LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA - PENURUNAN TITIK BEKU PDF

Preview

Summary

PENURUNAN TITIK BEKU Nina Fitriana*, Frista Irwaninda Lab. Kimia Fisika Jurusan Kimia Universitas Negeri Semarang Gedung D8 Lt 2 Sekaran Gunungpati Semarang, Indonesia, 50225 [email protected], 085770440465 Abstrak Percobaan ini dilakukan untuk menentukan tetapan penurunan titik beku as...

Description

Accelerat ing t he world's research.

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA - PENURUNAN TITIK BEKU Nina Fitriana

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

PENURUNAN T IT IK BEKU M Faisal Rasyid

LAPORAN PRAKT IKUM KIMIA FISIK II PENENT UAN T IT IK BEKU LARUTAN Rizka Fit hriani Safira Sukma KIMIA FISIKA I Disusun oleh : LABORAT ORIUM KIMIA FISIKA T isna Subagja

PENURUNAN TITIK BEKU Nina Fitriana*, Frista Irwaninda Lab. Kimia Fisika Jurusan Kimia Universitas Negeri Semarang Gedung D8 Lt 2 Sekaran Gunungpati Semarang, Indonesia, 50225 [email protected], 085770440465 Abstrak Percobaan ini dilakukan untuk menentukan tetapan penurunan titik beku asam asetat dan menentukan massa molekul relatif dari zat X. Metode yang digunakan dalam percobaan ini adalah metode penurunan titik beku. Pada percobaan ini digunakan pelarut berupa asam asetat murni dan zat terlarut yaitu naftalena dan zat X. Jika ke dalam suatu pelarut ditambahkan zat terlarut maka suhunya akan semakin rendah. Pada percobaan ini, variabel bebas yang digunakan adalah massa zat terlarut, yaitu massa naftalena yang digunakan dalam penentuan tetapan titik beku asam asetat dan massa zat X untuk penentuan massa molekul relatif zat non elektrolit. Sedangkan variabel terikat yang digunakan adalah penurunan titik beku. Pada praktikum ini juga digunakan metode praktikum dan pelarut yang sama merupakan variabel kontrolnya. Untuk mengetahui hubungan antara penurunan titik beku dengan massa molekul relatif digunakan metode analisis menggunakan persamaan Clausius Claypeyron. Hasil yang diperoleh dalam percobaan ini yaitu nilai Kf (tetapan penurunan titik beku) dari asam asetat sebesar 69,938°C/m dan massa molekul relatif dari zat X sebesar 1126,742 g/mol. Kata Kunci : Asam asetat ; Penurunan titik beku ; zat X

Abstract This experiment is done to determine the freezing point depression constant of acetic acid and determine the relative molecular mass of the substance X. The method used in this experiment is a method of freezing point depression. In this experiment used pure solvent such as acetic acid and solutes is naphthalene and X substance. If a solvent is added to the solute, the temperature will be lower. In this experiment, the independent variable used is the mass of the solute, ie the mass of naphthalene used in the determination of the freezing point constant of acetic acid and X substance for the determination of the mass relative molecular mass of non-electrolytic substance. The dependent variable used is the freezing point depression. In this experiment is also used same experiment methods and solvent are control variables. To know the relationship between the freezing point depression with a relative molecular mass used analysis method using Clausius Claypeyron equation. The results obtained in this experiment that the value of Kf (constant freezing point depression) of acetic acid is 69.938°C/m and the relative molecular mass of substance X is 1126,742 g / mol. Keywords : Acetic acid ; Depression of freezing point ; X substance

Pendahuluan Di sekitar kita banyak terjadi perubahan fase suatu zat. Dalam hal ini yang paling sering ditemui adalah perubahan dari fase cair menjadi fase padat atau yang disebut membeku. Hal ini terutama terjadi di negara yang memiliki 4 musim, karena memiliki musim dingin. Negara yang memiliki musim dingin akan mengalami proses pembekuan yang

berlangsung cepat. Apapun yang ada pasti akan mengalami proses pembekuan secara cepat. Oleh karena itu untuk mengatasi hal tersebut dilakukan upaya penurunan titik beku. Titik beku adalah temperatur pada saat tekanan uap cairan sama (setimbang) dengan tekanan uap padatannya. Titik beku dilambangkan dengan simbol Tf. Air murni membeku pada temperatur 0°C dan tekanan 1 atm. Temperatur itu dinamakan titik beku normal air. Temperatur dimana zat cair membeku pada tekanan 1 atm adalah titik beku normal zat cair tersebut. Titik beku suatu larutan pasti selalu lebih rendah daripada titik beku pelarut murninya (air). Hal ini dikarenakan sebagian partikel air dan partikel-partikel terlarut akan bergabung dan membentuk ikatan. Sehingga ketika membeku, yang memiliki titik beku paling tinggi adalah air karena air yang membeku terlebih dahulu, kemudian diikuti oleh partikel-partikel terlarut. Setiap larutan memiliki titik beku yang berbeda-beda. Titik beku suatu larutan akan berubah jika tekanan uapnya juga berubah. Hal ini disebabkan oleh masuknya zat terlarut yang mempengaruhi perubahan titik beku. Jadi, jika suatu zat terlarut ditambahkan ke dalam larutan, titik beku larutan tersebut akan berubah. Besarnya perbedaan antara titik beku zat pelarut dengan titik beku larutan disebut penurunan titik beku (∆Tf) (Parning, 2007). Titik beku dan titik didih suatu larutan bergantung pada kesetimbangan pelarut dalam larutan dengan pelarut padatan, selain itu juga bergantung pada kesetimbangan pelarut dengan pelarut murni (air). Pada saat terjadi kesetimbangan, maka dapat tercapai titik beku atau titik didihnya (Wahyuni, 2013). Masing-masing pelarut memiliki harga tetapan penurunan titik beku (Kf) tersendiri. Untuk menentukan perubahan titik beku yang terjadi dapat digunakan rumus dari persamaan Clausius Claypeyron :

Keterangan : Kf = tetapan penurunan titik beku molal Masalah yang akan dipecahkan dalam praktikum ini adalah bagaimana menentukan tetapan penurunan titik beku asam asetat dan massa molekul relatif zat X. Dari permasalahan tersebut, dapat diketahui tujuan dari praktikum ini adalah untuk menentukan tetapan penurunan titik beku asam asetat dan massa molekul relatif zat X. Metode

Alat-alat yang digunakan dalam praktikum penurunan titik beku ini adalah gelas kimia 25 mL dari pyrex, gelas arloji, tabung reaksi besar dari pyrex, termometer 100°C, pipet tetes, pengaduk kaca, stopwatch, baskom untuk membuat thermostat sederhana, serta statif yang digunakan untuk menggantung termometer. Sedangkan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah asam asetat dari Merck, naftalena for syn dari Merck, serta zat X. Langkah selanjutnya adalah sebanyak 15 mL larutan asam asetat pekat diletakkan dalam gelas kimia 25 mL dan dimasukkan dalam termostat untuk diukur titik bekunya. Asam asetat dibiarkan hingga mencair kembali. Kemudian, temperatur asam asetat dibiarkan naik 5°C dan setelah itu 0,2538 gram naftalena dimasukkan kedalam larutan asam asetat tersebut dan diaduk menggunakan pengaduk kaca. Larutan tersebut dimasukkan ke dalam termostat untuk dilakukan pengukuran temperatur larutan naftalena dalam asam asetat tiap menit hingga temperaturnya konstan dan tercapai titik bekunya. Kemudian, 0,2535 gram zat X dimasukkan ke dalam tabung reaksi besar dan ditambahkan asam asetat pekat 15 mL dan diaduk menggunakan pengaduk kaca. Larutan tersebut dimasukkan ke dalam termostat untuk dilakukan pengukuran temperatur larutan zat X dalam asam asetat tiap menit hingga temperaturnya konstan dan tercapai titik bekunya. Pada praktikum ini variabel bebas yang digunakan adalah massa zat terlarut, yaitu massa naftalena yang digunakan dalam penentuan tetapan titik beku asam asetat dan massa zat X untuk penentuan massa molekul relatif zat non elektrolit. Sedangkan variabel terikat yang digunakan adalah penurunan titik beku. Pada praktikum ini juga digunakan metode praktikum dan pelarut yang sama merupakan variabel kontrolnya. Untuk mengetahui hubungan antara penurunan titik beku dengan massa molekul relatif digunakan metode analisis menggunakan persamaan Clausius Claypeyron (Team Lecturer of Physical Chemistry, 2014). Hasil Dan Pembahasan Percobaan penurunan titik beku ini bertujuan untuk menentukan tetapan penurunan titik beku asam asetat dan berat molekul zat X dengan metode titik beku. Dalam percobaan ini digunakan asam asetat (CH3COOH) sebagai pelarut, sedangkan untuk zat terlarutnya digunakan naftalena (C8H10) dan zat X (zat yang tidak mudah menguap). Dalam percobaan ini penambahan naftalena dan zat X ke dalam pelarut menyebabkan terjadinya penurunan titik beku. Asam asetat yang digunakan sebagai pelarut murni akan membeku dan zat terlarutnya tidak akan membeku ketika larutan tersebut mengalami pembekuan.

Pada praktikum ini juga digunakan garam yang ditambahkan pada termostat dengan tujuan agar es batu dalam termostat tidak mudah mencair karena garam akan menghambat kestabilan ikatan partikel air yang berada dalam fase padat yaitu berupa es. Asam asetat (CH3COOH) adalah asam organik yang memberikan rasa asam pada cuka dan merupakan salah satu contoh dari asam lemah. Asam asetat pekat bersifat korosif dan dapat menyebabkan luka bakar kulit sehingga perlu penanganan yang tepat untuk asam ini, untuk mengambil asam asetat pekat harus dilakukan di dalam lemari asam (Anonim, 2014). Perlakuan pertama adalah menentukan titik beku pelarut murni yaitu asam asetat. Dari hasil percobaan diperoleh data pada Tabel 1. Tabel 1. Temperatur vs Waktu untuk larutan CH3COOH murni Kondisi cairan Waktu (menit) Temperatur (°C) Belum beku Beku sebagian  1 26  2 26  3 25  4 23  5 22  6 20,5  7 19  8 16  9 15  10 15  11 15

Beku semua

Berdasarkan Tabel 1 dapat dilihat pada menit ke 9 – 11, temperatur asam asetat konstan sehingga temperatur ini yang dicatat sebagai titik beku asam asetat. Dari tabel dapat disimpulkan bahwa titik beku dari asam asetat murni sebesar 15°C. Hal ini tidak sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa titik beku asam asetat sebesar 16,7 °C (Anonim, 2014). Hal ini dikarenakan pada percobaan yang dilakukan terjadi kesalahan, salah satunya disebabkan karena terlalu banyak es batu dan garam krosok yang dimasukkan ke dalam termostat, sehingga temperatur larutan menjadi cepat turun dan membeku. Selain itu, pada saat larutan asam asetat masih dalam kondisi beku sebagian, temperaturnya sudah konstan sehingga temperatur tersebut dicatat sebagai titik beku asam asetat. Grafik dari hasil percobaan dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Titik beku asam asetat murni

Pada Gambar 1. dapat disimpulkan bahwa semakin lama waktu yang berjalan maka temperatur asam asetat murni semakin rendah. Titik beku asam asetat murni ditentukan dari temperatur yang konstan. Pada gambar 1 ditunjukkan pada menit 9, 10, dan 11, temperatur asam asetat konstan sebesar 15°C. Berdasarkan referensi yang didapatkan titik beku asam asetat adalah 16,7°C. Hasil yang kami dapatkan berbeda, hal ini dikarenakan beberapa faktor. Diantaranya temperatur ruangan saat praktikum yang ikut mempengaruhi titik beku dari asam asetat. Setelah itu, percobaan dilanjutkan dengan penentuan tetapan titik beku asam asetat melalui penambahan zat terlarut naftalena. Naftalena (C8H10) adalah zat yang tidak dapat larut dalam air dan alkohol, namun dapat larut dalam eter dan benzena. Naftalena berbentuk kristal putih dan memiliki bau yang kuat. Naftalena memiliki sifat mudah menguap dan mudah terbakar (Anonim, 2014) . Dalam percobaan ini juga dicatat penurunan titik beku naftalena dalam asam asetat setiap menit. Dari hasil percobaan diperoleh data pada Tabel 2. Waktu (menit) 1 2 3 4 5 6 7

Tabel 2. Penentuan titik beku naftalena dalam asam asetat Kondisi cairan Temperatur (°C) Belum beku Beku sebagian  18,9  16  13,9  12  9  8,5  8,3

Beku semua

8 9 10 11 12

6,5 6,2 6,2 6,2 6,2



   

Titik beku larutan = 6,2°C Penurunan titik beku larutan (∆Tf) = Tf° - Tf = (15 – 6,2)°C = 8,8°C Dari Tabel 2 diketahui titik beku semakin menurun jika ditambahkan zat terlarut. Semakin banyak zat terlarut yang ditambahkan, maka titik bekunya semakin rendah. Namun, dalam percobaan ini tidak dilakukan variasi berat zat terlarut yang ditambahkan. Pada tabel 2, pada menit ke 9 – 12, temperatur naftalena dalam asam asetat konstan sehingga temperatur tersebut yang dicatat sebagai titik beku naftalena dalam asam asetat. Grafik dari hasil percobaan dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Titik beku naftalena dalam asam asetat

Dari Gambar 2, dapat disimpulkan bahwa semakin lama waktu yang berjalan maka temperatur naftalena dalam asam asetat juga semakin rendah. Titik beku naftalena dalam asam asetat ditentukan dari temperatur yang konstan. Pada Gambar 2 ditunjukkan pada menit 9, 10, 11, dan 12 temperatur naftalena dalam asam asetat konstan sebesar 6,2°C. Setelah itu percobaan dilanjutkan dengan penentuan berat molekul zat X yang ditambahkan ke dalam asam asetat. Dari percobaan diperoleh data pada Tabel 3. Waktu (menit) 1

Tabel 3. Penentuan titik beku zat X dalam asam asetat Kondisi cairan Temperatur (°C) Belum beku Beku sebagian  25

Beku semua

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

23 21 18 16 15 14 14 14 14 14 14 14

           

Titik beku larutan = 14 °C Penurunan titik beku larutan (∆Tf) = Tf° - Tf = (15 – 14) °C = 1 °C Dari data Tabel 3 diketahui titik beku semakin menurun jika ditambahkan zat terlarut. Semakin banyak zat terlarut yang ditambahkan, maka titik bekunya semakin rendah. Pada tabel 3, pada menit ke 7–13, temperatur zat X dalam asam asetat konstan sehingga temperatur tersebut yang dicatat sebagai titik beku zat X dalam asam asetat. Grafik dari hasil percobaan dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Titik beku zat X dalam asam asetat

Dari Gambar 3, dapat disimpulkan bahwa semakin lama waktu yang berjalan maka temperatur zat X dalam asam asetat juga semakin rendah. Grafik ini juga sama dengan grafik penurunan titik beku naftalena dalam asam asetat karena pelarut yang digunakan sama. Titik beku zat X dalam asam asetat ditentukan dari temperatur yang konstan. Pada gambar 3 ditunjukkan pada menit 7, 8, 9, 10, 11, 12, dan 13 temperatur zat X dalam asam asetat

konstan sebesar 14°C. Jadi titik beku zat X dalam asam asetat adalah 14°C. Titik beku zat X dalam asam asetat tidak berbeda jauh dengan asam asetat, temperatur keduanya hanya selisih 1°C. Sehingga penurunan titik bekunya juga hanya sebesar 1°C. Setelah didapatkan data titik beku naftalena dalam asam asetat maka dapat dihitung harga ∆Tf (penurunan titik beku). Penurunan titik beku larutan adalah selisih antara titik beku pelarut murni dengan larutan. Selain itu, dengan menggunakan cara yang sama, dapat dihitung pula penurunan titik beku dari zat X. Perbedaan titik beku naftalena dalam asam asetat dan zat X dalam asam asetat dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Perbandingan Titik Beku Pelarut Murni dengan Larutan

Dari Gambar 4, dapat disimpulkan bahwa titik beku larutan selalu lebih rendah daripada pelarut murni (Maria, Tine dkk, 2007). Hal ini disebabkan dalam suatu larutan terdapat banyak partikel yang bekerja dibandingkan dengan pelarut murni. Ketika suatu pelarut murni membeku, maka setelah itu zat-zat terlarutnya juga akan ikut membeku. Pada Gambar 4 jelas terlihat bahwa titik beku naftalena dalam asam asetat dan titik beku zat X dalam asam asetat lebih rendah jika dibandingkan dengan titik beku asam asetat murni. Hanya saja titik beku asam asetat murni dengan titik beku zat X dalam asam asetat hanya selisih 1°C. Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan, didapatkan harga penurunan titik beku naftalena dalam asam asetat sebesar 8,8°C dan harga penurunan titik beku zat X dalam asam asetat sebesar 1°C. Selain itu pada percobaan ini digunakan asam asetat murni yang memiliki

massa jenis sebesar 1,049 g/mL. Dari hasil perhitungan didapatkan massa asam asetat murni sebesar 15,735 gram. Setelah didapatkan harga penurunan titik beku naftalena dalam asam asetat dan zat X dalam asam asetat maka dapat dihitung harga tetapan penurunan titik beku menggunakan persamaan Clausius Claypeyron dan didapatkan Kf sebesar 69,938°C/m. Harga Kf asam asetat murni yang didapatkan jauh dari harga Kf dalam teori. Secara teori, harga Kf asam asetat murni adalah 3,57°C/m. Perbedaan hasil yang didapatkan kemungkinan disebabkan oleh temperatur ruangan ketika melakukan praktikum. Selain itu, faktor human error juga bisa mempengaruhi hasil yang didapatkan. Dari Kf yang didapatkan dapat dihitung pula nilai massa molekul relatif dari zat X menggunakan persamaan Clausius Claypeyron. Massa molekul relatif dari zat X adalah 1126,742 g/mol. Akan tetapi massa molekul relatif yang didapatkan tidak dapat dibandingkan dengan teori karena belum diketahuinya nama senyawa dari zat X tersebut. Tetapi dari Mr yang diperoleh, Mr yang didapatkan begitu besar sehingga kemungkinan zat X tersebut merupakan senyawa kompleks. Kesimpulan Titik beku adalah temperatur pada saat tekanan uap cairan sama (setimbang) dengan tekanan uap padatannya. Titik beku dilambangkan dengan simbol T f. Titik beku pelarut murni akan mengalami penurunan jika ke dalam pelarut tersebut ditambahkan zat pelarut. Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh, nilai Kf (tetapan penurunan titik beku) dari asam asetat adalah 69,938°C/m dan massa molekul relatif dari zat X sebesar 1126,742 g/mol. Daftar Pustaka Maria, Tine dkk. 2007. Sains Kimia 3 SMA/MA. Jakarta: Bumi Aksara. Parning, Horale, Tiopan. 2007. Kimia 3 SMA/MA Kelas XII. Jakarta: Yudhistira. Purba, Michael. 2004. Kimia Untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Erlangga. Team Lecturer of Physical Chemistry. 2014. Practicum Guide of Physical Chemistry. Semarang: Department of Chemistry FMIPA Unnes. Wahyuni S. 2013. Diktat Petunjuk Praktikum Kimia Fisik. Semarang: Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Semarang. Harjito.

2013. Panduan Penulisan Manuskrip. Diunduh www.facebook.com/groups/chemisfun/shshhsnshhs.pdf pada tanggal 2 November 2014.

di

Anonim. 2014. Asam Asetat. Diunduh di http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_asetat pada tanggal November 2014 pukul 19.00 WIB.

12

Anonim. 2014. Naftalena. Diunduh di http://id.wikipedia.org/wiki/naftalena pada tanggal 12 November 2014 pukul 19.05 WIB....