1. Judul Praktikum
: Hubungan Titik Didih dengan Konsentrasi
2. Hari/tanggal Praktikum
: Rabu, 28 Desember 2011
3. Mata Kuliah
: Kimia Dasar
4. Praktikum Ke
: Delapan
A. Tujuan : Untuk mengetahui apakah ada hubungan antara titik didih dengan konsentrasi
pada larutan.
B. Prinsip Apabila zat padat yang tidak mudah menguap dilarutkan dalam pelarut, maka tekanan uap akhirnya akan turun sehingga titik didih larutan akan naik dan titik bekunya akan turun dibandingkan dengan pelarut murni.
C. Dasar Teori Titik didih adalah suhu (temperatur) dimana tekanan uap sebuah zat cair sama dengan tekanan eksternal yang dialami oleh cairan. Berdasarkan nilai titik didih zat terlarut, larutan dapat dibagi dua yaitu titik didih zat terlarut lebih kecil daripada pelarutnya sehingga zat terlarut lebih mudah menguap O2, NH2, H2S dan alkohol didalam air. Yang kedua yaitu zat terlarut lebih besar daripada pelarutnya dan jika dipanaskan pelarut yang lebih dulu menguap. Kenaikan titik didih larutan bergantung pada jenis pelarut dan konsentrasi larutan, tidakbergantung pada jenis zat terlarutnya. Untuk larutan yang sangat encer, trekanan uap zat terlarut dapatdiabaika, sehingga yang mempengaruhi titik didih larutan hanya pelarutnya.
Berlawanan dengan penurunan titik beku larutan. Kenaikan titik didih larutan merupakan fenomena meningkatkan titik didih suatu pelarut disebabkan adanya zat terlarut didalam pelarut tersebut. Ini berarti bahwa titik didih pelarut akan lebih kecil jika dibandingkan dengan titik larutan. Sebagai contoh titik didih air murni adalah 100 C jika kita melarutkan gula atau garam dapur ke dalam air maka titik didihnya akan lebih dari 100 C. Bagaimana Kita Mengukur Kenaikan Titik Didih Larutan?
Kenaikan titik didih larutan merupakan salah satu sifat koligatif larutan, Untuk menghitung perubahan titik didih larutan maka kita bisa menggunakan persamaan berikut ini: Tb = Kb. m . i
sedangkang titik didih larutan dicari dengan persamaan, Tb = Tpelarut + Tb
dimana : Tb= penurunan titik beku larutan Tb = titik beku larutan m = molalitas larutan Kb = konstanta titik beku pelarut i = Faktor Van’t Hoff Di bidang themodinamika konstanta titik beku pelarut, Kb lebih dikenal dengan istilah “Konstanta Ebulioskopik“. Ebulioskopik berasal dari bahasa Yunani yang artinya “mendidih”.
Faktor
Van’t Hoff (i)
adalah parameter untuk mengukur seberapa besar zat terlarut
berpengaruh terhadap sifat koligatif (penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmotik). Faktor Van’t Hoff dihitung dari besarnya konsentrasi
sesunguhnya zat terlarut yang ada di dalam larutan dibanding dengan konsentrasi zat terlarut hasil perhitungan dari massanya. Untuk zat non elektrolit maka vaktor Van’t Hoffnya adalah 1 dan nonelektrolit adalah sama dengan jumlah ion yang terbentuk didalam larutan. Faktor Van’t
Hoff secara teori dapat dihitung dengan menggunakan rumus: i = 1 + (n-1)?)
dengan ? adalah derajat ionisasi zat terlarut dan n jumlah ion yang terbentuk ketika suatu zat berada didalam larutan. Data nilai Kf beberapa pelarut adalah sebagai berikut:
Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang tidak bergantung pada jenis zat terlarut [1]
tetapi hanya bergantung pada konsentrasi pertikel zat terlarutnya . Sifat koligatif larutan terdiri dari dua jenis, yaitu sifat koligatif larutan elektrolit dan sifat koligatif larutan nonelektrolit Titik didih zat cair adalah suhu tetap pada saat zat cair mendidih. Pada suhu ini, tekanan [4]
uap zat cair sama dengan tekanan udara di sekitarnya . Hal ini menyebabkan terjadinya [4]
penguapan di seluruh bagian zat cair. Titik didih zat cair diukur pada tekanan 1 atmosfe r . Dari [4]
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
[4]
peristiwa penguapan partikel - partikel pelarut . Oleh karena itu, penguapan partikel - partikel [4]
pelarut membutuhkan energi yang lebih besar . Perbedaan titik didih larutan dengan titik didih [4]
pelarut murni di sebut kenaikan titik didih yang dinyatakan dengan (Δ Tb) . Persamaannya
dapat ditulis:
ΔTb = Tblarutan − Tbpelarut
Keterangan : ΔTb = kenaikan titik didih
kb = tetapan kenaikan titik didih molal m = massa zat terlarut Mr = massa molekul relatif
Tabel Tetapan Kenaikan Titik Didih (Kb) Beberapa Pelarut
Pelarut
Titik Didih Tetapan (Kb)
Aseton
56,2
1,71
Benzena
80,1
02,53
Kamfer
204,0
05,61
Karbon tetraklorida 76,5
04,95
Sikloheksana
80,7
02,79
Naftalena
217,7
05,80
Fenol
182
03,04
Air
100,0
00,52
titik didih adalah suhu dimana terjadi perubahan wujud dari cair menjadi uap (gas). normalnya titik didih zat cair terjadi pada suhu dimana tekanan uapnya adalah 1 atm. Titik didih larutan lebih tinggi dibandingkan dengan titik didih pelarut murninya. Jadi apabila kita membandingkan titik didih air murni dengan larutan gula maka titik didih larutan gula akan lebih tinggi dibandingkan dengan titik didih air murni. Hal ini dapat disimpulkan sebagai berikut, Pelarut + zat terlarut non-volatil didih
menjadi
lebih
larutan tinggi
tekanan uapnya rendah dibandingkan
pelarut
Dari sini muncul istilah kenaikan titik didih larutan yang dirumuskan sebagai,
dimana:
titik murni
Konsentrasi
Konsentrasi larutan didefinisikan dengan salah satu dari ungkapan berikut: Ungkapan konsentrasi 1. persen massa (%) = (massa zat terlarut/ massa larutan) x 100 -3
2. molaritas (konsentrasi molar) (mol dm ) = (mol zat terlarut)/(liter larutan) -1
3. molalitas (mol kg ) = (mol zat teralrut)/(kg pelarut) Tekanan uap
Tekanan uap cairan adalah salah satu sifat penting larutan. Tekanan uap larutan juga penting dan bermanfaat untuk mengidentifikasi larutan. Dalam hal sistem biner, bila komponennya mirip ukuran molekul dan kepolarannya, misalnya benzen dan toluen, tekanan uap larutan dapat diprediksi dari tekanan uap komponennya. Hal ini karena sifat tekanan uap yang aditif. Bila larutan komponen A dan komponen B dengan fraksi mol masing-masing adalah xA dan xB berada dala kesetimbangan dengan fasa gasnya tekanan uap masing-masing komponen sebanding dengan fraksi molnya dalam larutan. Tekanan uap komponen A, pA,diungkapkan sebagai: 0
pA = pA xA … 0
pA adalah tekanan uap cairan A murni pada suhu yang sama. Hubungan yang mirip juga berlaku bagi tekanan uap B, p B. Hubungan ini ditemukan oleh kimiawan Perancis Francois Marie Raoult (1830-1901) dan disebut dengan hukum Raoult. Untuk larutan yang mengikuti hukum Raoult, interaksi antara molekul individual kedua komponen sama dengan interaksi antara molekul dalam tiap komponen. Larutan semacam ini disebut larutan ideal. Gambar 7.6 menunjukkan tekanan uap larutan ideal sebagai fungsi konsentrasi zat teralrut. Tekanan total campuran gas adalah jumlah p A dan pB, masing-masing sesuai dengan hukum Raoult.
Gambar Tekanan total dan parsial larutan ideal. Larutan ideal dan nyata
Sebagaimana juga perilaku gas nyata berbeda dengan perilaku gas ideal, perilaku larutan nyata berebeda dengan perilaku larutan ideal, dengan kata lain berbeda dari hukum Raoult. Gambar (a) menunjukkan kurva tekanan uap sistem biner dua cairan yang cukup berbeda polaritasnya, aseton Me2CO dan karbon disulfida CS2. Dalam hal ini, penyimpangan positif dari hukum Raoult (tekanan uap lebih besar) diamati. Gambar (b) menunjukkan tekanan uap sistem biner aseton dan khloroform CHCl 3. Dalam kasus ini, penyimpangan negatif dari hukum Raoult diamati. Garis putus-putus menunjukkan perilaku larutan ideal. Peilaku larutan mendekati ideal bila fraksi mol komponen mendekati 0 atau 1. Dengan menjauhnya fraksi mol dari 0 atau 1, penyimpangan dari ideal menjadi lebih besar, dan kurva tekanan uap akan mencapai minimum atau maksimum.
Gambar Tekanan total dan parsial larutan nyata (25°C). Penyebab penyimpangan dari perilaku ideal sebagian besar disebabkan oleh besarnya interaksi molekul. Bila pencampuran komponen A dan B menyebabkan absorpsi kalor dari lingkungan (endoterm), interaksi molekul antara dua komponen lebih kecil daripada pada masing-masing komponen, dan penyimpangan positif dari hukum Raoult akan terjadi. Sebaliknya, bila pencampuran menghasilkan kalor ke lingkungan (eksoterm), penyimpangan negatif akan terjadi. Bila ikatan hidrogen terbentuk antara komponen A dan komponen B, kecenderungan salah satu komponen untuk meninggalkan larutan (menguap) diperlemah, dan penyimpangan negatif dari hukum Raoult akan diamati. Kesimpulannya, penyebab penyimpangan dari hukum Raoult sama dengan penyebab penyimpangan dari hukum gas ideal. Kenaikan titik didih dan penurunan titik beku
Bila dibandingkan tekanan uap larutan pada suhu yang sama lebih rendah dari tekanan uap pelarutnya. Jadi, titik didih normal larutan, yakni suhu saat fasa gas pelarut mencapai 1 atm, harus lebih tinggi daripada titik didih pelarut. Fenomena ini disebut dengan kenaikan titik didih larutan.
Dengan menerapkan hukum Raoult pada larutan ideal, kita dapat memperoleh hubungan berikut: 0
0
pA = pA xA = pA [nA /(nA + nB)] 0
0
(pA - pA)/ pA = 1 – xA = xB xA dan xB adalah fraksi mol, dan nA dan nB adalah jumlah mol tiap komponen. Persamaan ini menunjukkan bahwa, untuk larutan ideal dengan zat terlarut tidak mudah menguap, penurunan tekanan uap sebanding dengan fraksi mol zat terla rut. Untuk larutan encer, yakni n A + nB hampir sama dengan n A, jumlah mol nB dan massa pada konsentrasi molal m B diberikan dalam ungkapan. xB = nB/(nA + nB) = nB/nA= nB/(1/MA) = MAmB MA adalah massa molar pelarut A. Untuk larutan encer, penurunan tekanan uap sebanding dengan mB, massa konsentrasi molal zat terlarut B. Perbedaan titik didih larutan dan pelarut disebut dengan kenaikan titik didih,
Tb.
Untuk larutan encer, kenaikan titik didih sebanding dengan massa konsentrasi molal zat terlarut B. Tb = Kb mB Tetapan kesebandingan K b khas untuk setiap pelarut dan disebut dengan kenaikan titik didih molal.
Hubungan yang mirip juga berlaku bila larutan ideal didinginkan sampai membeku. Titik beku larutan lebih rendah dari titik beku pelarut. Perbedaan antara titik beku larutan dan pelarut disebut penurunan titik beku,
Tf . Untuk larutan encer penurunan titik beku akan
sebanding dengan konsentrasi molal zat terlarut m B
Tf = Kf mB Tetapan kesebandingannya K b khas untuk tiap pelarut dan disebut dengan penurunan titik beku molal. Tabel Kenaikan titik didih dan penurunan titik beku molal.
Pelarut
titik didih (°C)
Kb
Pelarut
titik beku (°C)
Kf
CS2
46
2.40
H2O
0
1.86
1,69
Benzen
5,1
5,07
Benzen
79,8
2,54
asam asetat
16,3
3,9
H2O
100
0,51
Kamfer
180
40
aseton 55,9
Di Tabel ini beberapa nilai umum kenaikan titik didih dan penurunan titik beku molal diberikan. Dengan menggunakan nilai ini dan persamaan dimungkinkan untuk menentukan massa molar zat terlarut yang belum diketahui. Kini, penentuan massa molekul lebih mudah dilakukan dengan spektrometer massa. Sebelum spektrometer massa digunakan dengan rutin, massa molekul umumnya ditentukan dengan menggunakan kenaikan titik didih atau penurunan titik beku. Untuk kedua metoda, derajat kesalahan tertentu tak terhindarkan, dan keterampilan yang baik diperlukan agar didapatkan hasil yang akurat.
D. Alat dan Bahan
Bunsen
Pipet ukur
Gelas ukur
Gelas kimia
Kasa asbes
Kaki tiga
Termometer
Larutan
E. Prosedur Kerja 1. Siapkan larutan NaCl 60 % 2. Encerkan masing-masing menjadi 12%, 13% dan 16% 3. Panaskan dan catat titik didihnya 4. Buat grafik
F. Data Pengamatan
Grafik Hubungan Konsentrasi dengan titik didih : 95.5 95 94.5 94 93.5 93 92.5 92 91.5 91 90.5 12%
13%
16%
G. Perhitungan Perhitungan pengenceran larutan NaCl dari NaCl 60%
1. Larutan NaCl 12% V1 . K1
= V2 . K2
V1 . 60% = 50 . 12% V1 = 10 mL
Jadi, 10 mL NaCl 60% dalam 40 mL aquadest 2. Larutan NaCl 13% V1 . K1
= V2 . K2
V1 . 60% = 50 . 13% V1 = 10,83mL Jadi, 10,83 mL NaCl 60% dalam 39,17 mL aquadest
3. Larutan NaCl 16% V1 . K1
= V2 . K2
V1 . 60% = 50 . 16% V1 = 10 mL Jadi, 13,33 mL NaCl 60% dalam 36,67 mL aquadest
H. Pembahasan NaCl yang semakin besar disebabkan oleh penambahan komposisi solute (NaCl)
dalam larutan. Semakin besar komposisi solute maka mol dari larutan juga semakin tinggi. Akibatnya fraksi mol pun demakin tinggi sehingga tekanan parsialnya semakin tinggi, seperti percobaan ini sesuai dengan hukum Roult. Adapun bunyi hukum, ”semakin banyak zat yang terlarut di dalam larutan, maka semakin besar pula titik didihnya”. 0
Dari hasil pengamatan titik didih larutan <100 C disebabkan kadar kemurnian
NaCl yang tercampur dalam larutan sudah berkurang sehingga Tb larutan atau 0
titik didih larutan tersebut tidak mencapai 100 C. 0
Menurut teori diketahui bahwa titik didih NaCl adalah 1465 K, sehingga dapat
dilihat bahwa NaCl memiliki titik didih lebih tinggi dari akuades (titik didih 0
akuades : 373 K).
I.
Kesimpulan Dari hasil praktikum yang kami lakukan, kami bisa menentukan suhu titik didih
dari suatu larutan garam. Data yang kami dapat adalah senagai berikut 0
No
Konsentrasi (%)
Titik Didih ( C)
1
12 %
92 C
2
13 %
93 C
3
16 %
95 C
0
0
0
Semakin besar konsentrasi dan jumlah NaCl (solute non volatile) yang digunakan
maka tekanan uap parsial dari akuades (solvent) akan turun sehingga titik didih dan kenaikan titik didih larutan akan semakin tinggi.
J.
Daftar Pustaka 1. http://putradnyana-kimia.blogspot.com/2010/08/rpp-1-sifat-koligatif-larutanxii1.html 2. source by : http://www.chem-istry.org/materi_kimia/kimia_dasar/cairan_dan_larutan/larutan/ 3. Laboratorium Dasar Proses Kimia - –TGP FTUI: Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika (28) 4. kenaikan titik didih larutan, Sifat Koligatif Larutan http://belajarkimia.com/2010/07/ kenaikan-titik-didih-larutan/ 5. Kimia.Penulis Nana Sutresna.Penerbit PT Grafindo Media Pratama 6. Praktis Belajar Kimia.Penulis Imam Rahayu.Penerbit PT Grafindo Media Pratama 7. Cerdas Belajar Kimia.Penulis Nana Sutresna.Penerbit PT Grafindo Media Pratama. 8. Kimia Sma.Penerbit Galangpress Group. 9. Kimia SMA/MA Kls XII (Diknas).Penulis Suyatno.Penerbit Grasindo. 10. Jago Kimia SMA. Penulis Esvandiari. Penerbit Niaga Swadaya. 11. http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Rima_Nurmalasari_060505/kenai kan_titik_didih_larutan.html
