ACARA II Kimia Fisik [PDF]

Citation preview

ACARA II PANAS PELARUTAN ASAM BENZOAT



A. PELAKSANAAN PRAKTIKUM 1. Tujuan Praktikum Dapat menentukan panas pelarutan asam benzoat melalui sifat ketergantungan suhu pada proses pelarutan dalam air. 2. Waktu Praktikum Senin, 19 Oktober 2020 3. Tempat Praktikum Lantai II, Laboratorium Kimia Fisika dan Anorganik, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Mataram. B. LANDASAN TEORI Pada proses pelarutan, seperti halnya semua proses fisika dan proses kimia, dipengaruhi oleh dua faktor. Fakror pertama adalah energi, yang menentukan apakah proses pelarutan eksotermik atau endotermik. Yang kedua merupakan kecenderungan alamiah menuju kondisi ketakteraturan yang dimiliki oleh semua pristiwa (perubahan). Ketika molekul zat terlarut dan pelarut bercampur maka terjadi peningkatan derajat ketakteraturan. Dalam keadaan murni pelarut maupun zat terlarut mempunyai derajat keteraturan yang tinggi, yang ditandai oleh susunan tiga dimensi yang relatif teratur dari atom, molekul, atau ion-ionnya. Ketika melarut keteraturan pada pelarut dan zat terlarut menjadi rusak (hilang). Jadi, pada proses pelarutan selalu diikuti oleh peningkatan derajat ketakteraturan (Purwoko dan Suhendra, 2008: 4). Kecepatan reaksi kimia akan bertambah dengan naiknya suhu. Umumnya, ketergantungan konstanta kecepatan, k pada suhu T (dalam



Kelvin), mengikuti persamaan Arrhenius, paling sedikit melampaui rentangan suhu sedang (kira-kira 100 K). k = Ae –Ea/RT



(1).



Koefisien A dinamakan faktor frekuensi dan Ea dinamakan energy pengaktifan. Makin tinggi energi pengaktifan, makin makin lambat reaksi berlangsung pada suhu tertentu. Dengan membuat kuva log k terhadap T , harga Ea juga A dapat ditentukan. Nilai Ea seringkali berguna dalam meninjau mekanisme reaksi (Cotton dan Wilkinson, 2014: 19). Perpindahan panas terjadi karena perbedaan suhu yang terdapat pada suatu benda. Perpindahan panas dapat berlangsung melalui salah satu dari tiga cara yaiutu konduksi, radiasi dan konveksi. Bila dua benda yang suhunya berbeda diletakkan saling bersentuhan, panas akan mengalir seketika dari benda yang suhunya tinggi ke benda yang suhunya rendah perpindahan panas seketika ini selalu dalam arah yang cenderung menyamakan suhu. Jika,hal tersebut dibiarkan maka suhu keduannya akan sama dan keduannya akan dikatakan dalam keadaan kesetimbangan termal dan tidak terjadi perpindahan panas diantara keduannya ( Supu, dkk, 2016). Asam benzoat adalah senyawa model untuk zat obat dalam penelitian farmasi. Desain proses memerlukan informasi yang tentang prilaku termodinamika aasam benzoat dan campurannya dengan air dan pelarut organic. Teori cairan associate pluida berantai (VC-SAFT) digunakan untuk memodelkan perilaku pase larutan berair dan organik yang mengandung asam benzoat dan kloro benzoat. Tekanan uap absolut asam benzoat dan asam 2-,3,dan 4- kloro benzoat dari lieteratur dan pengukuran digunakan untuk menentukan parameter VC-SARF komponen murni ( Reschke, dkk.2016). Proses pelarutan memegang peranan penting dalam persiapan pengolahan dolomit supaya dapat digunakan dalam berbagai aplikasi di industri. Salah satu faktor terpenting dalam proses pelarutan adalah variabel konsentrasi pelarut dan temperatur proses pelarutan. Untuk melihat pengaruh



dari kedua variabel tersebut, maka dilakukan proses pelarutan dolomit dengan menggunakan larutan asam klorida. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi asam dan temperatur proses dalam pelarutan mineral dolomit menggunakan asam klorida. Proses pelarutan dilakukan terhadap 20 gram sampel dolomit dengan konsentrasi asam sebesar 1, 2, 3, 4 N pada temperatur 30, 50, 70, 90 oC ( Royani, 2016). C. ALAT DAN BAHAN PRAKTIKUM 1. Alat-alat Praktikum a. Buret 50 mL b. Corong kaca 75 mm c. Erlenmeyer 100 mL d. Erlenmeyer 250 mL e. Gelas kimia 250 mL f. Gelas kimia 1000 mL g. Gelas ukur 25 mL h. Klem i. Pipet tetes j. Pipet volum 10 mL k. Rubber bulb l. Statif m. Thermometer 110 0C 2. Bahan-bahan praktikum a. Aquades (H2O)(I) b. Es batu (H2O)(s) c. Larutan asam benzoat (C6H5COOH) jenuh d. Larutan indikator fenolftalein (PP) e. Larutan natrium hidroksida (NaOH) 0,02 M



D.



SKEMA KERJA 20 mL larutan asam benzoat jenuh 



Dimasukkan ke dalam Erlenmeyer







Diingkubasi pada es hingga suhu larutan masingmasing 50C, 100C, 200C, dan 300C







Dikocok



Hasil 



Diambil 10 mL







Dimasukkan dalam Erlenmeyer







+ 3 tetes indikator pp



Hasil 



Dititrasi dengan NaOH 0,02 M ( sampai warna larutan berubah menjadi merah muda



Hasil



E. HASIL PENGAMATAN No 1. 2. 3. 4.



Suhu C6H5COOH 5 10 20 30



Volume NaOH 0.02 M (mL) 16.2 14.5 15.5 15.5



F. ANALISIS DATA 1. Persamaan Reaksi C6H5COOH (s) ↔ C6H5COOH(aq) C6H5COOH(aq) + NaOH(aq) → C6H5COONa(aq) + H2O(l) 2. Mengukur konsentrasi Asam Benzoat pada berbagai suhu a. Menghitung konsentrasi asam benzoat pada berbagai suhu Diketahui : Volume C6H5COOH



= 10 mL



Konsentrasi C6H5COOH = 0,02 



Untuk T = 5oC Diketahui : Volume NaOH = 16,2 mL M C6H5COOH x V1 C6H5COOH = M NaOH x V NaOH M C6H5COOH = =



M NaOH x V NaOH V 1C 6 H 5 COOH 0,02 M x 16,2 mL 10 mL



= 0,032 M 



Untuk T = 10oC Diketahui : Volume NaOH = 14,5 mL M C6H5COOH x V1 C6H5COOH = M NaOH x V NaOH M C6H5COOH = =



M NaOH x V NaOH V 1C 6 H 5 COOH 0,02 M x 14,5 mL 10 mL



= 0,029 M 



Untuk T = 20oC Diketahui : Volume NaOH = 15,5 mL



M C6H5COOH x V1 C6H5COOH = M NaOH x V NaOH M C6H5COOH = =



M NaOH x V NaOH V 1C 6 H 5 COOH 0,02 M x 15,5 mL 10 mL



= 0,031 M 



Untuk T = 30oC Diketahui : Volume NaOH = 15,5 mL M C6H5COOH x V1 C6H5COOH = M NaOH x V NaOH M C6H5COOH = =



M NaOH x V NaOH V 1C 6 H 5 COOH 0,02 M x 15,5 mL 10 mL



= 0,031 M b. Mengukur persamaan kurva ln S dengan



1 T



ln S = ln k k



= [C6H5COOH](aq) x [C6H5COOH](s) = 1 [C6H5COOH](s)



Maka ln S = ln [C6H5COOH](s) 



Untuk T = 5oC Diketahui [C6H5COOH](aq) = 0,032 M ln S = ln [C6H5COOH] = ln [0,032] = -3,442







Untuk T = 10oC Diketahui [C6H5COOH](aq) = 0,029 M ln S = ln [C6H5COOH]



= ln [0,029] = -3,540 



Untuk T = 20oC Diketahui [C6H5COOH](aq) = 0,031 M ln S = ln [C6H5COOH] = ln [0,031] = -3,473







Untuk T = 30oC Diketahui [C6H5COOH](aq) = 0,031 M ln S = ln [C6H5COOH] = ln [0,031] = -3,473



c. Menghitung nilai 



1 T



Untuk T = 5oC = 278 K 1 1 = T 278 K = 0,0036 K-1







Untuk T = 10oC = 283 K 1 1 = T 283 K = 0,0035 K-1







Untuk T = 20oC = 293 K 1 1 = T 293 K = 0,0034 K-1







Untuk T = 30oC = 303 K 1 1 = T 303 K = 0,0033 K-1



d. Tabel data ln S dengan



1 T



No



Suhu (oC)



ln S



1. 2. 3. 4.



5 10 20 30



-3,442 -3,540 -3,473 -3,473



e. Grafik ln S dengan



1 (K) T 3,59 x 10-3 3,53 x 10-3 3,41 x 10-3 3,30 x 10-3



1 T



Grafik hubungan In S dan 1/T 0



0



0



0



0



In S



-



f(x) = 26 x − 3.57 R² = 0.01



1/T



-







Slope = =



∆y ∆x y 2− y 1 x 2−x 1



= -0,002



0



0



0



0







∆ H = - Slope x R = - (-0,002) x 8,314 J/mol K = 2,405 x 10-4 J/mol



G. PEMBAHASAN Pada praktikum kali ini bertujuan untuk menentukan proses pelarutan asam benzoat. Panas plarutan atau kalor pelarutan adalah besarnya kalor yang dilepas atau diserap pada pelarutan satu mol suatu zat menjadi larutan encer. Umunya proses pelarutan menyerap kalor, namun ada beberapa zat yang melepaskan kalor pada saat dilarutkan ke dalam air. Misalnya NaOH dan H2SO4 pekat. Adapun yang digunakan dalam perbedaan ini adalah asam benzoat yang sudah dilarutkan dengan aquades (sampai jenuh). Asam benzoat jenuh adalah larutan yang zat terlarutnya telah maksimal pada suhu tertentu, sehingga dapat diketahui dari kelarutan zat terlarutnya. Pada percobaan penentuan panas asam benzoat ini, larutan asam benzoat dilakukan dengan inkubasi dan tanpa di inkubasi pada suhu 300C karena suhu tersebut merupakan suhu rungan. Pengondisian suhu larutan asam benzoat yang berbeda-beda bertujuan agar dapat ditentukan nilai panas pelarutan asam benzoat melalui sifat ketergantungan terhadap suhu pada proses pelarutannya dalam air. Inkubasi adalah suatu cara pengondisian pada asam benzoat untuk mendapatkan suhu yang sesuai. Penentuan konsentrasi ini dilakukan dengan titrasi. Asam benzoata bersifat asam sehingga dititrasi dengan NaOH yang bersifat basa. NaOH merupakan suatu basa yang bisa digunakan untuk mengidentifikasi asam. Asam benzoat memiliki sifat sulit larut dalam air. Alasan inilah yang menyebabkan menggunakan NaOH dan kemudian membentuk garam. NaOH yang digunakan untuk menentukan konsentrasi asam benzoat dengan masing-masing keadaan larutan NaOH dengan konsentrasi 0,02 M. Dalam titrasi asam basa pada percobaan ini digunakan indikator fenolptalein. Indicator ini memiliki rentang pH 8,0-10,0. Dalam suasuna asam, indikator fenolftalain akan menunjukan warna merah muda sehingga dengan penambahan indikator fenolftalein pada asam benzoat sebelum ditirasi dengan NaOH ketika larutan asam benzoat dan larutan NaOH bereaksi dan hampir mencapai titik ekuivalen Berdasarkan hasil percobaan, pada suhu yang berbeda larutan asam benzoat dapat dititrasi dengan sejumlah volume NaOH 0,02 M yang berbeda-



beda pula. Untuk masing-masing larutan asam benzoat bersuhu 50C, 100C, 200C, dan 300C berturut-turut diperlukan larutan 0,02 M untuk titrasi yaitu 16,2; 14,5; 15,5; dan 15,5. Berdasarkan data tersebut dapat dikatakan bahwa volume NaOH 0,02 M yang diperoleh untuk menitrasi, tidak naik pada suhu 100C dan 200C. seharusnya volume NaOH 0,02 M yang diperlukan untuk titrasi semakin banyak seiring dengan suhu larutan asam benzoat yang lebih tinggi. Tetapi pada suhu 100C dan 200C volume NaOH 0,02 M yang digunakan untuk menitrasi asam benzoat semakin berkurang. Sehingga tidak sesuai dengan teori dimana semakin tinggi suhu maka semakin banyak konsentrasinya. Hal ini disebabkan karena suhu asam benzoat yang mudah berubah sehingga pada saat titrasi bukan pada suhu 100C dan 200C. selain itu dapat di sebabkan kurang telitinya pada saat titrasi berlangsung dan kerena terlalu banyak mengandung indikator PP bisa saja ketika baru sedikit NaOH 0,02 M dicampurkan tetapi indikator pp tersebut sudah bisa mendeteksinya sehingga seolah-olah larutan tersebut sudah tepat jenuh dan kurang ketelitian dari praktikan.. Dalam proses pelarutan asam benzoat, proses yang terjadi adalah sistem setimbang antar asam benzoat dalam bentuk padatan (s). Karena fase solid pada tetapan kesetimbangan tidak diperhitungkan, maka tetapan kesetimbangan asam benzoat adalah K = (C6H5COOH(aq) ), sedangkan kelarutan asam benzoat pada reaksi tersebut adalah S = (C 6H5COOH(S) ), sehingga dapat dikatakan K = S nilai K diproleh dari nulai konsentrasi larutan. Nilai panas pelarutan pada percobaan ini di peroleh kemiringan kurva pada setiap konsentrasi larutan terhadap suhu. Namun pada analisis data yang ditentukan bukanlah nilai konsentrasi terhadap suhu melainkan ln s terhadap 1/T. seperti yang sudah di jelaskan ln s merupakan dari tertapan kesetimbangan atau konsentrasi. Berdasarkan grafik atau kurva yang telah dibuat didapatkan nilai slope atau kemiringan sebesar – 0,002. Berdasarkan data tersebut ∆ Hs yang diperoleh sebesar 2,405 x 10-4 j/mol, sehingga nilai ∆ H yang diperoleh adalah positif, yang menunjukan reaksi tersebut berlangsung dalam keadaan endoterm atau perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem. H. KESIMPULAN Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa panas pelarutan (∆ Hs) asam benzoat ditentukan dengan sifat ketergantungan suhu pada proses pelarutan dalam air, dimana semakin tinggi



suhu larutan asam benzoat maka semakin tinggi pula kelarutannya dan semakin rendah suhunya maka energi maka energy rata-rata molekulnya juga semakin rendah, serta diproleh ∆ Hs sebesar 2,405 x 10-4 j/mol. Didapatkan hasil perhitungan konsentrasi asam benzoat pada setiap suhu 5 0C, 100C, 200C, dan 300C secara berturut-turut adalah 0,032 M, 0,029 M, 0,031 M, dan 0,031 M.



DAFTAR PUSTAKA Cotton, F.A., dan Wilkinson, G. 2014. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta : Universitas Indonesia (UI-Press). Puwoko, A.A., dan Suhendra, D. 2008. Kimia Dasar II. Mataram : Arga Puji Press. Supu, I, Usman, B., Basri, S., dan Sumarmi. (2016). Pengaruh Suhu Terhadap Perpindahan Panas Pada Material Yang Berbeda. Jurnal Dinamika, 07(1): 62-73. Reschke, T., Ksenia,V. Z., Sergey,P.V., Christoph, H., (2016). Benzoid Acid and Chlorobenzoid Acid: Thermodynamic Study of the Pure Compounds and Binary Pure Compounds Mixtures With Water. Jurnal of Parmaceutical Science. 105(3): 10501058. Royani, A. (2016). Proses Pelarutan Bijih Dolomit Dalam Larutan Asam Klorida. Jurnal UMJ , 1-5.