Laporan Praktikum Kimia Dasar- Penetapan Massa Molar Berdasarkan Penurunan Titik Beku
Laporan Praktikum Kimia Dasar- Penetapan Massa Molar Berdasarkan Penurunan Titik Beku
I. Judul : PENETAPAN MASSA MOLAR BERDASARKAN PENURUNAN TITIK BEKU
II. Hari dan Tanggal :Jumat,5 Desember 2014
III. Tujuan Percobaan :
1. Menetapkan titik beku cairan murni dan titik beku larutan dalam pelarut yang bersangkutan.
2. Menetapkan massa molar dan senyawa yang tidak diketahui berdasarkan penurunan titik beku.
IV. Pertanyaan Prapraktek:
1. Sebanyak 1,20 gr senyawa yang rumusnya C8H8O dilarutkan dalam 15,0ml sikloheksana, C6H12 (rapatan sikloheksana 0,779 gr/mol). Hitunglah molaritas larutan ini!
2. Hitunglah penurunan titik beku ΔTf larutan pada soal no 1, tetapan titik beku molal (Kf) untuk sikloheksana 20,0 Kml.!
3. Asam asetat HC2H3O2 terurai dalam air menjadi H+dan C2H3O2-. Larutan tersebut diberi label 0,100m HC2H3O2 Yang mempunyai titik beku hasil pengukuran -0,190oC. Hitung persentase penguraian HC2H3O2.
Jawaban:
1. Diketahui : m C8H8O =1,20 gr ,v=15ml=15 x 10-3 l
Mr C8H8O= 120. n= = =0,01 mol.
[C8H8O]= = 0,01/ 15 . 10-3= 0,67 M.
2. diketahui: Massa pelarut = 0,779 gr/ml v. p= 15 . 0,779 P=11,685 gr.
Ditanya: ΔTf?
m= x =0,01 mol. X =0,8558 mol/gr.
ΔTf= Kf x m= 20 x 0,8558 mol/gr= 17,12o C
3. Diketahui : CH3COOH CH3COO- +H-
m CH3COOH= 0,1 M Tf=-0,19oC ΔTf= 0 – (- 0,19)= 0,19oC
ΔTf= m Kf i
0,19= 0,1 x 1,86 (1+α(2-1))
0,19=0,186 + (1+ α) %=0,02 x 100 %= 2 %.
(1+ α)=1,02
α= 1,02-1=0,02.
V. Landasan Teori
Penambahan zat terlarut tak atsiri kedalam cairan murni menyebabkan turunnya tekanan uap cairan itu. Ini mengakibatkan turunnya titik beku larutan dan naiknya titik didih larutan bila dibandingkan dengan cairan murninya. Seberapa jauh perubahan ini terjadi hanya bergantung pada banyaknya zat yang dilarutkan, dan pada tingkat disosiasi zat terlarut. Perubahan titik beku dan titik didih tidak berkaitan dengan identitas kimia zat yang bersangkutan. Penurunan tekanan uap,kenaikan titik didih dan penurunan titik beku dikenal sebagai sifat koligatif. Seberapa jauh titik beku menurun dirumuskan:
ΔTf= m Kf
Dengan Kf= tetapan titik beku molal m=konsentrasi larutan (molal)
m=n/gr ΔTf=Kf x
Sewaktu cairan murni mendingin, suhu terus turun sampai cairan mulai membeku. Selama cairan membeku, suhu akan tetap. Jika semua bahan telah baku, suhu akan turun lagi. Jika anda membuat plot suhu terhadap waktu pembekuan, maka titik beku adalah yang ditunjukan pada garis yang datar.
Larutan akan memperlihatkan perilaku pendinginan yang berbeda dengan cairan murni. Suhu larutan akan turun lebih rendah tetapi belum membeku, kemudian suhu menurun perlahan-lahan sewaktu pembekuan berlangsung.
Lewat dingin artinya suhu turun dibawah titik beku lalu naik lagi. Untuk memperoleh titik beku terbaik, tariklah dua garis masing-masing untuk bagian atas dan bawah kurva. Titik potongnya=titik beku (Penuntun Praktikum,2013:52-53).
Berdasarkan nilai titik didih zat terlarut,larutan dibagi menjadi dua yaitu:
1. titik didih zat terlarut < pelarutnya, sehingga zat terlarut lebih mudah menguap contoh: O2,NH3,H2S dan alkohol.
2. titik didih zat terlarut >pelarutnya, jika dipanaskan pelarut lebih mudah menguap contoh: gula, urea,NaCl, dalam H2O.
Larutan ini akan mempunyai sifat koligatif yaitu sifat yang disebabkan oleh kebersamaan ( jumlah partikel dan bukan oleh ukurannya) (Elis,2011).
Ada empat sifat koligatif larutan yaitu:
1. Penurunan tekanan uap jenuh,dari hokum Roult, tekanan uap pelarut murni > tekanan uap pelarut dalam larutan.
ΔP=XBPAO
Dengan ΔP=penurunan tekanan uap pelarut.
XB=fraksi mol zat terlarut.
PAO =tekanan uap pelarut murni.
2.Kenaikan titik didih
ΔTb= Kb x B= MB
MB=
dengan kb= konstanta kenaikan titik didih, mb=kemolalan zat terlarut
wb=massa zat terlarut wa=massa pelarut.
3. Penurunan titik beku.
ΔTf= Kf x B= MB
Dengan ΔTf=penurunan titik beku Kf=konstanta penurunan titik beku
4. tekanan osmosis (π).
Yaitu tekanan yang diberikan kepada larutan sehingga dapat mencegah mengalirnya molekul pelarut memasuki larutan melalui selaput permeable.
π = Mb RT Mb= π=
Dengan : π =tekanan osmosis Mb=kemolalan zat terlarut
R=konstanta gas ideal T= suhu
Titik beku dari suatu cairan atau larutan adalah suhu pada saat tekanan uap cairan (larutan) sama dengan tekanan uap pelarut pada murni. Bila zat padatnya murni berarti k=0. Sehingga ΔTf= Kf x m. bila zatnya tidak murni ada dua kemungkinan:
1. kalau zat padatnya lebih mudah larut dalam pelarut air k <1, jadi (1-k) positif, terterjadilah penurunan titik beku.
2. Kalau zat padatnya lebih mudah larut dalam pelarut padat k>1 jadi (1-k) negatif, terjadilah kenaikan titik beku.
Hal terakhir ini, jarang terjadi dalam keadaan biasa tetapi umum terjadi pada logam-logam dan garam-garam yang membentuk larutan padat
(Birds,Tony, 1993:188).
Penurunan titik beku ΔTf= Kf x m. rumus tersebut dapat dipakai untuk menentukan berat molekul zat terlarut bila w2 gram dalam w, gram pelarut:
m= (Farhan,2013).
Kemolalan (m) adalah banyaknya mol zat terlarut dalam tiap liter larutan. Harga kemolalan dapat ditentukan dengan menghitung mol zat terlarut dan volume larutan. Volume larutan adalah volume zat terlarut dan pelarut setelah bercampur. Apabila larutan cukup encer, maka nilai fraksi mol (xb) sangat kecil. Jadi,konsentrasi dinyatakan dalam molal (m) dengan pengubahan sebagai berikut:
XB=
Sifat koligatif larutan:
1. Penurunan tekanan uap P) P=Xt x P0 P= XP X P0
2. Penurunan titik beku (ΔTf) ΔTf=titik beku pelarut - titik beku larutan = Kf x m= Kf x x .
3. Kenaikan titik didih(ΔTb) ΔTb = titik didih larutan – titik didih pelarut =Kb x m= Kbx x .
4. Tekanan osmosis (π). π= MRT= RT.
Untuk larutan elektrolit dikali dengan Van’t Hoff (i) dengan i=1+(n-1)α
Keterangan:
P= tekanan uap jenuh larutan P0=tekanan uap jenuh pelarut murni
XP =fraksi mol zat X=fraksi mol zat terlarut. m=molalitas
Kf=tetapan titik beku Kb=tetapan titik didih M=molaritas
R=0,082. T=suhu (Candra Kirana,2013:16).
VI. Alat dan Bahan
§ Alat:
•tabung reaksi besar
•batang pengaduk
•termometer
•kawat pengaduk
•statif
•gelas piala 600ml
•klem
•timbangan
•gabus sumbat dua lubang
•kawat kassa
§ Bahan:
•P-xilena
•air
•es
•garam
VII.Prosedur
A.Penetapan titik beku pelarut murni
1. tabung reaksi, gabus sumbat,termometer dirakit.
,statif,klem,kawat kassa,kawat pengaduk termometer dan kawat pengaduk dipasang
Dan gelas piala pada lubang gabus.
Gelas piala diisi campuran pendingin yang terdiri dari air,es,dan sedikit garam.
2. P-xilena
Ditambah
Dipasang sumbat
Dijepit seperti petunjuk gambar
Tabung reaksi dipastikan bahwa permukaan p-xilena dalam tabung beradadibawah permukaan cairan pendinbgin dalam gelas piala.
3. P-xilena
Diaduk sewaktu mendingin
Jika suhu sudah mencapai 18oC
Kawat pengaduk dan suhu dicatat suhu tiap 15 detik sampai p-xilena membeku.
Digunakan untuk percobaan
Tabung reaksi cairan pendingin mencair berikutnya.
B.Penerapan massa molar senyawa yang tidak diketahui
2-2,5 gr senyawa 1.ditetapkan titik bekunya
Ditimbang 2.dicatat suhu tiap 15 detik
Dialihkan kuantitatif
Semua zat larut 3. Diaduk dengan tetap
Tabung p-xilena
Perhitungan
Kurva titik beku p-xilena murni dibuat plot,diplotkan waktu pada sumbu datar. Dan suhu di sumbu tegak, ditentukan suhu pelarut murni
Kurva titik beku larutan senyawa dibuat kurvanya,digunakan metode untuk
Dalam p-xilena mencantumkan titik beku larutan
Tetapan titik beku (Kf) p-xilena 4,6oC/m dicari rapatan p-xilena dalam handbook
Dihitung massa pelarut yang digunakan
Dihitung massa molar senyawa.
Rumus Empiris diberikan asisten,dihitung rumus molekul.
Hasil
VIII.Data Pengamatan.
A. Penetapan Titik Beku Pelarut Murni
1. Volume p-xilena digunakan : 25 ml.
2. Perubahan suhu larutan
| Waktu +15 detik ke | Suhu oC | waktu+15 detik ke | Suhu oC |
| 1 | 9 | 7 | -2,2 |
| 2 | 4,5 | 8 | -2,5 |
| 3 | 2 | 9 | -3 |
| 4 | 0 | 10 | -3,5 |
| 5 | -1 | 11 | -3,7 |
| 6 | -1,5 | 12 | -4 |
| 13 | -4,1 | 16 | -4,8 |
| 14 | -4,4 | 17 | -5 |
| 15 | -4,7 | 18 | -5…..konstan) |
B.Penetapan massa molar senyawa yang tidak diketahui.
1. massa tabung diperoleh 39,49 gr, massa tabung dan senyawa 41,93 ,massa senyawa 2,44 gr
2.perubahan suhu larutan.
| Waktu +15 detik ke | Suhu oC | Waktu +15 detik ke | Suhu oC |
| 1 | 16 | 15 | 1,3 |
| 2 | 10 | 16 | 1,1 |
| 3 | 7,5 | 17 | 1 |
| 4 | 6 | 18 | 0,9 |
| 5 | 5,3 | 19 | 0,7 |
| 6 | 5 | 20 | 0,5 |
| 7 | 4,3 | 21 | 0,4 |
| 8 | 3,9 | 22 | 0,3 |
| 9 | 3,5 | 23 | 0,1 |
| 10 | 3 | 24 | 0,009 |
| 11 | 2,5 | 25 | 0 |
| 12 | 2 | 26 | -0,3 |
| 13 | 1,9 | 27 | -0,5 |
| 14 | 1,5 | 28 | -0,5….(konstan) |
IX.Pembahasan
Dalam percobaan kali ini yaitu menetapkan titik beku pelarut murni kami lakukan langkah yang pertama menyiapkan tabung reaksi yang besar,gabus yang telah dilubangi untuk tempat termometer ,termometer gelas piala 600 ml dan batang pengaduk. Kami masukan es batu yan g telah dihancurkan dan garam kasar kedalam gelas piala, kami sediakan ruang untuk tabung reaksi agar tertancap diantara es batu dan garam. Setelah itu diisilah tabung reaksi besar dengan xilena sebanyak 25 ml, lalu pasang penyumbat gabus yang telah diselangi termometer. Masukan tabung reaksi kedalam gelas pialat tadi yaitu tertancap disela-sela es batu dan garam.
Setelah suhu ditermometer menunjukan derajat 18oC,kami ukur suhu nya tiap 15 detik berikutnya hingga xilena membeku atau hingga suhu konstan (tetap). Kami dapatkan data setelah 15 detik dari derajat 18oC suhu turun menjadi 9 oC, 15 detik kemudian suhu kembali turun menjadi 4,5 oC begitu seterusnya hingga suhu konstan pada 15 detik ke 17 dengan kuantitas -5oC.
Sesuai data diperoleh grafik penetapan titik beku zat xilena:
Dengan sisi vertikal menunjukan perubahan suhu dan sisi horizontal menunjukan penambahan waktu 15 detik berikutnya.
Sesuai grafik ΔTf=titik beku pelarut- titik beku larutan=0-(-5)=5oC.
Jadi pada percobaan kali ini kami dapatkan perubahan titik beku larutan sebesar 5oC.
Percobaan berikutnya adalah menetapkan massa molar senyawa yang tidak diketahui pertama kali yang dilakukan adalah penimbangan massa tabung dan diperoleh 39,49 gr, massa tabung dan senyawa 41,93 gr dan massa senyawa 2,44 gr .senyawa X yang tadi ditimbang kemudian dimasukan dalam larutan xilena dalam tabung reaksi lalu dikocok agar menjadi homogeny atau zat terlarut sempurna. Sebelumnya pastikan dulu suhu tabung reaksi kembali 18oC.kami gunakan cara menaikan suhu dari -5 oC ke 18 oC dengan menggenggam tabung reaksi setelah suhu kembali 18 oC. tabung kembali dimasukan disela-sela es dan garam tadi, dengan hal dan cara yang sama setelah 15 detik suhu diukur adalah 16 oC,15 detik berikutnya 10 oC,15 detik berikutnya 7,5 oC dan begitu seterusnya hingga suhu konstan di -0,5 oC yaitu pada 15 detik berikutnya yang ke 27.
Berdasarkan percobaan,dapatlah suatu grafik penurunan titik beku senyawa X yakni:
Setelah diplot kurva titik beku xilena berdasarkan data yang diperoleh waktu pada sumbu horizontal dan subu yang vertikal. Didapatkan:
ΔTf=Kf x m= Kf x dimana Kf xilena adalah 4,3oC/menit
ΔTf= 4,3 x x .=98,9oC
Tf =0-98,9oC=-98,9oC.
Dengan, n= = =0,001 mol xilena.
n= sehingga, gr=n x mr= 0,001 x 106=0,106 gr.
Xilena=C6H4(CH3)2 mr=106
Berat molekul =106,165 gr/mol.
= sehingga x=0,106 gr.
Dalam pencarian ΔTf dan Tf, seberapa jauh perubahan terjadi hanya bergantung pada banyaknya zat yang dilarutkan dan pada tingkat disosiasi zat terlarut. Perubahan titik beku dan titik didih tidak berkaitan dengan identitas kimia zat yang bersangkutan,inilah kami simpulkan sifat sebagai koligatif atau disebut sifat koligatif larutan.
Konsep diatas kami cari berdasarkan konsep ΔTf=Kf x m, dengan m=molalitas= x . Dengan Kf adalah tetapan titik beku molal dan M adalah konsentrasi larutan dinyatakan dengan molal.
IX.Diskusi
Dalam menetapkan titik beku pelarut murni yang dinyatakan dalam pembahasan menggunakan termometer dengan ketelitian sampai 0,1oC. agar suhu / ΔT terdata secara riil. Untuk menurunkan suhu sehingga diperoleh ΔTf digunakan batu es dan garam. Pengukuran suhu dimulai pada keadaan suhu kamar 18oC dan diukur setelah menit ke 0,25 menit atau 15 detik,diperoleh data:
.
| Waktu +15 detik ke | Suhu oC | waktu+15 detik ke | Suhu oC |
| 1 | 9 | 10 | -3,5 |
| 2 | 4,5 | 11 | -3,7 |
| 3 | 2 | 12 | -4 |
| 4 | 0 | 13 | -4,1 |
| 5 | -1 | 14 | -4,4 |
| 6 | -1,5 | 15 | -4,7 |
| 7 | -2,2 | 16 | -4,8 |
| 8 | -2,5 | 17 | -5 |
| 9 | -3 | 18 | -5…..konstan) |
Penurunan suhu larutan dalam selang 15 detik setelahnya memiliki beda / rentang penurunan 4,5 pada (9-4,5), 2,5 pada (4,5-2), 2 pada (2-0),1 pada (0-(-1)) dan seterusnya. Rentang penurunan pada t=15 detik ternyata tidak sama.
Terjadinya nilai T=konstan pada 15 detik ke 17,18,19 dan seterusnya.ini menunjukan kekonstanan hingga terjadi penurunan sifat beku atau kenaikan suhu pada es dan garam. Ini berarti es mencair menjadi air dan suhu larutan xilena kembali naik.
Apakah sama penurunan titik beku xilena dengan penurunan titik beku xilena ditambah dengan senyawa X? ternyata tidak sama,ini sesuai dengan teori bahwa: Penambahan zat terlarut tak atsiri (senyawa X) kedalam cairan murni (xilena) menyebabkan turunnya tekanan uap zat cair itu. Ini mengakibatkan turunnya titik beku larutan dan naiknya titik didih (suhu naik),larutan bila dibandingkan dengan larutan murninya(xilena). Seberapa jauh perubahan ini terjadi hanya bergantung banyaknya zat yang dilarutkan,(disini kami menggunakan senyawa X dengan bobot 2,44 gr )dan pada tingkat disosiasi zat terlarut.
Perubahan titik beku dan titik didih tidak berkaitan dengan identitas kimia zat yang bersangkutan. Penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, dan penurunan titik beku disimpulkan sebagai sifat koligatif. Bukti teori ini bahwa penambahan senyawa tak atsiri pada larutan, menyebabkan perubahan suhu berbeda adalah sebagai berikut:
| Waktu +15 detik ke | Suhu oC | Waktu +15 detik ke | Suhu oC |
| 1 | 16 | 15 | 1,3 |
| 2 | 10 | 16 | 1,1 |
| 3 | 7,5 | 17 | 1 |
| 4 | 6 | 18 | 0,9 |
| 5 | 5,3 | 19 | 0,7 |
| 6 | 5 | 20 | 0,5 |
| 7 | 4,3 | 21 | 0,4 |
| 8 | 3,9 | 22 | 0,3 |
| 9 | 3,5 | 23 | 0,1 |
| 10 | 3 | 24 | 0,009 |
| 11 | 2,5 | 25 | 0 |
| 12 | 2 | 26 | -0,3 |
| 13 | 1,9 | 27 | -0,5 |
| 14 | 1,5 | 28 | -0,5….(konstan) |
Ini menunjukan perbedaan:
1. Pada t=15 detik suhu 9oC sedang setelah ditambah senyawa X suhunya 16oC.
2. Pada suhu sebelum diberi senyawa (xilena murni) konstan pada suhu -5, setelah ditambah senyawa X suhu konstan pada -0,5.
XI.Pertanyaan Pasca Praktek
1. Apa efek yang akan terjadi pada perhitungan massa molar dari tiap kemungkinan kesalahan berikut:
a. Sejumlah kecil p-xilena menguap selama percobaan.
b. Zat asinmg terdapat dalam p-xilena.
2. Diketahui 3,39 gr urea H2NCONH2 , Bila dilarutkan dalam 98 gr pelarut tititk beku pelarut lebih rendah 7,8oC. hitung tetapan titik beku molal dari pelarut!.
3. Sebanyak 88 gr zat dilarutkan dalam 393 ml benzene, larutan membeku pada -0,5oC. titik beku normal benzene 5,5 oC dan tetapan titik beku molalnya 5,12 oC/m. rapatan benzene 0,879 gr/ml. hitung massa molar zat pelarut!.
4. Ketika 3,5 gr zat dilarutkan dalam 20ml air, titik beku air turun hingga -1,25 oC .Kf air= 1,86 oC/m. hitung massa molar zat terlarut!.
Jawaban:
1. A. jika terjadi hal yang demikian, volume akan berkurang sehingga massa molar akan bertambah besar. m= x .
B. Jika terjadi demikian,maka zat tersebut berubah menjadi larut, dengan demikian massa molar akan berkurang.
2. ΔTf=Kf x x
7,8=Kf x x
Kf=450764/3390= 132,97 oC/molal.
3. Tf larutan= -0,5 oC Tf pelarut=5,5 oC Kf=5,12.oC/m.
ΔTf=Tf pelarut- Tf larutan= 5,5-(-0,5)=6oC.
M benzene=p V= 0,879gr/ml x 393 ml=345,447 gr.
Maka, ΔTf=Kf x m = Kf x x
6oC=5,12 oC/m x x
6oC=
Mr=217,4 gr/mol.
4. m zat= 3,5 gr. Tf= -1,25 oC Kf=1,86oC/m
V pelarut= 20 ml
ΔTf=Tf pelarut- Tf larutan=0-(-1,25)= 1,25 oC.
Mr=…….?
ΔTf=Kf x m 1,25=1,86 x 3,5/mr x 1000/20
1,25= 6510/20 mr
25 mr=6510
Mr=6510/25
Mr=260,4
XII.Kesimpulan
1. Titik beku cairan murni dan titik beku larutan dalam pelarut yang bersangkutan dapat ditetapkan dengan pencatatan suhu tiap waktu secara kontinu, menghasilkan tetapan yang dinyatakan:
ΔTf=Kf x m. dengan ΔTf=perubahan/ penurunan titik beku
Kf=tetapan titik beku molal
m=molalitas
dengan m=gr/mr x 1000/p dan p=ρ x v dimana ρ=massa jenis/kerapatan.
Atau ΔTf=Kf x bobot zat terlarut/ pelarut.
2. Menetapkan massa molar dan senyawa yang tidak diketahui berdasarkan penurunan titik beku melalui percobaan yaitu dengan cara memasukan suatu senyawa dalam larutan lain, dan diukur suhu tiap periode waktu tertentu. Dinyatakan:
ΔTf=Kf x m m=gr/mr x 1000/v massa molar dari gr/mr=n
n= M v
dapatlah M=Molar.
Dan penetapan titik beku suatu zat dapat digambarkan melalui kurva.
XIII. Daftar Pustaka
Anonim,2013. Penuntun Praktikum Kimia Dasar, Jambi : Universitas Jambi
Bird, Tony Dkk, 1993. Chemistry Everytimes. Http//:Chemistry.You.Com
Diakses Pada 15 Nopember 2013.
Candra K,2013. Strategi Kimia. Klaten, Jawa Tengah : Viva Pakarindo
Elis,2011. Praktikum Percobaan Kimia. Jakarta : Yudhistira
Farhan, 2013. Penurunan Titik Beku Konsep. Http//:Google.Com
Diakses Pada 15 Nopember 2013
Syukri S, 1999. Sifat koligatif Larutan. Http//Koligatifkimia.Com
Diakses Pada 15 Nopember 2013
0 Response to "Laporan Praktikum Kimia Dasar- Penetapan Massa Molar Berdasarkan Penurunan Titik Beku"
Post a Comment