu zat juga makin besar bila suhu dinaikkan. Bila ke dalam suatu pelarut dilarutkan zat yang sukar menguap, maka tekanan uap larutannya menjadi lebih rendah daripada tekanan uap pelarut murninya. Hal ini disebabkan pada permukaan larutan terdapat interaksi antar zat terlarut dan pelarut, sehingga laju penguapan pelarut berkurang. Akibatnya tekanan larutan menjadi turun. Selisih antara tekanan uap pelarut murni dengan tekanan uap larutan disebut penurunan tekanan uap ( Δp ). ΔP = P°-P Menurut Roult, jika zat terlarut sukar menguap, maka penurunan tekanan uap larutan sebanding dengan fraksi mol terlarut, sedangkan tekanan uap larutan sebanding dengan fraksi mol pelarut. P
= Xpel . P°
ΔP
= P° - (Xpel . P°)
= P° –(1-Xter)P°
= P°-P°+(Xter . P°) ΔP
= Xter . P° ( Yazid, 2005 )
I.1.2
Kenaikan Titik Didih Titik didih suatu cairan adalah suhu pada saat tekanan uap jenuh cairan itu sama dengan tekanan udara luar. Biasanya yang dimaksud dengan titik didih adalah titik didih normal, yaitu titik didih pada tekanan udara luar 1 atm. Titik didih normal air adalah 100°C. Pada suhu yang sama, adanya solut yang sukar menguap menyebabkan tekanan uap larutan lebih rendah, akibatnya titik didih larutan menjadi lebih tinggi dibandingkan titik didih pelarut murninya. Jika air murni dipanaskan pada 100°C, air tersebut akan mendidih dan tekanan uap permukaannya sebesar 1 atm. Agar larutan mendidih tekanan uap permukaannya harus mencapai 1 atm. Hal ini dapat dilakukan dengan menaikkan suhu larutan.
( Chemistry.org, 2009 ) Keterangan : A
= titik didih air pada suhu 100°C dan tekanan
uap 1 atm B = titik pada 100°C dan tekanan uap kurang dari 1 atm, dimana larutan belum mendidih
C = titik pada tekanan uap 1 atm dan suhu lebih besar dari 100°C, dimana larutan mendidih. Suhu pada saat akan tercapai tekanan uap larutan 1 atm, maka larutan akan mendidih. Harga titik didih ini lebih besar dari 100°C, atau lebih tinggi dari titik didih pelarutnya disebut kenaikan titik didih (ΔTb). ΔTb = Tb - Tb° ΔTb = Kb . m ΔTb = Kb . WM . 1000P Keterangan : Tb°= titik didih pelarut Tb
= titik didih larutan
Kb
= tetapan kenaikan titik didih molekul
M
= berat molekul zat terlarut
W
= massa zat terlarut
P
= massa zat pelarut ( Yazid, 2005 )
I.1.3
Penurunan Titik Beku Titik beku adalah suhu pada saat larutan mulai membeku pada tekanan luar 1 atm. Titik beku normal air adalah 0°C. Jika air murni didinginkan pada suhu 0°C, maka air tersebut akan membeku dan tekanan uap permukaannya sebesar 1 atm. Tetapi, bila kedalamnya dilarutkan zat terlarut yang sukar menguap, maka pada suhu 0°C ternyata belum membeku dan tekanan uap permukaannya lebih kecil dari 1 atm. Supaya larutan membeku tekanan uap permukaannya harus mencapai 1 atm. Hal ini dapat dicapai bila suhu larutan diturunkan. Setelah tekanan uap larutan uap mencapai 1 atm, larutan akan membeku.besarnya titik beku larutan ini lebih rendah dari 0°C atau lebih rendah dari titik beku pelarutnya. Turunnya titik beku larutan dari titik beku pelarutnya disebut penurunan titik beku ( ΔTf ).
Menurut Roult untuk larutan yang sangat encer berlaku: Tf = Kf.m Kf = Tetapan penurunan titik beku molal ( °C/mol )
A : titik beku air pada 0°C dan tekanan uap pada 1 atm B : titik pada 0°C dan tekanan uap kurang dari 1 atm, dimana larutan belum membeku C : titik pada tekanan uap 1 atm dan suhu lebih kecil dari 0°C, dimana larutan membeku. ( Yazid, 2005 ) I.1.4
Tekanan Osmotik Larutan Osmosis adalah suatu perpindahan / merambatnya molekul pelarut dari larutan yang konsentrasinya rendah (encer) menuju larutan yang konsentrasinya tinggi melalui selaput semipermeabel, sedangkan tekanan osmotik adalah besarnya tekanan larutan yang digunakan untuk mempertahankan perpindahan pelarut pada peristiwa osmotik, dirumuskan : π=MRT =grMr×1000PR×T
Larutan-larutan yang mempunyai tekanan osmotik sama disebut isotonik. Larutan yang mempunyai tekanan
osmotik lebih besar disebut hipertonik, sedangkan larutan yang tekanan osmotiknya lebih rendah disebut hipotonik. (Sukardjo, 1985) I.2
Pelarut dan Zat Terlarut Pelarut adalah benda cair atau gas yang melarutkan benda padat, cair atau gas, yang menghasilkan sebuah larutan. Pelarut paling umum digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah air. Pelarut lain yang juga umum digunakan adalah bahan kimia organik (mengandung karbon) yang juga disebut pelarut organik. Pelarut biasanya memiliki titik didih rendah dan lebih mudah menguap, meninggalkan substansi terlarut yang didapatkan. Untuk membedakan antara pelarut dengan zat yang dilarutkan, pelarut biasanya terdapat dalam jumlah yang lebih besar. Zat terlarut adalh komponen yang jumlahnya sedikit dalam larutan. (http://wikipedia.org)
I.3
Pengaruh Zat Terlarut dalam Larutan pada dasarnya larutan merupakan campuran yang homogen sehingagga setiap bagiannya mempunyai perbandingan yang tetap antara zat terlarut dan zat pelarutnya. Zat pelarut mempunyai jumlah lebih banyak dan dapat menguraikan zat terlarut menjadi ukuran lebih kecil atau lebih sederhana. Banyak dijumpai sifat larutan dalam kehidupan sehari-hari, seperti yang ditimbulkan oleh jenis dan kepekatan zat atau jumlah partikel zat terlarutnya. Sifat larutan dapat dibedakan menjadi dua, yaitu: a) Sifat larutan yang ditentukan oleh jenis zat terlarut seperti rasa, warna, viskositas, dan pH. Contoh: larutan gula terasa manis, larutan garam terasa asin. b) Sifat larutan yang ditentukanoleh jumlah partikel zat terlarut dalam larutan. Hal itu bararti larutan yang mempunyai konsentrasi sama akan mempunyai sifat yang sama juga, walaupun jenis zat terlarutnya
berbeda. Sifat larutan tersebut adalah seperti penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmotik. (Suyatno, 2007) I.1
Titik leleh Titik leleh merupakan salah satu sifat fisik yang penting untuk karakterisasi suatu senyawa. Titik leleh ( melting point ) dari suatu senyawa adalah temperatur yang menunjuk tepat pada saat proses transformasi senyawa tersebut antara fasa padat dan cair. ( Wade, 1999 )
I.2
Molalitas Molalitas adalah banyaknya mol zat terlarut yang dilarutkan dalam 1 kg (1000g) pelarut, artinya : Molalitas =mol zat terlarutmassa pelarut (Kg) (Chang,2009)
I.3
Fraksi Mol Lambang x, ukuran banyaknya komponen dalam campuran. Fraksi mol komponen A adalah xA = nAN, dengan nA adalah banyaknya zat A dan N adalah jumlah seluruh zat campuran. ( Daintith, 1994)
I.4
Analisa Bahan I.4.1
Asam Steatrat (CH3(CH2)6COOH) Sifat Kimia : Merupakan asam monoklinik Larut dalam alkohol dan eter Sifat Fisik
:
Berwujud padat/ berupa lemak dan lunak Tidak berwarna Rapat massa 0,847 Titik didih 690C Tidak larut dalam air dan mudah terbakar
Kegunaan
:
Untuk obat-obatan Alat-alat kecantikan
I.4.2
Asam Benzoat (C6H5COOH) Sifat Kimia : Merupak asam monoklinik Mempunyai gaya karboksil lemak yang sedikit larut dalam air. Sifat Fisik
:
Berwujud kristal putih Berat jenis 1,27 Titik leleh 127,40C Titik didih 2490C
Kegunaan
:
Sebagai antiseptik dan pengawet (Daintith, 1994)
I.4.3
H2O (Air) Sifat Kimia :
Dalam fase gas,cair terdiri dari 1 molekul H2O dan sudut H-O-H 1050 Memiliki ikatan Hidrogen
Sifat Fisik
: Tidak berwarna Titik didih 1000C Titik beku 00C Kf =1,86 (Daintith, 1994)
II. Metoda Percobaan II.1 Alat dan bahan
II.1.1 Alat a. kertas saring
h. pengaduk
b. termometer
i. hot plate
c. gelas beaker
j. isolasi
d. penjepit e. penggerus f. tabung reaksi g. neraca/ timbangan II.1.2 Bahan a. Asam Stearat b. Asam benzoat
k. pipa kapiler l.kakitiga m. tabung spiritus n. termostat
c. Air 3.2 Gambar Alat 1. Kertas Saring
2.Termometer
3. Gelas Beaker
1. Penggerus
5. Spiritus
6. Tabung Reaksi
7. Solasi
8. Neraca
9. Pipa Kapiler
10. Pengaduk
11. Penjepit
12. Hot Plate
13. Kaki Tiga
14. Termostat
3.3 Skema Alat penjepit Termometer Tabung reaksi Pipa kapiler
Gelas beker Air
Hot plat
3.4 Skema Kerja 3.4.1 Preparasi Asam stearat Gelas beker
--Penambahan asam benzoatb 0,2 gram --Pemanasan sampai meleleh --Pengadukan --Pendinginan --Penghalusan --Pengamatan Hasil
Asam stearat Gelas beker
--Penambahan asam benzoatb 0,4 gram --Pemanasan sampai meleleh --Pengadukan --Pendinginan --Penghalusan --Pengamatan Hasil
Asam stearat Gelas beker
--Penambahan asam benzoatb 0,6 gram --Pemanasan sampai meleleh --Pengadukan --Pendinginan --Penghalusan --Pengamatan Hasil
3.4.2Pengukuran titik leleh Asam stearat Pipa kapiler
--Pengikatan pipa kapiler --Pengukuran titik leleh sampel Asam stearat Tabung reaksi
--Pemanasan --Pelelehan
--Pengamatan Hasil
I. Data Pengamatan I.1
Hasil Pengamatan No.
Perlakuan
Hasil
1
Preparasi Sampel
Asam stearat
-3gr asam stearat + pemanasan±50℃ + 0,2gr asam benzoat + pengadukan + pendinginan + penghalusan
dipanaskan. Saat ditambah asam benzoat dan diaduk
-3gr asam stearat + pemanasan±50℃ +
sambil didinginkan ,
0,4gr asam benzoat + pengadukan +
mengkristal seperti
pendinginan + penghalusan
lilin berwarna putih
-3gr asam stearat + pemanasan±50℃ + 0,6gr asam benzoat + pengadukan + pendinginan + penghalusan 2
meleleh ketika
namun lebih keras. Lalu dihaluskan seperti bubuk.
Pengamatan Titik Leleh -pengamatan titik leleh 3gr asam stearat
Kristal halus yang
+ 0,2 gr asam benzoat
ada di pipa kapiler
-pengamatan titik leleh 3gr asam stearat + 0,4 gr asam benzoat -pengamatan titik leleh 3gr asam stearat
naik ke permukaan saat gelembung pertama muncul.
+ 0,6 gr asam benzoat
I.2
Perhitungan No
Titik leleh (0C)
Wasam steatrat
Wasam benzoat
(gr)
(gr)
1.
3
0,2
36
2.
3
0,4
34
3.
3
0,6
40
Diket : –
– Tf asam stearat = 69,4 – Tf 1 = 36 – T f 2 = 34 – T f 3 = 40 – m1 = 0,2 – M2 = 0,4 – M3 = 0,6gr – BM asam benzoat = 122
– P = 3 gr
Dit : kf Jawab: a) Kf1 ∆Tf=m.kf Tf asam stearat- Tf1= m1BMx1000Pxkf1 69,4-36=0,2122x10003xkf1 33,4=0,55 x kf1 kf1=60,72 b) Kf2 ∆Tf=m.kf Tf asam stearat- Tf2= m1BMx1000Pxkf2 69,4-34=0,4122x10003xkf2 35,4=1,09 x kf2 kf2=32,47 c) Kf3 ∆Tf=m.kf Tf asam stearat- Tf3= m3BMx1000Pxkf3 69,4-40=0,6122x10003xkf3 29,4=1,64 x kf1 kf1=17,9
I. Pembahasan Kami telah melakukan percobaan “Sifat Koligatif Larutan: Penurunan Titik Beku” dengan tujuan mampu menjelaskan pengaruh zat terlarut pada sifat fisik pelarut murni, mampu mentukan konstata penurunan titik beku suatu pelarut, dan mampu menentukan titik berat molekul suatu senyawa. 5.1 Preparasi Sampel Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh zat terlarut pada sifat fisik pelarut murninya. Percobaan ini dilakukan dengan cara menimbang 3 gr asam stearat (CH3(CH2)6COOH) tiga kali berturut-turut, kemudian penimbangan 0,2 gr; 0,4 gr; dan 0,6 gr asam benzoat (C6H5COOH). Setelah melakukan penimbangan terhadap masing-masing sampel, langkah selanjutnya adalah memanaskan 3 gr asam stearat pada 3
macam beaker glass yang berbeda, sampai meleleh, lalu tambahkan 0,2 gr; 0,4 gr; dan 0,6 gr asam benzoat pada masing-masing beaker glass yang berbeda. Kristalkan larutan tersebut dengan cara melakukan pengadukan, yang bertujuan agar reaksi berjalan dengan cepat (sebagai katalisator). Selain dilakukan pengadukan, katalisator dapat dilakukan dengan cara mencelupkan beaker glass yang berisi larutan asam stearat dengan asam benzoat ke dalam penangas air yang berisi air dingin sampai larutan tersebut mengkristal. 5.2 Pengukuran titik leleh Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui konstanta penurunan titik beku suatu sampel. Setelah dilakukan preparasi sampel hingga didapatkan kristal ( masing-masing dari 3 gr asam stearat + 0,2 gr ,0,4 gr , 0,6 gr asam benzoat), masing-masing kristal tersebut ditumbuk hingga halus agar bisa dimasukkan ke dalam pipa kapiler. Setelah itu mengikat pipa kapiler yang telah berisi kristal dengan tali pada termometer. Hal ini dilakukan melalui dua cara, yaitu dengan menggunakan termostat primer dan termostat sekunder. Pada termostat primer, digunakan gelas beaker untuk pemanasan. Pada gelas beaker dimasukkan aquades dan dipanaskan sampai mendidih. Setelah mendidih, dimasukkan termostat sekunder. Termostat sekunder merupakan tabung reaksi yang kemudian diberi aquades untuk pemanasan. Pada termostat sekunder, dimasukkan termometer yang telah ditempelkan dengan pipa kapiler . Termostat sekunder dimasukkan ke dalam termostat primer dan lakukan pengamatan. Pengamatan dilakukan dengan mengukur suhu dengan melihat gelembung pertama yang muncul pada termostat sekunder. Adapun Kf yang didapatkan melalui pemanasan pada termostat primer adalah sebagai berikut : 1.
3 gr asam stearat + 0,2 gr asam benzoat dengan ∆
Tf=33,4˚C memiliki Kf= 60,72 ℃/mol 2.
3 gr asam stearat + 0,4 gr asam benzoat dengan ∆ Tf =
35,4˚C memiliki Kf= 32,47℃/mol
3 gr asam stearat + 0,6 gr asam benzoat dengan ∆Tf =
3.
29,4˚C memiliki Kf= 17,9℃/mol
I. Kesimpulan dan Saran 6.1 Kesimpulan a. Pada jenis sifat koligatif, pengaruh zat terlarut pada sifat fisik pelarut murni yaitu dengan penambahan zat terlarut terjadi penurunan titik beku pelarut murni. b. Semakin besar massa zat terlarut (asam benzoat) yang dilarutkan dalam zat pelarut (asam stearat) semakin besar pula penurunan titik lelehnya. c. Berat molekul asam benzoat adalah 122gr/mol. 6.2 Saran Sebaiknya, sebelum dan sesudah melakukan percobaan praktikum, alat-alat laboratorium terlebih dahulu dibersihkan agar alat bersih untuk menghindari kesalah pada saat melakukan percobaan.
DAFTAR PUSTAKA Chang, Raymond. 2009. Chemistry. USA: Random House. Daintith, Jhon. 1994. Kamus Kimia Lengkap, Oxford edisi baru. Jakarta: Erlangga. Keenan, Charles. 1990. Ilmu Kimia untuk Universitas, edisi kelima. Jakarta: Erlangga. Petrucci, Ralph. 1987. General Chemistry. Jakarta: Erlangga. Petrucci, Ralph. 1994. Kimia Dasar. Jakarta: Erlangga. Sukardjo. 1985. Kimia Organik. Yogyakarta: Bina Aksara. Suyatno,dkk. 2007. Kimia. Jakarta: Grasindo. Wade.L. G. Jr. 1999. Organic Chemistry. USA: Prentice Hall.
Yazid,Estien. 2005. Kimia Fisika untuk Paramedis.Yogyakarta: CV. Andi Offset.
LAMPIRAN
1. Struktur Asam Stearat
O
CH3 – CH2 (CH2)13 – CH2 – CH2 – C OH Rumus : C17H35COOH 2. Struktur Asam Benzoat
Rumus : C6H5COOH 3. Titik leleh asam stearat menurut literatur adalah 700C.
4. Berat Molekul Asam Stearat dan Asam Benzoat a.Berat Molekul Asam Stearat (CH3(CH2)6COOH) BM =8.Ar C+16.Ar H+2.Ar O =8(12)+16(1)+2(16) =96+16+32
=144 gr/mol b.Berat Molekul Asam Benzoat (C6H5COOH) BM =7.Ar C+ 6.Ar H+ 2.Ar O =7(12)+ 6(1)+ 2(16) =84 +6 +32 =122 gr/mol
LEMBAR PENGESAHAN Semarang, 6 Desember 2009 Praktikan,
Evi Nurul Ihsan
Herdis Syariefudin
26020110110015
26020110110018
Galih Eko Nugroho
Ikhwan Musaddad C.
26020110120019
26020110120020
Ika Wulan Santi 26020110110021 Mengetahui, Asisten
Fitri Mulyani J2C007020
