Laporan Volume Molar Parsial [PDF]

Citation preview

PENENTUAN VOLUME MOLAR PARSIAL ABSTRAK Telah dilakukan percobaan penentuan volume molar parsial dari larutan natrium klorida (NaCl) yang bertujuan untuk menentukan volume molar parsial larutan natrium klorida (NaCl) sebagai fungsi rapat massa. Prinsipnya adalah dengan memanfaatkan pengaruh suhu larutan terhadap rapat massanya. Pertama-tama dibuat 4 macam konsentrasi larutan natrium klorida (NaCl), kemudian ditimbang piknometer kosong, lalu dimasukkan 4 macam konsentrasi larutan natrium klorida (NaCl) ke dalam masingmasing piknometer. Panaskan keempat piknometer yang berisi larutan natrium klorida (NaCl) dalam water bath pada suhu 35°C selama ± 15 menit. Keluarkan piknometer, dikeringkan, dan ditimbang kembali. Lakukan hal yang sama pada air sebagai pembandingnya. Dari hasil percobaan diperoleh volume molar parsial larutan natrium klorida (NaCl) 3 M ; 1,5 M ; 0,75 M ; dan 0,375 M berturut-turut adalah 43,96 mL ; 48,85 mL ; 51,98 mL ; dan 53,68 mL. Sedangkan volume molar parsial air berturut-turut 430,59 mL ; 163,57 mL ; 69,71 mL ; dan 36,28 mL. Kata Kunci : volume molar parsial, piknometer, rapat massa, water bath



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menemukan berbagai zat-zat yang ada disekitar kita, zat-zat tersebut jarang sekali ditemukan dalam bentuk murni atau dengan kata lain zat-zat tersebut ditemukan dalam bentuk campuran antara dua zat atau lebih. Prinsip volume molar parsial menjadi penting karena dengan prinsip volume molar parsial kita dapat mengetahui sifat-sifat termodinamika zat yang ada dalam campuran tersebut. Zat-zat tersebut umum ditemukan dalam bentuk larutan (padatan yg dilarutakan dalam cairan), pelarut yang biasa dipakai adalah air. Sehingga sangat penting untuk mengetahui sifat-sifat parsial zat tersebut. 1.2 Prinsip Percobaan Prinsip percobaan penentuan volume molar parsial adalah dengan memanfaatkan pengaruh suhu terhadap rapat massanya. Pada percobaan ini digunakan larutan natrium klorida (NaCl), pertama-tama dibuat 4 macam konsentrasi larutan natrium klorida (NaCl), kemudian ditimbang piknometer kosong, lalu dimasukkan 4 macam konsentrasi larutan natrium klorida (NaCl) ke dalam masin-masing piknometer. Panaskan keempat piknometer yang berisi larutan natrium klorida (NaCl) dalam water bath pada suhu 35 °C selama ± 15 menit. Keluarkan piknometer, dikeringkan, dan ditimbang kembali. Lakukan hal yang sama pada air sebagai pembandingnya. 1.3 Tujuan Menentukan volume molar parsial larutan natrium klorida (NaCl) sebagai fungsi rapat massa.



BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Larutan dan Konsentrasi Larutan



Larutan adalah campuran homogen antara zat terlarut dan pelarut. Suatu larutan disebut campuran karena susunannya dapat berubah-ubah. Homogen karena susunannya seragam sehingga tidak dapat diamati ada atau tidaknya bagian yang berbeda. Sedangkan campuran heterogen permukaan-permukaan tertentu dapat dideteksi antara beberapa fase yang terpisah (Hardjono, 2001). Fase larutan yaitu pelarut (solvent) atau zat terlarut (solute) dapat berupa gas, cair, atau zat padat (Sumardjo,2008). Suatu larutan yang konsentrasi zat terlarut sama dengan kelarutannnya disebut larutan jenuh (saturated). Jika konsentrasinya



lebih



rendah,



larutannya



disebut



larutan



tak



jenuh



(unsaturated), dan jika konsentrasi zat terlarut lebih besar dari larutan jenuh disebut larutan lewar jenuh (supersaturated) (Goldberg, 2008) Konsentrasi larutan adalah jumlah zat terlarut yang terdapat di dalam sejumlah tertentu pelarut atau larutan. Konsentrasi larutan dapat dinyatakan dengan berbagai cara. Salah satu satuan konsentrasi yang paling umum dalam kimia adalah molaritas (M) (Chang, 2005). Molaritas menyatakan banyaknya mol zat dalam satu liter larutan (Sumardjo, 2008). 2.2 Volume Molar Parsial Volume molar parsial adalah kontribusi pada volume dari satu komponen dalam sampel terhadap volume total. Volume molar parsial komponen suatu campuran berubah-ubah tergantung pada komposisi, karena lingkunagan setiap jenis molekul berubah dari a murni ke b murni. Perubahan lingkungan molekuler dan perubahan gaya-gaya yang bekerja antara molekul inilah yang menghasilkan variasi sifat termodinamika campuran jika komposisinya berubah (Atkins, 1993). ∂J ≠Ji ∂ n1 T , P , n



( )



j



Ada 3 sifat termodinamik molar parsial utama, yakni (Dogra, 1990): a. volume molar parsial dari komponen-komponen dalam larutan b. entalpi molar parsial c. energi bebas molar parsial 2.3 Piknometer Piknometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur nilai massa jenis atau densitas dari fluida. Cara menghitung massa fluida yaitu massa pikno berisi



fluida dikurangi massa pikno kosong. Piknometer terdiri dari 3 bagian yaitu (While, 1988): a. pikno b. lubang (kapiler) c. gelas (tabung ukur) 2.4 Analisis Bahan 2.4.1 Akuades (H2O) Akuades merupakan cairan tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa dengan rumus molekul H2O dan bersifat polar, sehingga merupakan pelarut yang baik untuk bermacam-macam zat ; molekul air terikat oleh ikatan hidrogen satu sama lain. Air membeku pada 0 oC, mendidih pada 100 oC, dan mempunyai kerapatan (1 g cm-3) terbesar pada 4 oC (Pudjaatmaka, dkk, 1993 ; Wertheim, 2000). 2.4.2 Natrium klorida (NaCl) Natrium korida adalah senyawa ionik sederhana berbentuk padatan rapuh dengan titik leleh 801°C. Dalam bentuk lelehan dan larutannya, senyawa ini dapat menghantarkan arus listrik (Sutresna, 2008).



BAB III METODOLOGI 3.1 Alat dan Bahan



dibuat 5 macam konsentrasi larutan NaCl



Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah piknometer, labu ukur, ditimbang piknometer kosong gelas beker, pipet ukur, pipet volume, batang pengaduk, botol semprot, pipet tetes, diisi piknometer sampai penuh dengan larutan yang akan termometer, stopwatch, tali, dan water bath. diukur rapat massanya Bahan-bahandigantingkan yang digunakan pada percobaan adalah klorida piknometer di dalam ini water bath natrium pada suhu 35°C (NaCl) dan akuades selama (H2O). 15 menit 3.2 Prosedur Kerja NaCl



diamati permukaan larutan di dalam piknometer harus masih tetap penuh. Jika berkurang tambahkan larutan selama piknometer masih di dalam water bath dikeluarkan piknometer dari water bath dan cepat keringkan ditimbang piknometer tersebut dengan menggunakan neraca analitis dilakukan pengerjaan 2 sd 7 di atas untuk penentuan rapat massa air dan larutan NaCl yang telah dibuat pada pengerjaan



Hasil 3.3 Rangkaian Alat



Gambar 3.1 Pemanasan larutan dalam Gambar 3.2 Piknometer piknometer dengan menggunakan water bath



BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Data Pengamatan No. Piknometer



Konsentrasi NaCl (M)



Massa Piknometer (gr) Kosong



+ H2O



+ NaCl



5



3



23,0141



47,8556



50,6263



2



1,5



23,2261



47,8824



49,3036



5



0,75



23,0141



47,8556



48,5526



2



0,375



23,2261



47,8824



48,2551



4.2 Pembahasan Volume molar parsial adalah kontribusi pada volume dari satu komponen dalam sampel terhadap volume total. Volume molar parsial komponen suatu campuran berubah-ubah tergantung pada komposisi, karena lingkunagan setiap jenis molekul berubah dari a murni ke b murni. Perubahan lingkungan molekuler dan perubahan gaya-gaya yang bekerja antara molekul inilah yang menghasilkan variasi sifat termodinamika campuran jika komposisinya berubah (Atkins, 1993).



Prinsip percobaan penentuan volume molar parsial adalah dengan memanfaatkan pengaruh suhu terhadap rapat massanya. Pada percobaan ini digunakan larutan natrium klorida (NaCl) dan air sebagai pembandingnya. 4.2.1 Analisis Prosedur Prosedur kerja pada percobaan ini adalah pertama-tama buat 4 macam konsentrasi larutan NaCl yaitu 3 M ; 1,5 M ; 0,75 M ; 0,375 M dengan cara melarutkan padatan NaCl dengan akuades. Tujuan dari bermacam-macam konsentrasi larutan NaCl adalah untuk melihat pengaruh konsentrasi terhadap rapat massa larutan NaCl. Kemudian dipanaskan piknometer kosong di dalam oven selama ± 1 jam pada suhu 100 °C, untuk menghilangkan pengotornya khususnya air, agar piknometer yang ditimbang bebas dari zat pengotor. Lalu timbanglah piknometer kosong tersebut. Pada percobaan ini digunakan 2 buah piknometer yaitu piknometer nomor 2 dan 5. Kemudian isi piknometer dengan akuades dan timbang piknometer tersebut. akuades pada piknometer harus terisi penuh/jangan ada rongga udara di dalam kapiler piknometer. Lalu gantungkan piknometer di dalam water bath pada suhu 35 °C selama ± 15 menit, tujuan dipakai suhu 35 °C adalah agar pengukuran sesuai dengan kondisi ruangan tempat pengukuran sehingga akan diperoleh nilai pengukuran yang lebih tepat, kemudian posisikan piknometer agar seluruh bagian piknometer berada di bawah permukaan air di dalam water bath, hati-hati jangan sampai air dalam water bath masuk ke dalam piknometer, karena jika air dalam water bath memasuki piknometer yang berisi akuades akan mempengaruhi nilai massa piknometer yang berisi akuades. Lalu amati permukaan larutan di dalam piknometer harus masih tetap penuh jika berkurang tambahkan larutan selama piknometer masih di dalam water bath. Kemudian keluarkan piknometer dati dalam water bath dan cepat keringkan dengan tisu, lalu timbang piknometer tersebut dengan menggunakan neraca analitis. Lakukan pengerjaan yang sama untuk penentuan rapat massa larutan NaCl yang telah dibuat dari keempat macam konsentrasi. 4.2.2 Analisis Hasil Menurut Dogra (1990), ada tiga sifat termodinamik molar parsial utama, yaitu : a. volume molar parsial dari komponen-komponen dalam larutan b. entalpi molar parsial



c. energi bebas molar parsial Sifat-sifat molar parsial dapat ditentukan dengan beberapa metode sebagai berikut (Tim Praktikum Kimia Fisika II, 2014): a. Metode Grafik Dengan metode ini volume V dialurkan sebagai fungsi komposisi larutan. Volume larutan diukur pada variasi penambahan jumlah suatu komponen yang sudah ada dalam sistem dengan tetap mempertahankan komposisi total semua komponen penyusunnya. Jika aluran tersebut menghasilkan suatu garis lurus linier, maka besarnya volume molar parsial dari komponen yang ditambahkan itu adalah sama dengan kemiringan garis tersebut. b. Metode Analitik Jika harga sifat ekstensif dapat dinyatakan sebagai suatu fungsi aljabar dari komposisi sistem, maka sifat molar parsial dapat dihitung secara analitik. X2 ∂ V 2 V 1=∫ d X 2 +C 1 X 2−1 X 2



( )



c. Metode Intersep Harga V dialurkan terhadap X1, intersep pada X1



0 memberikan V2 dan



pada X2 1 memberikan Vi, dari persamaan : ∂V V 2=V −X 1 ∂ X1



[ ]



d. Metode Volume Molar ∅ Persamaan volume molar nyata ∅ , dapat dituliskan sebagai berikut : ∅=



(



w−w 0 1 1000 m 2− x d m w0−we



(



))



dengan w0 = massa piknometer + massa air we = massa piknometer kosong w = massa piknometer + massa larutan Dari hasil percobaan diperoleh volume molar parsial larutan natrium klorida (NaCl) 3 M ; 1,5 M ; 0,75 M ; dan 0,375 M berturut-turut adalah 43,96 mL ; 48,85 mL ; 51,98 mL ; dan 53,68 mL. Sedangkan volume molar parsial air berturut-turut 430,59 mL ; 163,57 mL ; 69,71 mL ; dan 36,28 mL. Dari data dapat disimpukan bahwa semakin besar konsentrasi larutan NaCl, maka volume molar



parsialnya akan semakin besar. Karena dengan bertambahnya konsentrasi larutan NaCl, maka densitas dari larutan tersebut juga akan semakin besar. Sedangkan dari volume molar parsial air, dengan bertambahnya konsentrasi larutan NaCl, maka volume molar parsial akan berkurang. Volume parsial larutan NaCl berbanding terbalik dengan volume molar parsial air. Jika volume molar parsial larutan NaCl bertambah, maka volume molar parsial air akan berkurag, begitu juga sebaliknya. BAB V PENUTUP 5.1 Simpulan Dari hasil percobaan diperoleh volume molar parsial larutan natrium klorida (NaCl) 3 M ; 1,5 M ; 0,75 M ; dan 0,375 M berturut-turut adalah 43,96 mL ; 48,85 mL ; 51,98 mL ; dan 53,68 mL. Sedangkan volume molar parsial air berturut-turut 430,59 mL ; 163,57 mL ; 69,71 mL ; dan 36,28 mL. Dari data dapat disimpukan bahwa semakin besar konsentrasi larutan NaCl, maka volume molar parsialnya akan semakin besar. Karena dengan bertambahnya konsentrasi larutan NaCl, maka densitas dari larutan tersebut juga akan semakin besar. Sedangkan dari volume molar parsial air, dengan bertambahnya konsentrasi larutan NaCl, maka volume molar parsial akan berkurang 5.2 Saran Pada percobaan selanjutnya disarankan untuk mengganti natrium klorida (NaCl) dengan fenol (C6H5OH).



DAFTAR PUSTAKA Atkins. 1993. Kimia Fisika. Jakarta : Erlangga Chang, Raymond. 2005. Kimia Dasar Edisi Ketiga Jilid 1. Jakarta : Erlangga. Dogra. 1990. Kimia Fisik dan Soal-soal. Jakarta : UI Press. Goldberg. 2008. Kimia untuk Pemula Edisi Ketiga. Jakarta : Erlangga. Hardjono. 2001. Kimia Dasar. Yogyakarta : UGM Press. Pudjaatmaka, dkk. 1993. Kamus Kimia. Jakarta : Balai Pustaka. Sumardjo. 2008. Pengantar Kimia. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC. Sutresna, Nana. 2008. Kimia SMA Kelas X. Bandung : Grafindo Media Pratama. Wertheim, dkk. 2000. Kamus Kimia Bergambar. Jakarta : Erlangga. While, Frank M. 1988. Mekanika Fluida Edisi Kedua Jilid 1. Jakarta : Erlangga.



JAWABAN PERTANYAAN 1. Karena termostat berfungsi sebagai penstabil suhu, pada percobaan ini menggunakan water bath pada suhu 35 °C, karena suhu ruangan berkisar antara 30-35 °C, sehingga pengukuran akan semakin tepat. 2. Pada percobaan ini tidak dilakukan penambahan larutan ke dalam piknometer, hal ini disebabkan larutan yang ada dalam piknometer tidak mengalami pengurangan volume. Biasanya ketika suatu larutan dipanaskan, maka larutan tersebut akan memuai. Sehingga volume di dalam piknometer berkurang, namun pada percobaan volume pada piknometer masih tetap penuh.