Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu [PDF]

Citation preview

Praktikum Kimia Fisika 2



KELARUTAN SEBAGAI FUNGSI SUHU Harpiandi1, Rista Vela Sarah Ambar2, Tata Apriani3, Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura Jl. Prof. Dr. H. Hadari Nawawi, Kota Pontianak, Kalimantan Barat Email: [email protected] ABSTRAK Percobaan kali ini ialah Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu yang bertujuan menentukan kelarutan dari asam okslat pada variasi temperatur dan menghitung panas dari pelarutan tersebut. Prinsip percobaan Prinsip percobaan didasarkan oleh pergeseran kesetimbangan antar zat yang bereaksi dan hasilnya Membuat larutan asam oksalat jenuh didalam tabung reaksi berukuran besar pada suhu kamar. Aduk dan biarkan sekitar (5 menit) agar kristal yang tidak larut mengendap. Tempatkan tabung reaksi berisi icebath pada larutan sampai 15℃, 10℃, dan 5℃ jaga suhu setidaknya selama 5 menit. Kemudian ambil sampel larutan dan tempatkan dalam piknometer 10 ml, lakukan titrasi menggunakan NaOH 0,24M dan tambahkan indicator pp. Hasil densitas asam oksalat didapat masing-masing suhu adalah 0,984gr/ml; 0,962gr/ml; dan 0,929gr/ml. Harga nilai panas pelarutan didapat 0,082693 KJ⁄mol, artinya percobaan ini berlangsung secara endoterm. Kata Kunci: Kelarutan, suhu, Titrasi



Harpiandi | D1121201003



Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu



Praktikum Kimia Fisika 2



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Prinsip Percobaan Prinsip percobaan didasarkan oleh pergeseran kesetimbangan antar zat yang bereaksi dan hasilnya. Menurut Le Chatelier jika sistem yang berada dalam keadaan kesetimbangan duiganggu, maka sistem akan mengurangi gangguan dengan cara menggeser posisi kesetimbangan baik kearah pereaksi maupun hasil reaksi hingga tercapai kesetimbangan. Salahh satu yang mempengaruhi kesetimbangan yaitu suhu. Jika suhu reaksi dinaikan, maka kesetimbangan akan bergeser kearah reaksi yang menyerap kalor. Sedangkan jika suhu reaksi diturunkan maka kesetimbangan akan bergeser ke reaksi yang melepaskan kalor. Reaksi: C2H2O4+2 NaOH→Na2C2O4+2 H2O 1.2 Tujuan Percobaan Tujuan dari percobaan ini adalah menentukan kelarutan dari asam okslat pada variasi temperatur dan menghitung panas dari pelarutan tersebut.



Harpiandi | D1121201003



Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu



Praktikum Kimia Fisika 2



BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kelarutan Kelarutan adalah jumlah zat yang dapat larut dalam sejumlah pelarut sampaimembentuk larutan jenuh. Kelarutan adalah sifat dimana zat padat, cair atau gas dapat melarut pada pelarutnya dan membentuk larutan yang homogen ( Apsari Dan Chaerunisa, 2020). Adapun cara menentukan kelarutan suatu zat ialahdengan mengambil sejumlah tertentu pelarut murni, misalnya 1 liter. Kemudianmemperkirakan jumlah zat yang dapat membentuk larutan lewat jenuh, yangditandai dengan masih terdapatnya zat padat yang tidak larut. Setelah dikocokataupun diaduk akan terjadi kesetimbangan antara zat yang larut dengan zat yang tidak larut(Atkins, 1994). Yang dimaksud dengan kelarutan dari suatu zat dalam suatu pelarut, adalah banyaknya suatu zat dapat larut secara maksimum dalam suatu pelarut pada kondisi tertentu. Biasanya dinyatakan dalam satuan mol/liter. Jadi, bila bataskelarutan tercapai, maka zat yang dilarutkan itu dalam batas kesetimbangan,artinya bila zat terlarut ditambah, maka akan terjadi larutan jenuh, bila zat yangdilarutkan dikurangi, akan terjadi larutan yang belum jenuh. Dan kesetimbangan tergantung pada suhu pelarutan (sukardjo, 1997). 2.2 Larutan Jenuh Larutan jenuh adalah larutan yang kandungan solutnya sudah mencapai maksimal sehingga penambahan solut lebih lanjut tidak dapat larut. Konsentrasi solut dalamlarutan jenuh disebut kelarutan. Untuk solut padat maka larutan jenuhnya terjadi keseimbangan dimana molekul fase padat meninggalkan fasenya dan masuk kefase cairan dengan kecepatan sama dengan molekul-molekul ion dari fase cairyang mengkristal menjadi fase padat (sukardjo, 1997). Dalam larutan jenuh terjadi keseimbangan antara molekul zat yang larut dan yang tidak larut. Keseimbangan itu dapat dituliskan sebagai berikut: A(p)↔A(l) Dimana : A (l) : molekul zat terlarut



Harpiandi | D1121201003



Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu



Praktikum Kimia Fisika 2



A (p) : molekul zat yang tidak larut 2.3 Panas Pelarutan Panas pelarutan yang dihitung ini adalah panas yang diserap jika 1 mol padatandilarutkan dalam larutan yang sudah dalam keadaan jenuh. Hal ini berbeda dengan panaspelarutan untuk larutan encer yang biasa terdapat dalam table panas pelarutan. Padaumumnya panas pelarutan bernilai (+), sehingga menurut van’t hoff kenaikan suhu akan meningkatkan jumlah zat terlarut (panas pelarutan (+)) = endotermis. Sedangkan untuk zat – zat yang panas pelarutannya (-) adalh eksotermis. Kenaikan suhu akan menurunkan jumlah zat yang terlarut (Tim Kimia Fisika, 2011). Proses apa saja yang bersifat endotermis dalam satu arah adalah eksoterm dalamarah yang lain. Karena proses pembentukan larutan dalam proses pengkristalanberlangsung dengan laju dalam proses pengkristalan berlangsung dengan laju yang samadengan kesetimbangan maka perubahan energy netto adalah nol. Tetapi jika suhudinaikkan maka proses akan menyerap kalor. Dalam hal ini pembentukan larutan lebihdisukai. Segera setelah sushu dinaikkan tidak berada pada kesetimbangan karena ada lagi zat yang melarut. Suatu zat yang menyerap kalor ketika melarut cenderung lebihmudah larut pada suhu tinggi (Kleinfelter, 1996). 2.4 Faktor-faktor yang mempengaruhi Kelarutan Faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan suatu zat padat dalam cairan antara lain (Martin, 1993): a) Intensitas Pengadukan Pada pengadukan yang rendah aliran bersifat pasif. Zat padat tidak bergerak dan kecepatan pelarutan bergantung pada bagaimana karakter zat padat tersebut menghambur dari dasar wadah. Zat padat dan larutannya tidak berpindah ke atas sistem sehingga mempunyai perbedaan konsentrasi. Pada pengadukan yang tinggi sistem menjadi turbulent. Gaya sentrifugal dari putaran cairan mendorong partikel ke arah luar dan atas. b) pH (keasaman atau kebasaan)



Harpiandi | D1121201003



Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu



Praktikum Kimia Fisika 2



Kebanyakan obat adalah elektrolit lemah. Obat-obat ini bereaksi dengan kelompok asam dan basa kuat serta dalam jarak pH tertentu berada pada bentuk ion yang biasanya larut dalam air, sehingga jelaslah bahwa kelarutan elektrolit lemah sangat dipengaruhi oleh pH larutan. c) Suhu Perubahan kelarutan suatu zat terlarut karena pengaruh suhu erat hubungannya dengan panas pelarutan dari zat tersebut. Panas pelarutan didefinisikan sebagai banyaknya panas yang dibebaskan atau diperlukan apabila satu mol zat terlarut dilarutkan dalam dalam suatu pelarut untuk menghasilkan satu larutan jenuh. Kenaikan temperatur menaikkan kelarutan zat padat yang mengabsorpsi panas (proses endotermik) apabila dilarutkan. Pengaruh ini sesuai dengan asas Le Chatelier, yang mengatakan bahwa sistem cenderung menyesuaikan diri sendiri dengan cara yang sedemikian rupa sehingga akan melawan suatu tantangan misalnya kenaikan temperatur. Sebaliknya jika proses pelarutan eksoterm yaitu jika panas dilepaskan, temperatur larutan dan wadah terasa hangat bila disentuh. Kelarutan dalam hal ini akan turun dengan naiknya temperatur. Zat padat umumnya termasuk dalam kelompok senyawa yang menyerap panas apabila dilarutkan. d) Komposisi cairan pelarut. Seringkali zat pelarut lebih larut dalam campuran pelarut daripada dalam satu pelarut saja. Gejala ini dikenal dengan melarut bersama (kosolvensi) dan kombinasi pelarut menaikkan kelarutan dari zat terlarut disebut kosolven. e) Ukuran partikel Ukuran dan bentuk partikel juga berpengaruh terhadap ukuran partikel. Semakin kecil ukuran partikel semakin besar kelarutan suatu bahan obat. f) Tekanan



Harpiandi | D1121201003



Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu



Praktikum Kimia Fisika 2



Pada umumnya perubahan volume larutan yang dikarenakan perubahan tekanan kecil, sehingga diperlukan tekanan yang sangat besar untuk dapat mengubah kelarutan suatu zat (Sienko dan Plane, 1961). 2.5 Aplikasi panas pelarutan dalam Industri Mendapatkan panas bahan bakar semaksimal mungkin, misal suatu zat diketahui panas pelarutannya sebesar 4000℃, maka digunakan bahan bakar yang memberi panas 4000℃. Sehingga keperluan bahan bakar dapat ditekan semaksimal



mungkin.Dalam



pembuatan



reaktor



kimia,



bila



panas



pelarutannya diketahui, dengan demikian perancangan reaktor disesuaikan dengan panas pelarutan zat. Hal ini untuk menghindarikerusakan pada reaktor karena kondisi termal tertentu dengan kelarutan reaktor tersebut (Daniel, 1962).



Harpiandi | D1121201003



Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu



Praktikum Kimia Fisika 2



BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Hasil 4. Table 3.1 Standarisasi NaOH No.



V Asam



V NaOH



Indicator PP



Perubahan



Oksalat



Warna



1.



5 ml



0,7 ml



3 tetes



Ungu



2.



5 ml



0,6 ml



3 tetes



Ungu



5. Table 3.2 Titrasi Kelarutan Temperature (



V



Indicator



V



Perubahan



℃)



C2H2O4(ml)



PP



NaOH



Warna



1.



15℃



5ml



3 tetes



0,5ml



Ungu



2.



10℃



5ml



3 tetes



0,5ml



Ungu



3.



5℃



5ml



3 tetes



0,5ml



Ungu



No.



3.2 Pembahasan Yang dimaksud dengan kelarutan dari suatu zat dalam suatu pelarut, adalah banyaknya suatu zat dapat larut secara maksimum dalam suatu pelarut pada kondisi tertentu. Biasanya dinyatakan dalam satuan mol/liter. Jadi, bila bataskelarutan



tercapai,



maka



zat



yang



dilarutkan



itu



dalam



batas



kesetimbangan,artinya bila zat terlarut ditambah, maka akan terjadi larutan jenuh, bila zat yang dilarutkan dikurangi, akan terjadi larutan yang belum jenuh. Dan kesetimbangan tergantung pada suhu pelarutan (sukardjo, 1997). Buat larutan asam oksalat dan NaOH. Timbang terlebih dahulu asam oksalat sebanyak 0,16 gram dan NaOH sebanyak 0,96 gram. Masing-masing dilarutkan dalam 100 mL akuades. Pada saat pembuatan larutan jenuh yang perlu diperhatikan adalah larutan jangan sampai lewat jenuh, sehingga endapat yang dihasilkan tidak terlalu banyak.Standarisasi Asam Oksalat dengan larutan standar



Harpiandi | D1121201003



Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu



Praktikum Kimia Fisika 2



NaOH. Pipet asam oksalat sebanyak 5 mL daan masukan kedalam erlenmayer. Tambahkan 3 tetes indikator pp. Standardisasi larutan dilakukan untuk menentukan konsentrasi larutan standar sekunder ditentukan dengan tepat dengan cara mentitrasi dengan larutan standar primer (Padmaningrum, 2008). Standarisasi dilakukan secara duplo untuk menapatkan data yang lebih akurat. Yang berfungsi sebagai larutan primer adalah asam oksalat, dan NaOH sebagai larutan sekunder. Larutan standar adalah suatu larutan yang mengandung konsentrasi yang diketahui secara tepat dari unsur atau zat. Larutan standar biasanya berfungsi sebagai titran sehingga ditempatkan buret (NaOH), yang sekaligus berfungsi sebagai alat ukur volume larutan baku. Larutan yang akan ditentukan konsentrasinya atau kadarnya, diukur volumenya dengan menggunakan pipet volumetri dan ditempatkan di erlenmeyer larutan standar yang digunakan untuk menentukan konsentrasi zat lain, seperti larutan dalam titrasi (Murningsih, 2019). Masukan 5 mL asam oksalat dan masukan ke dalam icebath hingga suhu menjadi 15℃, 10℃, dan 5 ℃. Sebelumnya timbang terlebuh dahulu piknometer kosong. Selanjutnya masukan asam oksalat yang telah di tentukan variasi suhunya. Timbang masing-masing piknometer yang telah diisi asam oksalat dengan variasi suhu. Kemudian titrasi asam oksalat yang telah ditambahkan indikator pp sebanyak 3 tetes dengan NaOH hingga berubah warna menjadi merah muda. Titrasi dilakukan terhadap variasi suhu. Reaksi: 2 NaOH + H2C2O4  Na2C2O4 + 2 H2O Di dapatkan hasil pada standarisasi NaOH duplo menggunakan 5 ml asam oksalat adalah 0,7 ml dan 0,6 ml untuk warna akhir titrasinya yaitu ungu. Nilai standarisasinya yaitu 0,0480 M. Pada titrasi kelarutan sebagai fungsi suhu menggunakan variasi suhu 15℃, 10℃, dan 5℃ didapatkan hasil volume rata-rata 0,5 ml untuk warna akhir titrasinya yaitu ungu. Titrasi merupakan suatu proses analisis dimana suatu volum larutan standar ditambahkan ke dalam larutan dengan tujuan mengetahui komponen yang tidak dikenal. Titik akhir titrasi adalah titik pada saat titrasi diakhiri/dihentikan. Titik ekivalen adalah titik yang menyatakan banyaknya titran secara kimia setara dengan banyaknya analit. Analit adalah spesies (atom, unsur, ion, gugus, molekul) yang dianalisis atau ditentukan



Harpiandi | D1121201003



Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu



Praktikum Kimia Fisika 2



konsentrasinya atau strukturnya ((Padmaningrum, 2008). Piknometer kosong yang ditimbang didapatkan 15,50 gr. Sedangkan piknometer dengan variasi suhu didapatkan masing-masing massanya adalah 25,34gr; 25,12gr; dan 24,79gr. Densitas asam oksalat di dapat masing-masing suhu yaitu 0,984gr/ml; 0,962gr/ml; dan 0,929gr/ml. Sedangkan untuk konsentrasi nya didapatkan 0,000048 mol.



Grafik 3.2.1 Grafik



1 terhadap log mol T



Dari grafik diperoleh persamaan y= -4,3188, sehingga kalor perlarutan differensialnya dapat ditentukan menggunakan rumus: Log mol ¿



−∆ HPS 1 × +C diperoleh harga untuk kalor perlarutan differensial 2,303 R T



dari grafik bernilai positif yaitu 0,082693 K J⁄mol yang artinya pelarutan pada percobaan ini berlangsung secara endoterm.



Harpiandi | D1121201003



Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu



Praktikum Kimia Fisika 2



BAB IV SIMPULAN DAN SARAN 4.1 Simpulan Dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi suhu maka semakin besar kelarutan suatu zat. Nilai densitas asam oksalat didapat dari masing-masing variasi suhu yaitu sebesar 0,984gr/ml; 0,962gr/ml; dan 0,929gr/ml. Harga nilai panas pelarutan didapat 0,082693 K J⁄mol, artinya percobaan ini berlangsung secara endoterm. 4.2 Saran Saat titrasi, perhatikan perubahan warna yang terjai agar hasilnya tidak terlalu pekat. Saat pendinginan larutan jangan sampai suhu terlalu rendah atau tidah sesuai karena dapat mempengaruhi hasil penimbangan dan titrasi.



Harpiandi | D1121201003



Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu



Praktikum Kimia Fisika 2



DAFTAR PUSTAKA Atkins, PW. 1994. Kimia Fsika. Jakarta: Elangga. Daniel, F.. 1962. Experimental Physical Chemistry 6 th ed. International Student edition. New York: McGraw Hill Book Co. Inc. Kleinfelter, Keenan. 1996. Kimia Untuk Universitas. Jakarta: Erlangga. Martin, A. 1993. Farmasi Fisika I. Jakarta: Penerbit universitas Indonesia. Padmaningrum, R. T. 2008. Titrasi Iodometri.. Yogyakarta: FMIPA UNY. Sienko, M.J dan Plane, R.A. 1961. Chemistry Edisi ke-2. New York:McGrawHill Book Co. Sukardjo, Pr. 1997. Kimia Fisika. Rineka Cipta: Yogyakarta. Tim Dosen Kimia Fisik. 2011. Diktat Petunjuk Praktikum Kimia Fisik . Semarang: Laboratorium Kimia Universitas Negeri Semarang. Murningsih, Natalina. 2019.  Pengaruh Model Pembelajaran Triplechem Terhadap Model Mental Siswa Tentang Titrasi Asam Basa. Thesis. Universitas Pendidikan Ganesha. Apsari, K., & Chaerunisa, A. Y. 2020. Review Jurnal: Upaya Peningkatan Kelarutan Obat. Farmaka, 18(2), 56-68.



Harpiandi | D1121201003



Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu



Praktikum Kimia Fisika 2



LAMPIRAN



Gambar 1. NaOH



Harpiandi | D1121201003 Gambar 3. Standarisasi NaOH



Gambar 2. Asam Oksalat



Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu Gambar 4. Piknometer Kosong



Praktikum Kimia Fisika 2



Gambar 4. Piknometer KosongGambar 4. Pikno + Larutan



Gambar 4. Titrasi Kelarutan



Harpiandi | D1121201003



Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu



Praktikum Kimia Fisika 2



PERHITUNGAN 1. Pembuatan Larutan a. NaOH M =0,24 Mr =40 gram/ mol V =100mL massa=? m 1000 × Mr V m 1000 0,24= × 40 100 40 × 0,24 m= 10 m=0,96 gram M=



b. Asam Oksalat M =0,0125 Mr =126 gram/mol V =100mL m 1000 × Mr V m 1000 0,0125= × 126 100 126 ×0,0125 m= 10 m=0,16 gram M=



2. Densitas Asam Oksalat  15 ℃ massa piknokosong=15,50 massa pikno+ destilat=25,34



( pikno+ destilat )−( pikno kosong ) V pikno 25,34−15,50 ρ= 10



ρ=



Harpiandi | D1121201003



Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu



Praktikum Kimia Fisika 2



ρ=0,984 gr /mL



 10 ℃ massa pikno kosong=15,50 massa pikno+ destilat=25,12



( pikno+ destilat )−( piknokosong ) V pikno 25,12−15,50 ρ= 10 ρ=0,962 gr / mL



ρ=



 5℃ massa pikno kosong=15,50 massa pikno+ destilat=24,79



( pikno+ destilat )−( piknokosong ) V pikno 24,79−15,50 ρ= 10 ρ=0,929 gr /mL



ρ=



3. Standarisasi NaOH V asam Oksalat=5 mL M asamoksalat =0,0125 V NaOH 1=0,7 mL V NaOH 2=0,6 mL V NaOH =



V 1+V 2 0,7+ 0,6 = =0,65 mL 2 2



Ditanya: M NaOH? Penyelesaian: Rx: 2 NaOH + H 2 C 2 O 4 → Na2 C 2 O4 +2 H 2 O 1 n NaOH= H 2 C2 O4 2 M NaOH ×V NaOH =1/2(M H 2 C2 O4 ×V H 2 C 2 O4 ) M NaOH × 0,65 mL=1 /2(0,0125× 5 mL) M NaOH =0,0480 M 4. Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu



Harpiandi | D1121201003



Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu



Praktikum Kimia Fisika 2



VC



2



H2 O 4



=5 mL



M NaOH =0,0480 M Ditanya: n H 2 C 2 O4 Rx : 2 NaOH + H 2 C 2 O 4 → Na2 C 2 O4 +2 H 2 O a. 15 ℃=¿ V NaOH=0,5 mL n H 2 C 2 O 4=2 ( n NaOH ) M H 2 C 2 O4 ×V H 2 C 2 O 4=2 ( M NaOH ×V NaOH ) M H 2 C 2 O4 ×5 mL=2 ¿0,5) M H 2 C 2 O4 =0,0096 M



n H 2 C 2 O4=M H 2 C 2 O4 × V H 2 C2 O4 ¿ 0,0096 × 0,005 L ¿ 0,000048 mol b. 10 ℃=¿ V NaOH=0,5 mL n H 2 C 2 O 4=2 ( n NaOH ) M H 2 C 2 O4 ×V H 2 C 2 O 4=2 ( M NaOH ×V NaOH ) M H 2 C 2 O4 ×5 mL=2 ¿0,5) M H 2 C 2 O4 =0,0096 M n H 2 C 2 O4=M H 2 C 2 O4 × V H 2 C2 O4 ¿ 0,0096 × 0,005 L ¿ 0,000048 mol c. 5 ℃=¿ V NaOH=0,5 mL n H 2 C 2 O 4=2 ( n NaOH ) M H 2 C 2 O4 ×V H 2 C 2 O 4=2 ( M NaOH ×V NaOH ) M H 2 C 2 O4 ×5 mL=2 ¿0,5) M H 2 C 2 O4 =0,0096 M n H 2 C 2 O4=M H 2 C 2 O4 × V H 2 C2 O4 ¿ 0,0096 × 0,005 L ¿ 0,000048 mol T (K )



Harpiandi | D1121201003



1/T ( K)



mol



log mol



Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu



Praktikum Kimia Fisika 2



288,15



0,0034704



0,000048



−4,318758763



283,15



0,0035316



0,000048



−4,318758763



278,15



0,0035951



0,000048



−4,318758763



1/T



log m 0,00347



0,003532



-4,31876



0,003595



log mol=



-4,31876



-4,31876



−∆ HPS 1 × +C 2,303 R T



gradien=



−∆ HPS 2,303 R



Harpiandi | D1121201003



Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu



Praktikum Kimia Fisika 2



−∆ HPS=m×2,303 × R



−∆ HPS=4,3188 ×2,303 ׿ )



¿ 82,6926



J mol . K



¿ 0,082693



KJ mol



Harpiandi | D1121201003



Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu