Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta
Penurunan Titik Beku Praktikum Teknik Kimia II
Akhmad Kautsar 2009430003
Mei 2010
JUDUL PERCOBAAN
Penurunan titik beku
PRINSIP PERCOBAAN
Pada umumnya zat terlarut akan menurunkan titik beku pelarut murninya. Dasar ini dapat digunakan untuk menentukan beraat molekul zat terlarut dan derajat ionisasi zat terlarut elektrolit.
Dimana : Kf
= kons konsta tata ta titi titik k bek beku air air
M
= bera beratt molek olekul ul zat zat terl terlar arut ut
g
= berat zat terlarut
G
= be b erat pelarut
Tf
= penurunan titik tik beku
Dimana : Lf
= kalo kalorr pele pelele leh han dala dalam m gram ram zat zat pelar elaru ut
R
= konstanta gas dalam satuan kalori
MAKSUD DAN TUJUAN
Menentukan dan membandingkan titik beku air saat belum diberi zat terlarut dengan saat telah diberi zat terlarut.
TEORI PERCOBAAN
Sifat koligatif koligatif adalah sifat yang disebabkan disebabkan hanya oleh kebersamaan kebersamaan (jumlah (jumlah parti partikel kel)) dan bukan bukan oleh oleh ukuran ukuranya ya (Syukr (Syukri, i, 1999). 1999). Zat terlaru terlarutt mempen mempengar garuhi uhi sifat sifat larutan larutan,, dan besarn besarnya ya pengar pengaruh uh itu bergan bergantun tung g pada pada jumlah jumlah partik partikel el tersebu tersebut. t. Sifat Sifat koligatif larutan dapat dibedakan menjadai dua macam, yaitu sifat larutan nonelektrolit dan elektro elektrolit lit.. Hal itu diseba disebabka bkan n zat terlaru terlarutt dalam dalam larutan larutan elektr elektroli olitt bertam bertambah bah jum jumlah lahny nyaa karen karenaa terur terurai ai menj menjad adii ionion-io ion, n, seda sedang ngka kan n zat terl terlaru arutt pada pada laru laruta tan n nonelektrol nonelektrolit it jumlahnya jumlahnya tetap karena karena tidak terurai menjadi ion-ion, sesuai dengan halhal terseb tersebut ut maka maka sifat sifat koliga koligatif tif laruta larutan n nonelek nonelektro trolit lit lebih lebih rendah rendah daripa daripada da sifat sifat koligatif koligatif larutan larutan elektrolit. elektrolit. Larutan merupakan suatu campuran campuran yang homogen homogen dan dapat dapat berwuj berwujud ud padata padatan, n, maupun maupun cairan. cairan. Akan Akan tetapi tetapi larutan larutan yang yang paling paling umum umum dijump dijumpai ai adalah adalah larutan larutan cair, cair, dimana dimana suatu suatu zat terten tertentu tu dilaru dilarutka tkan n dalam dalam pelaru pelarutt berwujud cairan yang sesuai hingga konsentrasi tertentu (Sastrohamidjojo, 2001). Apabila suatu senyawa nonelekrolit terlarut di dalam pelarut. Sifat-sifat pelarut murni berubah dengan adanya zat terlarut. Sifat-sifat fisika seperti titik didih, titik beku, tekanan uap berbeda dengan pelarut murni. Adanya perubahan ini tergantung pada jumlah partikel-partikel pelarut yang terdapat di dalam larutan. Makin berat larutan, makin rendah titik beku, makin tinggi titik didih. Perubahan hampir sebanding dengan perubahan konsentrasi.
Sifat koligatif koligatif larutan larutan elektrolit elektrolit berbeda berbeda dengan dengan larutan non-elektrolit, non-elektrolit, karena dalam larutan elektrolit terjadi penguraian ion positif dan negatif yang menyebabkan jumlah partikel larutan lebih besar dari pada jumlah partikel senyawa. Perbandingan sifat koligatif larutan elektrolit dengan larutan non-elektrolit untuk konsentrasi yang sama disebut i (faktor van’t Hoff)
i=1+(n–1) α Dimana : n α
= jum jumlah lah ion ion yang ang terb terben entu tuk k = kon kontant anta peng enguraian
Titik lebur dari sebuah benda padat adalah suhu di mana benda tersebut akan berubah wujud menjadi benda menjadi benda cair . Ketika dipandang dari sisi yang berlawanan (dari cair menjadi padat) disebut titik beku. Pada sebagian besar benda, titik lebur dan titik beku biasanya sama. Contoh, titik lebur dan titik beku dari "raksa" adalah 234,32 kelvin (-38,83 °C atau -37,89 °F) °F) Namun, beberapa subtansi lainnya memiliki temperatur beku <--> cair yang berbeda. contohnya "agar-agar", mencair pada suhu 85 °C (185 °F) dan membeku dari suhu 3240°C (89,6 - 104 °F); fenomena ini dikenal sebagai hysteresis. Kita tahu bahwa air murni membeku pada suhu 0 oC, dengan adanya zat terlarut misalnya saja kita tambahkan gula ke dalam air tersebut maka titik beku larutan ini tidak akan sama dengan 0 oC, melainkan akan turun dibawah 0 oC, inilah yang dimaksud sebagai “penurunan titik beku”. Jadi larutan akan memiliki titik beku yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut pelarut murninya. murninya. Sebagai contoh larutan garam dalam air akan memiliki titik beku yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya yaitu air, atau larutan fenol dalam alkohol akan memiliki titik beku yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya yaitu alkohol. alkohol. Hal ini dapat dijelaskan secara termodinamika, contohnya contohnya air murni pada suhu 0 oC. Pada suhu suhu ini air berada pada kesetimbangan antara fasa cair dan fasa padat. Artinya Artinya kecepatan air berubah wujud wujud dari cair ke padat atau sebaliknya sebaliknya
adalah sama, sehingga bisa dikatakan fasa cair dan fasa padat pada kondisi ini memiliki potensial kimia yang sama, atau dengan kata lain tingkat energi kedua fasa adalah sama. Apabila ke dalam air murni kita larutkan garam dan kemudian suhunya kita turunk turunkan an sediki sedikitt demi demi sediki sedikit, t, maka maka dengan dengan berjala berjalanny nnyaa waktu waktu pendin pendingin ginan an maka maka perlahan-lahan sebagian larutan akan berubah menjadi fasa padat hingga pada suhu tertent tertentu u akan akan beruba berubah h menjad menjadii fasa fasa padat padat secara secara keselu keseluruh ruhan. an. Pada Pada umumny umumnyaa zat terlarut lebih suka berada pada fasa cair dibandingkan dengan fasa padat, akibatnya pada saat proses pendinginan berlangsung larutan akan mempertahankan fasanya dalam keadaan cair, sebab secara energi larutan lebih suka berada pada fasa cair dibandingkan dengan fasa padat, hal ini menyebabkan potensial kimia pelarut dalam fasa cair akan lebih lebih renda rendah h (tur (turun un)) seda sedang ngka kan n pote potesn snsi sial al kimi kimiaa pelar pelarut ut dala dalam m fasa fasa pada padatt tida tidak k terpengaruh. Maka Maka akan akan lebih lebih banyak banyak energi energi yang yang diperl diperluka ukan n untuk untuk mengub mengubah ah laruta larutan n menjadi fasa padat karena titik bekunya menjadi lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya. Inilah sebab mengapa adanya zat terlarut akan menurunkan titk beku larutannya. Rumus untuk mencari penurunan titik beku larutan adalah sebagai berikut:
ΔTf = m. Kf Dimana :
Δ Tf = penuruan titik beku m
= molalitas larutan
Kf
= tetapan konstantat titik beku larutan
Tetapan titik beku molal (K f f) Titik beku (oC) 17
K f f (oC) 3,9
C6H6
5,5
5,12
CCl4
-1,29
32
C4H10O
-116,2
1,8
C2H5OH
-114,7
-
C10H8
80,5
6,8
H 2O
0,0
1,86
Pelarut CH3COOH
ALAT DAN BAHAN PERCOBAAN
1) Alat Alat-al -alat at yang yang dig digun unak akan an a. Tabun abung g reak reaksi si b. Labu uk ukur c. Peng Pengad adu uk kaca kaca d. Boto Botoll sem semp prot rot e. Coron rong kaca
2) BahanBahan-bah bahan an yang yang digu digunak nakan an a. Zat Zat sam sampl plee ter terla laru rutt b. Garam ram da dapur c. Batu es d. Urea e. Aquadest
PROSEDUR KERJA
1. Dila Dilaru rutk tkan an 1g samp sample le yang yang tela telah h dise disedi diak akan an deng dengan an 25 ml pela pelaru rutt beru berupa pa aquadest. 2. Disiapkan Disiapkan tabung tabung reaksi reaksi beserta beserta tutup dan thermom thermometer eter yang dimasuk dimasukan an melalui melalui lubang yang tersedia di tengah tutup tabung (seperti pada gambar). 3. Disi Disiap apka kan n beak beaker er glass glass 500 500 ml yang telah telah diisi diisi deng dengan an es dan dan di beri beri gara garam m kasar. 4. Dimasu Dimasukan kan aquade aquadest st yang digunak digunakan an untuk melaru melarutka tkan n zat ke dalam dalam tabung tabung untuk memastikan titik beku aquadest sebagai pelarut. 5. Dila Dilaku kuka kan n dupl duplo, o, lalu lalu dibi dibila lass tabu tabung ng reaks reaksii ters terseb ebut ut deng dengan an laru laruta tan n samp sample le kemudian ulangi langkah yang sama terhadap larutan sample. 6. Catat titik titik beku larutan larutan sample, sample, lalu lalu hitung hitung penurunan penurunan titik titik bekunya. bekunya. Dilakukan Dilakukan secara duplo.
DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
Titik beku aquadest
= 0 oC
Titik beku sampel I
= -3oC
II Rata –rata
= -3oC = -3oC
PEMBAHASAN
Sebagaimana telah kita pelajari sebelumnya bahwa sifat koligatif tergatung pada jumlah jumlah partikel partikel zat terlarut terlarut dan jenis pelarutnya. pelarutnya. Jumlah partikel zat terlarut terlarut sebanding sebanding dengan molalitas zat terlarut dalam pelarut murni, yang dipengaruhi oleh berat molekul dari tiap-tiap zat terlarut. Semakin banyak partikel zat terlarut dalam pelarut murni maka penurunan titik beku larutan dari titik beku pelarut murni semakin besar. Setelah dilakukan percobaan didapatkan bahwa walaupun zat terlarut berbeda jenis, asalakan memiliki jumlah partikel yang dinyatakan dalam mol zat terlarut dalam tiap Kg zat pelarut nya sama seharusnya seharusnya memberikan memberikan penurunan penurunan titik beku yang sama untuk zat pelarut murni yang sama (dalam hal ini air). Namun pada percobaan kali ini sulit didapatkan didapatkan data yang akurat dikarenakan dikarenakan untuk menurunkan menurunkan suhu digunakan digunakan campuran es dan garam yang relatif perubahan suhunya tergantung jumlah es dan waktu, apabila apabila es mencair suhunya suhunya juga berubah. berubah. Dalam percobaan percobaan kali ini juga sulit diamati diamati kapan kapan suhu suhu pertam pertamaa kali kali sampel sampel membek membeku, u, karena karena untuk untuk menget mengetahu ahuii titik titik bekun bekunya ya harus harus mengan mengangka gkatt tabung tabung reaksi reaksi berisi berisi sampel sampel ke permuk permukaan aan es terlebi terlebih h dahulu.
KESIMPULAN
Dari seluruh percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa : 1.
Penu Penuru runa nan n titik titik beku berg bergan antu tung ng pada pada molali molalitas tas zat terl terlaru arutt dan dan konst konstan anta ta titik titik beku dari pelarut murni.
2.
Sifa Sifatt koli koliga gati tiff adal adalah ah sifa sifatt yang yang dise diseba babk bkan an hany hanyaa oleh oleh kebe kebers rsam amaa aan n (jum (jumla lah h partikel) partikel) dan bukan oleh ukurannya. ukurannya. Sifat koligatif tergantung tergantung pada konsentrasi konsentrasi zat terlarut.
3.
Besa Besarr bera beratt mole moleku kull suat suatu u seny senyaw awaa memp mempen enga garu ruhi hi peru peruba baha han n titi titik k beku beku bila bila dibandingkan dengan zat terlarut lain dalam bobot yang sama.
4.
Titik Titik beku beku adal adalah ah suhu suhu pada pada tekan tekanan an P tertent tertentu u di mana mana terja terjadi di peris peristiw tiwaa perubahan wujud zat dari cair ke padat.
5.
Selisi Selisih h antara antara titik titik beku beku pelar pelarut ut murni murni deng dengan an titik titik beku beku laru larutan tan dise disebut but penuru penurunan nan titik beku (Δ Tf = Tfp-Tfl)
6.
Laruta Larutan n elektro elektrolit lit memil memiliki iki titik titik beku beku lebi lebih h rendah rendah diba dibandi nding ng larut larutan an nonel nonelekt ektrol rolit it karena dalam larutan elektrolit terjadi penguraian menjadi ion-ion.
DAFTAR PUSTAKA
Oxtoby, D.W., Gillis, H.P., Nachtrieb, N.H. ( 2001) Prinsip-prinsip Kimia Modern. Edisi ke-4. Jilid 1. Diterjemahkan oleh S.S. Achmadi. Jakarta: Erlangga. Sastrohamidjojo, Hardjono. 2001. Kimia Dasar . UGM, Yogyakarta. Syukri, S. 1999. Kimia Dasar 2 . ITB, Bandung.
