PERCOBAAN 10 LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA I PENENTUAN KALOR PEMBAKARAN ZAT
Dosen Pengampu Matakuliah Dr. Nazriati, M.Si Dr. Hj. Fauziatul Fajaroh, M.Si
Oleh : Kelompok 2 / OFFERING C 1. Ahmat Fanani
(160331605670 )
2. Siti Rochmawati
(160331605646) *
3. Wendri Kusuma
(160331605636) (160331605636)
LABORATURIUM KIMIA FISIKA JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MALANG APRIL 2018
A. TujuanPercobaan
Setelah melakukan percobaan diharapkan mahasiswa dapat menghitung kelarutan elektrolit yang bersifat sedikit larut, la rut, dan menghitung panas pelarutan PbCl2 dengan menggunakan sifat kebergantungan Ksp padasuhu.
B. DasarTeori
Kelarutan merupakan jumlah zat yang terlarut yang dapat larut dalam sejumlah pelarut sampai membentuk membentuk larutan jenuh. Sedangkan hasil kali kelarutan merupakan hasil akhir yang dicapai oleh hasil kali ion ketika kesetimbangan tercapai antara fase padat dari garam yang hanya sedikit larut dalam larutan tersebut (syukri, 1999). Hasil kali kelarutan (Ksp) senyawa dapat ditentukan dari percobaan laboratorium dengan mengukur kelarutan (massa senyawa yang dapat larut dalam tiap liter larutan) sampai keadaan tepat jenuh. Hasil kali konsentrasi dari ion-ion pembentuknya untuk setiap suhu tertentu adalah konstan, dengan konsentrasi ion dipangkatkan bilangan yang sama dengan jumlah masing-masing ion yang bersangkutan.Untuk bersangkutan.Untuk ion yang terlibatdalam proses pelarutan, berarti bahwa konsentrasi yang lebih tinggi harus terjadi sebelum kesetimbangan tercapai dengan kata lain kelarutanakan meningkat (Oxtoby, 2001). Jika konsentrasi ion total dalam larutan meningkat, gaya tarik ion menjadi lebih nyata dan aktivitas (konsentrasi efektif) menjadi lebih kecil dibandingkan konsentrasi stoikhiometri atau terukurnya. Berdasarkan hal tersebutlah sehingga percobaan ini dilakukan.Perhatikan persamaan reaksi. Timbal klorida (PbCl 2) sedikit larut dalam air.Kesetimbangan yang terjadi pada larutan PbCl2 jenuh dapat ditulis sebagaiberikut: PbCl2 ( s) s) ↔ Pb2+ (aq (aq)) + 2Cl- (aq (aq)) Konstanta kesetimbangan termodinakika untuk persamaan reaksi di atas adalah :
+)(− ) ( (()) Karena aktivitas padatan murni sama dengan satu, maka persamaan di atas dapat disederhanakan menjadi : Ksp = (a (aPb2+)(a )(aCl-)2 Dalam larutan encer, aktivitas dapat dianggap sama dengan konsentrasi konsentrasi dalam satuan molar. NilaiKsp di atas dikenal sebagai konstanta hasil kali kelarutan PbCl 2.
C. Metodologi
Alat : 1. Rak tabung reaksi 2. Sepuluh buah tabung reaksi 3. Labu Erlenmeyer 250 mL untuk digunakan sebagai penangas 4. Dua buah buret 50 mL 5. Pembakar spiritus (bunsen) 6. Kaki tiga 7. Kasa 8. Termometer Bahan : 1. 0,075 M Pb(NO 3)2 2. 1.0 M KCL Prosedur percobaan : 1. Ditempatkan larutan Pb(NO3)2 dan KCl pada dua buret yang berbeda 2. Disiapkan larutan seperti tabel dibawah ini dengan cara : pertama-tama menambahkan 10 mL 0,079 M Pb(NO 3)2 kemudian
ditambahkan
KCl
sebanyak
kedalam tiap tabung reaksi,
yang
dicantumkan.
Pada
saat
pencampuran dan setelah pencampuran tanbung reaksi harus dikocok. Dibiarkan selama 5 menit dan diamati apakah sudah terbentuk endapan atau belum. Ditulis hasil pengamatan pada tabel 3. Berdasarkan hasil yang diperoleh, langkah diatas diulangi untuk menentukan banyaknya volume KCl 1,0 M yang dapat menyebabkan men yebabkan terbentuknya endapan sampai ketelitian 0,1 mL. Hasil pengamatan dicatat pada tabel 4. Pada tabung reaksi yang lain, disiapkan larutan 5. Campuran ditempatkan dalam penangas labu erlenmayer ketika penangas dipanaskan termometer digunakan untuk mengaduk larutan secara perlahanlahan. Kecepatan penangas kira-kira 1°C per menit. Dicatat suhu ketika endapan tepat larut. Dilakukan hal yang sama untuk campuran-campuran lain, semua hasil dicatat pada tabel.
D. Data Pengamatan
Table 10.1 Volume 0,075 M
Volume 1,0 M KCl
Pembentukan endapan
Pb(NO3)2(mL)
(mL)
(sudah atau belum)
1
10,00
0,50
Belum
2
10,00
1,00
Sudah (sedikit)
3
10,00
1,1
Sudah
4
10,00
1,2
Sudah
5
10,00
1,3
Sudah
6
10,00
1,4
Sudah
7
10,00
1,5
Sudah
No
Table 10.2 Volume 0,075 M
Volume 1,0 M KCl
Pembentukan endapan
Pb(NO3)2(m
(mL)
(sudah atau belum)
10,00
1,00
Sudah (sedikit)
37
10,00
1,1
Sudah
46
10,00
1,2
Sudah
54
10,00
1,3
Sudah
60
10,00
1,4
Sudah
66
10,00
1,5
Sudah
72
Suhu (°C)
L)
E. Analisis Data dan Pembahasan Pembahasan Campuran 1 Konsentrasi Pb2+ dan Cl pada penambahan 1,00 mL larutan KCl 1,0 M ke dalam larutan 0,075 M Pb(NO 3)2 10,00 mL
M Pb(NO3)2 = 0,075 M
V Pb(NO3)2 = 10,00 mL
M KCl
V KCl
= 1,0 M
= 1,00 mL
Pb( Pb(NO) NO) x V Pb(NO) = 0,0 0,00 = 0, . = 0,068182 M (0,00 +,00 ) C x V C= ,0 x ,00 L = ,00 . = 0,090909 M [Cl ] = ,0 [Pb2+] = -
Ksp = [Pb2+][Cl-] = [0,068182][ 0,090909]2 = 0,000563 M Campuran 2 Konsentrasi Pb2+ dan Cl pada penambahan 1,10 mL larutan KCl 1,0 M ke dalam larutan 0,075 M Pb(NO 3)2 10,00 mL
M Pb(NO3)2 = 0,075 M
V Pb(NO3)2 = 10,00 mL
M KCl
V KCl
= 1,0 M
= 1,10 mL
Pb( Pb(NO) NO) x V Pb(NO) = 0,0 0,00 = 0, . = 0,067568 M (0,00 +. ) , C x V C= ,0 x , L = , . = 0,099099 M [Cl ] = ,0 ,0 [Pb2+] = -
Ksp = [Pb 2+][Cl-] = [0,067568][ 0,099099]2 = 0,000664 M
Campuran 3 Konsentrasi Pb2+ dan Cl pada penambahan 1,20 mL larutan KCl 1,0 M ke dalam larutan 0,075 M Pb(NO 3)2 10,00 mL
M Pb(NO3)2 = 0,075 M
V Pb(NO3)2 = 10,00 mL
M KCl
V KCl
= 1,0 M
= 1,20 mL
Pb(NO) x V Pb(NO) = 0,0 0,00 = 0, . = 0,066964 M (0,00 +,0 ) .0 C x V C= ,0 x , L = ,0 . = 0,107143 M [Cl ] = ,0 ,0 [Pb2+] = -
Ksp = [Pb 2+][Cl-] = [0,066964][ 0,107143]2 = 0,000769 M Campuran 4 Konsentrasi Pb2+ dan Cl pada penambahan 1,30 mL larutan KCl 1,0 M ke dalam larutan 0,075 M Pb(NO 3)2 10,00 mL
M Pb(NO3)2 = 0,075 M
V Pb(NO 3)2 = 10,00 mL
M KCl
V KCl
= 1,0 M
= 1,30 mL
Pb( Pb(NO) NO) x V Pb(NO) = 0,0 0,00 = 0, . = 0,066372M (0,00 +,0 ) ,0 C x V C= ,0 x ,0 L = ,0 . = 0,115044 M [Cl ] = ,0 ,0 [Pb2+] = -
Ksp = [Pb 2+][Cl-] = [0,066372][ 0,115044]2 = 0,000878M Campuran 5 Konsentrasi Pb2+ dan Cl pada penambahan 1,40 mL larutan KCl 1,0 M ke dalam larutan 0,075 M Pb(NO 3)2 10,00 mL
M Pb(NO3)2 = 0,075 M
V Pb(NO3)2 = 10,00 mL
M KCl
V KCl
= 1,0 M
= 1,40 mL
Pb( Pb(NO) NO) x V Pb(NO) = 0,0 0,00 = 0, . = 0,065789 M (0,00 +,40 ) ,40 C x V C= ,0 x ,4 L = ,4 . = 0,122807 M [Cl ] = ,0 ,40 [Pb2+] = -
Ksp = [Pb 2+][Cl-] = [0,065789][ 0,122807]2 =0,000992 M Campuran 6 Konsentrasi Pb2+ dan Cl pada penambahan 1,50 mL larutan KCl 1,0 M ke dalam larutan 0,075 M Pb(NO 3)2 10,00 mL
M Pb(NO3)2 = 0,075 M
V Pb(NO3)2 = 10,00 mL
M KCl
V KCl
= 1,0 M
= 1,50 mL
Pb( Pb(NO) NO) x V Pb(NO) = 0,0 0,00 = 0, . = 0,065217 M (0,00 +,0 ) ,0 C x V C= ,0 x ,0 L = ,0 . = 0,130435 M [Cl ] = ,0 ,0 [Pb2+] = -
Ksp = [Pb2+][Cl-] = [0,065217][ 0,130435]2 =0,00111 M
Tabel Kurva Ksp sebagai fungsi suhu
Cam pura n
Volume 0,075 M Pb(NO3) 2(mL)
Volu
Suhu pelarutan
me
endapan
1,0 M KCl (mL)
°C
K
[Pb2+][Cl-]
Ksp
Log Ksp
1/T (K -1)
1
10,00
1.00
37
310
0,006198
0,000563
-3,24912
0,003226
2
10,00
1,10
46
319
0,006696
0,000664
-3,17812
0,003135
3
10,00
1,20
54
327
0,007175
0,000769
-3,11423
0,003058
4
10,00
1,30
60
333
0,007636
0,000878
-3,05629
0,003003
5
10,00
1,40
66
339
0,008079
0,000992
-3,0034
0,00295
6
10,00
1,50
72
345
0,008507
0,00111
-2,95485
0,002899
Prinsip percobaan ini adalah hasil kali kelarutan. Dalam percobaan ini digunakan dua larutan yaitu Pb(NO 3)2 0,075 M dan KCl 1,0 M yang akan bereaksi membentuk endapan PbCl 2 menurut reaksi berikut:
Pb(NO3)2
+ 2KCl
↔
PbCl2 + 2KNO 3
Endapan PbCl 2 merupakan endapan putih yang sedikit larut dalam air, sehingga untuk melarutkannya diperlukan pemanasan yang bertujuan untuk mempercepat pelarutan. Semakin banyak yang terbentuk maka akan semakin tinggi suhu yang dibutuhkan untuk melarutkan endapan. Adapun pengaruh volume KCl adalah semakin banyak KCl yang digunakan maka akan semakin banyak endapan yang terbentuk, sehingga nilai Ksp semakin kecil.
Kurva Ksp
Kurva Ksp terhadap Suhu 0.0012 0.001 y = 2E-05x 2E-05x - 0.0043 0.0043 R² = 0.9857
0.0008 p s K
0.0006
Series1
0.0004
Linear (Series1)
0.0002 0 300
310
320
330
340
350
Suhu (K)
Kurva log Ksp terhadap 1/T -2.9 0.00285 -2.95
0.0029
0.00295
0.003
0.00305
0.0031
0.00315
0.0032
0.00325
-3 -3.05 p s K g o l
-3.1 -3.15
y = -908.17x -908.17x - 0.3272 0.3272 R² = 0.9965
-3.2 -3.25 -3.3
1/T (K)
Nilai ∆H° dapat dihitung melalui rumus:
ln Ksp =
−∆H° . + konstanta R T atau
log Ksp =
−∆H° . + konstanta ,0 R
Pada grafik log Ksp terhadap 1/T didapatkan didapatkan persamaan garis y = -908,1x -908,1x Sehingga slopenya adalah --908,1 . Dimana:
slope =
-∆H° 2,303 R
-∆H°= slope x 2,303 x R -∆H°= (-908,1 K x 2,303 x 8,314
-∆H°= -17387,52 /mol ∆H°= 17387,52 J/mol ∆H°= 17,39 kJ/mol
Nilai Ksp PbCl2 dapat dihitung melalui rumus:
−∆H° . ,0 R T −17387,52/ = ,0 (,4 ..x 9 )
log Ksp =
log Ksp = -3,05 Ksp= 8,97 x 10 -4
% kesalahan
| ,6 x 0 −,9 x 0| x 100 % = 55,6 % ,6 x 0
J ) mol K
Kelarutan PbCl2 dalam air
s=
√ sp4 x Mr PbCl
Diket Mr PbCl 2 = 278,2 gram mol -1
2
Volume
Nomor Campuran
Volume 1,0 M
0,075M
Ksp
KCl (mL)
Pb(NO3)2
Kelarutan PbCl2 (g/L)
1
10,0
1
0,000563
14,47
2
10,0
1,10
0,000664
15,29
3
10,0
1,20
0,000769
16,06
4
10,0
1,30
0,000878
16,78
5
10,0
1,40
0,000992
17,48
6
10,0
1,50
0,00111
18,15
Kurva Kelarutan PbCl2 dalam Air 20
) 18 L / g16 ( 214 l C12 b P10 n a 8 t u 6 r a l e 4 K 2 0
y = 0.106x 0.106x - 18.499 18.499 R² = 0.9968 Series1 Linear (Series1)
300
310
320
330
340
350
Suhu (K)
F. Kesimpulan
1. Penambahan KCl yang lebih banyak kedalam larutan Pb(NO 3)2 akan menghasilkan endapan yang banyak pula sehingga suhu yang diperlukan semakin besar. Harga Ksp meningkat seiring bertambahnya suhu, sedangkan panas pelarutan tidak dipengaruhi suhu. 2. Nilai Ksp PbCl2 pada percobaan ini adalah 8,97 x 10 -4. 3. Kalor pelarutan PbCl 2 diperoleh ∆H°= 17,39 kJ/mol 4. Persen kesalahan pada perhitungan Ksp adalah 55,6 %
G. Tugas
1. Reaksi PbCl2 (s) ↔Pb ↔Pb2+ (aq) + 2Cl- (aq) bersifat endotermik atau eksotermik? Bersifat endotermik, karena terjadi penyerapan kalor dari sistem ke lingkungan sehingga dibutuhkan suatu energi. Dibuktikan dengan nilai ∆H°= 17,39 kJ/mol 2. Nilai Ksp PbCl2 pada suhu 25°C menurut literatur adalah 1,6 × 10 -5. Apakah perbedaan nilai Ksp yang diperoleh dari percobaan ini dengan nilai Ksp literatur disebabkan kesalahan acak yang terdapat pada percobaan (random (random error )? )? Jika tidak mengapa? Nilai Ksp secara teori berbeda dengan hasil percobaan karena adanya perbedaan kenaikan suhu yang diperoleh.
H. Daftar Pustaka
Daniels et al.1970. Experimental Experimental Physical Chemistry 7 th Ed.New york : Mc Graw Hill
KBK
Kimia
Fisika.2018. Petunjuk Petunjuk
Universitas Negeri Malang
Praktikum
Kimia
Fisika. Fisika.
Malang:
LAMPIRAN
Endapan PbCl 2 yang terbentuk
Larutan Pb(NO3 )2 + KCl
Larutan Pb(NO3 )2 dengan berbagai volume+ KCl
Pemanasan Larutan Pb(NO3 )2 + KCl
