Yeni Adi Tiani - 20307141046 - Volume Molal Parsial [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM



KESETIMBANGAN KIMIA VOLUME MOLAL LARUTAN



Disusun Oleh Nama



: Yeni Adi Tiani



NIM



: 20307141046



Kelas



: Kimia E



PROGRAM STUDI KIMIA JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2021



A. Tujuan Percobaan Menentukan volume molal parsial dari komponen suatu larutan. B. Dasar Teori Molal atau molalitas adalah jumlah mol zat terlarut per kg pelarut, yang merupakan perbandingan antara jumlah mol zat terlarut dengan massa pelarut dalam satuan kilogram. m=



mol zat terlarut massa pelarut



…………………...Persamaan 1



Persamaan dapat dijabarkan menjadi :



m = (𝑑



1 𝑀𝑟



) ……………………….Persamaan 2



− 𝑀 1000



Volume molal parsial adalah kontribusi pada volume dari satu komponen dalam sampel terhadap volume total. Volume molal parsial komponen suatu campuran berubah-ubah tergantung pada komposisi, karena lingkungan setiap jenis molekul dapat berubah jika komposisinya berubah dari A murni ke B murni. Perubahan lingkungan molekuler dan perubahan gaya-gaya yang bekerja antara molekul akibat perubahan komposisi akan menghasilkan variasi sifat termodinamika campuran (Dogra, 1990). Secara matematik, volume molal parsial dapat didefinisikan sebagai : 𝜕𝑉



̅ …………………………………Persamaan 3 (𝜕𝑛ᵢ)p,T,n,j = 𝑉ᵢ ̅ merupakan volume molal parsial dari komponen ke-i. Secara fisik 𝑉ᵢ ̅ Dimana 𝑉ᵢ berarti kenaikan dalam besaran termodinamika V yang diamati apabila satu mol senyawa i ditambahkan ke suatu sistem yang besar sehingga komposisinya tetap. Pada temperatur dan tekanan tetap, persamaan di atas dapat ditulis sebagai : ̅ 𝑑𝑛ᵢ ………………………………...Persamaan 4 dV = ∑ ᵢ 𝑉ᵢ Persamaan 2 dapat diintegrasikan menjadi :



̅ 𝑛ᵢ ………………………………......Persamaan 5 𝑉 = ∑ ᵢ 𝑉ᵢ Persamaan kelima memiliki makna bahwa suatu larutan yang komposisinya tetap, suatu komponen n1, n2, n3,…, ni ditambahkan lebih lanjut sehingga komposisi relatif dari setiap jenis tetap (Dogra, 1990). Massa jenis suatu zat dapat ditentukan dengan berbagai alat salah satunya menggunakan piknometer. Piknometer adalah suatu alat yang terbuat dari kaca, bentuknya menyerupai botol parfum atau sejenisnya. Piknometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur nilai massa jenis atau densitas fluida. Terdapat beberapa macam ukuran dari piknometer, dimana nilai volume ini valid pada temperatur yang tertera pada piknometer tersebut (Atkins, 1990). Volume molal pelarut murni dapat dihitung dari berat molekul (18,016 untuk air) dibagi dengan berat jenis, pada keadaan yang diamati.untuk larutan tersebut dipenuhi : V = (1000 + m x M2) / d …………………..Persamaan 6 n1V1o = 1000/do …………………………….Persamaan 7 Dengan d, do berturut-turut adalah berat jenis larutan, berat jenis air murni, sedangkan M2 adalah berat molekul zat terlarut. Volume molal semu dapat digunakan untuk mengukur volume molal parsial zat terlarut dan pelarut. Persamaan volume molal semu merupakan differensiasi dai persamaan 6 dan 7 sehingga diperoleh persamaan seperti berikut : 1000



d−d0



1000



Wc−W



{M₂– ( m )[ do ]} ф= ………………….Persamaan 8 𝑑 {M₂– ( m )[ W0−W]} ф= ………………..Persamaan 9 𝑑



Kedua persamaan digunakan untuk menghitung volume molal semu (ф), disini W, Wo, Wc berturut-turut adalah berat piknometer yang dipenuhi larutan, dipenuhi air dan piknometer kosong ( Tim Kimia Fisika, 2014).



Volume molal semu dalam parameter eksperimen berhubungan dengan molalitas (m) dan densitas (d) dari larutan. Persamaan dapat dinyatakan sebagai berikut : 𝑊𝑐−𝑊



d = ( 𝑉𝑝 ) ………………………………Persamaan 10 Wc, W, dan Vp masing-masing adalah massa piknometer berisi zat terlarut, massa piknometer kosong, serta volume piknometer pada temperatur tertentu (Klotz, 1950). Fungsi volume molal semu (ф) akan linier dengan √m, tetapi tidak dengan molalitas (m). Fungsi memiliki persamaan : ф = ф° + (d ф / d√m)( √m) ……………….Persamaan 11 Dari persamaan diatas, diperoleh persamaan yang bekerja untuk volume molal parsial zat terlarut (V2). V2 = ф° + (3√m /2)( dф/d √m) …….…….Persamaan 12 Penggunaan molalitas untuk konsentrasi akan diperoleh n2 = m dan n1= 55,51 dari 1000 gram air. Nilai disubstitusi dan diperoleh persamaan yang bekerja untuk volume molal parsial pelarut (V1) (Lewis dan Randall, 1961). V1 = V1° + (m/55,51)(√m/2) (dф/d √m)…Persamaan 13 C. Alat dan Bahan Alat : 1. 1 buah piknometer



2. 1 buah labu takar 100 mL



3. 1 buah gelas piala 100 mL



4. 1 buah gelas ukur 50 mL



5. Pipet tetes



6. Pipet ukur



Bahan : 1. Larutan NaCI 2 M 2. Akuades



D. Cara Kerja Larutan NaCI 2 M Pengenceran dalam labu takar



Larutan NaCI konsentrasi 1 M ; 0,5 M ; 0,25 M ; 0,125 M



Ditimbang masing-masing Dimulai dari yang encer Pinometer kosong (W), piknometer penuh akuades (W0), dan piknometer penuh larutan (Wc)



Suhu cairan diukur di dalam piknometer



Langkah 2 dan 3 diulangi untuk semua konsentrasi NaCI



E. Data Pengamatan Volume piknometer pada suhu 28°C = 25,06 mL Densitas akuades = 1 gr/mL Massa molekul relatif NaCI = 58,5 gr/mol Larutan NaCI 2 M diencerkan menjadi 0,125 M; 0,25 M; 0,5 M; 1 M



Uraian



Berat (g)



Temperatur (°C)



Piknometer kosong



16,12



Piknometer + akuades



41,18



28



Piknometer + NaCI 0,125 M



41,32



28



Piknometer + NaCI 0,25 M



41,42



28,5



Piknometer + NaCI 0,5 M



41,62



29



Piknometer + NaCI 1 M



41,12



29



F. Perhitungan 1. Menghitung densitas larutan NaCI dalam berbagai konsentrasi Diketahui : Volume piknometer pada suhu 28°C = 25,06 mL Volume piknometer kosong (W) = 16,12 gr Volume pinometer + larutan NaCI 0,125 M (Wc) = 41,32 gr Volume pinometer + larutan NaCI 0,25 M (Wc) = 41,42 gr Volume pinometer + larutan NaCI 0,5 M (Wc) = 41,62 gr Volume pinometer + larutan NaCI 0,5 M (Wc) = 41,12 gr a) Mencari densitas (d) larutan NaCI 0,125 M 𝑊𝑐−𝑊



d = ( 𝑉𝑝 ) d= d=



(41,32−16,12)𝑔𝑟 25,06 𝑚𝐿 25,2 𝑔𝑟 25,06 𝑚𝐿



d = 1,0055 gr/mL b) Mencari densitas (d) larutan NaCI 0,25 M 𝑊𝑐−𝑊



d = ( 𝑉𝑝 ) d= d=



(41,42−16,12)𝑔𝑟 25,06 𝑚𝐿 25,3 𝑔𝑟 25,06 𝑚𝐿



d = 1,0095 gr/mL c) Mencari densitas (d) larutan NaCI 0,5 M



𝑊𝑐−𝑊



d = ( 𝑉𝑝 ) d= d=



(41,62−16,12)𝑔𝑟 25,06 𝑚𝐿 25,5 𝑔𝑟 25,06 𝑚𝐿



d = 1,0175 gr/mL d) Mencari densitas (d) larutan NaCI 1 M 𝑊𝑐−𝑊



d = ( 𝑉𝑝 ) d= d=



(41,12−16,12)𝑔𝑟 25,06 𝑚𝐿 25 𝑔𝑟 25,06 𝑚𝐿



d = 0,9976 gr/mL 2. Menghitung molalitas larutan NaCI (m) dalam berbagai konsentrasi Diketahui : Densitas NaCI 0,125 M = 1,0055 gr/mL Densitas NaCI 0,25 M = 1,0095 gr/mL Densitas NaCI 0,5 M = 1,0175 gr/mL Densitas NaCI 1 M = 0,9976 gr/mL Mr NaCI = 58,5 gr/mol Molaritas (M) = 0,125 M ; 0,25 M ; 0,5 M ; 1 M Dijawab : a) Molalitas larutan NaCI 0,125 M 1



m = (𝑑



𝑀𝑟



)



− 𝑀 1000



1 m = (1,0055 𝑔𝑟/𝑚𝐿 58,5 𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙 ) − 0,125 𝑀 1000 1



m=(



8,044−0,0585



m=(



1



7,9855



)



m = 0,125 molal



)



b) Molalitas larutan NaCI 0,25 M 1



m = (𝑑



𝑀𝑟



)



− 𝑀 1000



1 m = (1,0095 𝑔𝑟/𝑚𝐿 58,5 𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙 ) − 0,25 𝑀 1000 1



m=(



4,038−0,0585 1



m=(



3,9795



)



)



m = 0,25 molal c) Molalitas larutan NaCI 0,5 M 1



m = (𝑑



𝑀𝑟



)



− 𝑀 1000



1 m = (1,0175 𝑔𝑟/𝑚𝐿 58,5 𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙 ) − 0,5 𝑀 1000 1



m=(



2,035−0,0585



m=(



1



1,9765



)



)



m = 0,5 molal d) Molalitas larutan NaCI 1 M 1



m = (𝑑



𝑀𝑟



)



− 𝑀 1000



1 m = (0,9976 𝑔𝑟/𝑚𝐿 58,5 𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙 ) − 1𝑀 1000 1



m=(



0,99765−0,0585



m=(



1



0,9391



)



m = 1,06 molal



)



3. Menghitung volume molal semu (ф) larutan NaCI pada berbagai konsentrasi Diketahui : Massa molekul relatif (M2) = 58,5 gr/mol Densitas akuades (d0) = 1 gr/mL Molalitas NaCI 0,125 M (m) = 0,125 molal Molalitas NaCI 0,25 M (m) = 0,25 molal Molalitas NaCI 0,5 M (m) = 0,5 molal Molalitas NaCI 1 M (m) = 1,06 molal Densitas NaCI 0,125 M (d) = 1,0055 gr/mL Densitas NaCI 0,25 M (d) = 1,0095 gr/mL Densitas NaCI 0,5 M (d) = 1,0175 gr/mL Densitas NaCI 1 M (d) = 0,9976 gr/mL a) Volume molal semu (ф) larutan NaCI 0,125 M 1000



d−d0



{M₂– ( m )[ do ]} ф= 𝑑 gr 𝑔𝑟 1,0055 −1 gr 1000 mL 𝑚𝐿]} –( )[ gr mol 0,125 molal 1 mL



{58,5



ф=



1,0055 gr/mL gr 0,0055 gr mL]} – (8000)[ gr mol 1 mL



{58,5



ф= ф= ф= ф=



1,0055 gr/mL gr – (8000)[0,0055 𝑔𝑟]} mol



{58,5



1,0055 gr/mL gr – 44} mol



{58,5



1,0055 gr/mL {14,5 gr/mol} 1,0055 gr/mL



ф = 14,42 mL/mol b) Volume molal semu (ф) larutan NaCI 0,25 M 1000



d−d0



{M₂– ( m )[ d0 ]} ф= 𝑑



ф=



gr 𝑔𝑟 1,0095 −1 gr 1000 mL 𝑚𝐿 {58,5 –( )[ ]} gr mol 0,25 molal 1 mL



1,0095 gr/mL gr 0,0095 gr mL]} – (4000)[ gr mol 1 mL



{58,5



ф= ф= ф= ф=



1,0095 gr/mL gr – (4000)[0,0095]} mol



{58,5



1,0095 gr/mL gr – 38} mol



{58,5



1,0095 gr/mL {20,5 gr/mol} 1,0095 gr/mL



ф = 20,31 mL/mol c) Volume molal semu (ф) larutan NaCI 0,5 M 1000



d−d0



{M₂– ( m )[ d0 ]} ф= 𝑑 gr 𝑔𝑟 1,0175 −1 gr 1000 mL 𝑚𝐿]} –( )[ gr mol 0,5 molal 1 mL



{58,5



ф=



1,0095 gr/mL gr 0,0175 gr mL]} – (2000)[ gr mol 1 mL



{58,5



ф= ф= ф= ф=



1,0175 gr/mL gr – (2000)[0,0175]} mol



{58,5



1,0175 gr/mL gr – 35} mol



{58,5



1,0175 gr/mL {23,5 gr/mol} 1,0175 gr/mL



ф = 23,095 mL/mol d) Volume molal semu (ф) larutan NaCI 1 M 1000



d−d0



{M₂– ( m )[ d0 ]} ф= 𝑑



ф=



gr 𝑔𝑟 0,9976 −1 gr 1000 mL 𝑚𝐿 {58,5 –( )[ ]} gr mol 1,06 molal 1 mL



1,0095 gr/mL gr −0,0024 gr mL]} – (943,4)[ gr mol 1 mL



{58,5



ф= ф= ф= ф=



0,9976 gr/mL gr – (943,4)[−0,0024]} mol



{58,5



0,9976 gr/mL gr –(−2,27)} mol



{58,5



0,9976 gr/mL {60,77 gr/mol} 0,9976 gr/mL



ф = 60,92 mL/mol 4. Pembuatan grafik hubungan ф terhadap √𝐦 Data yang dimasukkan ke dalam Microsoft excel : ф



√m √0,125 = 0,35



14,42 mL/mol



√0,25 = 0,5



20,31 mL/mol



√0,5 = 0,7



23,095 mL/mol



√1,06 = 1,03



60,92 mL/mol



Data menghasilkan grafik sebagai berikut :



Grafik ф Terhadap √𝐦



70 60



60,92



y = 67,588x - 13,908 R² = 0,884



50 40 30 20,31



20



23,10



14,42



10 0 0



0,2



0,4



0,6



0,8



1



Gambar 1. Grafik hubungan antara volume molal semu (ф) dan √m Persamaan : Y = A + BX Y = -13,908 + 67,558X ф = ф° + (d ф / d√m)( √m) Slope = B = (d ф / d√m) = 67,558 Intersep = A = ф° = -13,908 5. Perhitungan volume molal parsial zat terlarut NaCI dalam berbagai konsentrasi a) Volume molal parsial NaCI 0,125 M Diketahui : Volume molal semu konsentrasi nol (ф°) = -13,908 mL/mol Molalitas larutan NaCI 0,125 M (m) = 0,125 molal Densitas NaCI 0,125 M (d) = 1,0055 gr/mL (d ф / d√m) = 67,558 Dijawab : V2 = ф° + (3√m /2)( dф/d √m) V2 = -13,908 + (3√0,125 /2)( 67,558) V2 = -13,908 + (1,5 x 0,35)( 67,558)



1,2



V2 = -13,908 + (0,525)( 67,558) V2 = -13,908 + 35,46795 V2 = 21,55995 mL/mol b) Volume molal parsial NaCI 0,25 M Diketahui : Volume molal semu konsentrasi nol (ф°) = -13,908 Molalitas larutan NaCI 0,25 M (m) = 0,25 molal Densitas NaCI 0,25 M (d) = 1,0095 gr/mL Volume molal semu (ф) = 20,31 mL/mol (d ф / d√m) = 67,558 Dijawab : V2 = ф° + (3√m /2)( dф/d √m) V2 = -13,908 + (3√0,25 /2)(67,558) V2 = -13,908 + (1,5 x 0,5) (67,558) V2 = -13,908 + (0,75) (67,558) V2 = -13,908 + 50,6685 V2 = 36,7605 mL/mol c) Volume molal parsial NaCI 0,5 M Diketahui : Volume molal semu konsentrasi nol (ф°) = -13,908 Molalitas larutan NaCI 0,5 M (m) = 0,5 molal Densitas NaCI 0,5 M (d) = 1,0175 gr/mL Volume molal semu (ф) = 23,095 mL/mol (d ф / d√m) = 67,558 Dijawab : V2 = ф° + (3√m /2)( dф/d √m) V2 = -13,908 + (3√0,5 /2)(67,558) V2 = -13,908 + (1,5 x 0,7) (67,558) V2 = -13,908 + (1,05) (67,558) V2 = -13,908 + 70,9359 V2 = 57,0279 mL/mol



d) Volume molal parsial NaCI 0,5 M Diketahui : Volume molal semu konsentrasi nol (ф°) = -13,908 Molalitas larutan NaCI 1 M (m) = 1,06 molal Densitas NaCI 0,5 M (d) = 0,9976 gr/mL Volume molal semu (ф) = 60,92 mL/mol (d ф / d√m) = 67,558 Dijawab : V2 = ф° + (3√m /2)( dф/d √m) V2 = -13,908 + (3√1,06 /2)(67,558) V2 = -13,908 + (1,5 x 1,03) (67,558) V2 = -13,908 + (1,545) (67,558) V2 = -13,908 + 104,377 V2 = 90,469 mL/mol 6. Pembuatan grafik hubungan antara volume molal parsial zat terlarut (V2) dan molalitas (m) Data yang digunakan : Molalitas (m)



Volume Molal Parsial Zat Terlarut (V2)



NaCI 0,125 M = 0,125 m



21,55995 mL/mol



NaCI 0,25 M = 0,25 m



36,7605 mL/mol



NaCI 0,5 M = 0,5 M



57,0279 mL/mol



NaCI 1 M = 1,06 m



90,469 mL/mol



Diperoleh grafik hubungan antara hubungan volume molal parsial zat terlarut (V2) dan molalitas (m) sebagai berikut :



Grafik Hubungan antara V2 dan Molalitas 100 90



80 70 60



y = 71,232x + 16,996 R² = 0,9826



50 40 30 20 10 0 0



0,2



0,4



0,6



0,8



1



Gambar 2. Grafik antara volume molar zat terlarut (V2) dengan molalitas 7. Menghitung volume molal parsial pelarut (V1) Rumus yang digunakan : V1 = V1° + (m/55,51)(√m/2) (dф/d √m) Diketahui : Molalitas NaCI 0,125 M (m) = 0,125 molal Molalitas NaCI 0,25 M (m) = 0,25 molal Molalitas NaCI 0,5 M (m) = 0,5 molal Molalitas NaCI 1 M (m) = 1,06 molal (dф/d √m) = 67,558 Densitas air (do) = 1 gr/mL Mol air setiap 1000 gram (n1) = 55,51 Dijawab : Mencari volum molal air murni (V1°) terlebih dahulu : n1V1° =



1000 do



55,51 x V1° = V1° =



1000 1



1000 55,51



V1° = 18,015 a) Volume molal parsial pelarut dalam NaCI 0,125 M



1,2



V1 = V1° + (m/55,51)(√m/2) (dф/d √m) V1 = 18,015 + (0,125/55,51)(√0,125/2) (67,558) V1 = 18,015 + (0,125/55,51)(0,35/2) (67,558) V1 = 18,015 + (0,00225)(0,175) (67,558) V1 = 18,015 + 0,0266 V1 = 18,0416 mL/mol b) Volume molal parsial pelarut dalam NaCI 0,25 M V1 = V1° + (m/55,51)(√m/2) (dф/d √m) V1 = 18,015 + (0,25/55,51)(√0,25/2) (67,558) V1 = 18,015 + (0,25/55,51)(0,5/2) (67,558) V1 = 18,015 + (0,0045)(0,25) (67,558) V1 = 18,015 + 0,076 V1 = 18,091 mL/mol c) Volume molal parsial pelarut dalam NaCI 0,5 M V1 = V1° + (m/55,51)(√m/2) (dф/d √m) V1 = 18,015 + (0,5/55,51)(√0,5/2) (67,558) V1 = 18,015 + (0,5/55,51)(0,7/2) (67,558) V1 = 18,015 + (0,009)(0,35) (67,558) V1 = 18,015 + 0,2128 V1 = 18,2278 mL/mol d) Volume molal parsial pelarut dalam NaCI 1 M V1 = V1° + (m/55,51)(√m/2) (dф/d √m) V1 = 18,015 + (1,06/55,51)(√1,06/2) (67,558) V1 = 18,015 + (1,06/55,51)(1,03/2) (67,558) V1 = 18,015 + (0,019)(0,515) (67,558) V1 = 18,015 + 0,66 V1 = 18,675 mL/mol 8. Pembuatan grafik hubungan antara volume molal parsial pelarut (V1) dan molalitas (m) Data yang digunakan :



Molalitas (m)



Volume Molal Parsial Pelarut (V1)



NaCI 0,125 M = 0,125 m



18,0416 mL/mol



NaCI 0,25 M = 0,25 m



18,091 mL/mol



NaCI 0,5 M = 0,5 M



18,2278 mL/mol



NaCI 1 M = 1,06 m



18,675 mL/mol



Diperoleh grafik hubungan antara hubungan volume molal parsial zat terlarut (V2) dan molalitas (m) sebagai berikut :



Grafik Hubungan antara V1 dan Molalitas 18,8 18,7



y = 0,6913x + 17,924 R² = 0,9876



18,6 18,5



18,4 18,3 18,2 18,1 18 17,9 0



0,2



0,4



0,6



0,8



1



1,2



Gambar 3. Grafik antara volume molar zat terlarut (V1) dengan molalitas G. Pembahasan Percobaan “Volume Molal Parsial” dilaksanakan pada hari Rabu, 21 April 2021. Tujuan dari percobaan adalah menentukan volume molal parsial dari komponen suatu larutan. Adapun alat utama dari percobaan adalah piknometer, piknometer merupakan alat laboratorium yang digunakan untuk mengukur massa jenis suatu larutan. Kelebihan piknometer berupa tingkat ketelitian yang tinggi pada temperatur yang tertera. Piknometer memiliki tutup dengan pipa kapiler sehingga gelembung gas dapat keluar. Volume molal parsial adalah volume perbandingan antara pelarut dengan zat terlarut. Volume molal parsial ditentukan oleh banyaknya mol zat terlarut



yang terkandung dalam 1000 gram pelarut. Bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah NaCl sebagai zat terlarut dan aquades (H2O) sebagai pelarutnya. Larutan NaCI digunakan sebagai bahan zat terlarut dikarenakan NaCl merupakan elektrolit kuat yang dapat terurai menjadi ion Na+ dan Cl- di dalam air. H₂O



NaCI(aq) →



Na+(aq) + CI-(aq)



Larutan NaCI juga mampu menyerap air tanpa adanya penambahan volume suatu larutan atau disebut dengan volume molal semu. Langkah pertama dilakukan pengenceran larutan NaCI 2 M menjadi larutan encer dengan masing-masing konsentrasi 0,125 M; 0,25 M; 0,5 M; 1 M. Konsentrasi dalam bentuk molaritas dipilih agar mudah diencerkan ke dalam konsentrasi lain. Pengenceran dapat dihitung terlebih dahulu agar diperoleh konsentrasi yang diinginkan. Pengenceran dihitung dengan rumus : M1.V1 = M2.V2 Massa piknometer kosong (W) dengan volume 25,06 mL pada suhu 28°C ditimbang dengan hasil sebesar 16,12 gram. Akuades yang dimasukkan ke dalam piknometer menaikkan massa menjadi 41,18 gram. Kenaikan massa disebabkan oleh massa jenis (densitas) akuades sebesar 1 gr/mL yang akan mempengaruhi massa total. Adapun larutan NaCI 0,125 M; 0,25 M; 0,5 M; 1 M yang dimasukkan ke dalam piknometer juga akan menaikkan massa piknometer masing-masing menjadi 41,32 gram; 41,42 gram; 41,62 gram; 41,12 gram. Kenaikan massa pada larutan NaCI juga dipengaruhi oleh massa jenis NaCI. Secara teoritis massa jenis NaCI sebesar 2,16 gr/mL, tetapi pada percobaan massa jenis (densitas) dihitung untuk diketahui pengaruh konsentrasi yang bervariasi. Perhitungan massa jenis larutan NaCl menggunakan persamaan : 𝑊𝑐−𝑊



d = ( 𝑉𝑝 ) Perhitungan menghasilkan densitas larutan NaCI 0,125 M; 0,25 M; 0,5 M; 1 M masing-masing sebesar 1,0055 gr/ml; 1,0095 gr/mL; 1,0175 gr/mL; 0,9976 gr/mL. Hasil menujukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi larutan maka densitasnya juga semakin besar. Peningkatan destitas disebabkan oleh semakin



tinggi konsentrasi suatu larutan, maka jumlah partikel dalam larutan juga semakin banyak. Partikel dalam NaCl yang semakin banyak dan saling bertumbukan mengakibatkan densitas larutan semakin besar. Namun pada larutan NaCI konsentrasi 1 M terjadi penurunan densitas. Hal ini bisa terjadi akibat temperatur lingkungan. Temperatur lingkungan berpengaruh karena seharusnya dilakukan sesuai tetapan temperatur konstan yang tertera dalam piknometer. Sedangkan, dilihat dalam percobaan temperatur cenderung berubah-ubah setiap konsentrasi NaCI berbeda. Hasil perhitungan densitas digunakan untuk menghitung molalitas larutan NaCl. Untuk menghitung molalitas larutan ini, dapat menggunakan persamaan sebagai berikut : m = (𝑑



1 𝑀𝑟



− 𝑀 1000



)



Perhitungan menghasilkan molalitas larutan NaCI 0,125 M; 0,25 M;0,5 M; 1 M masing-masing sebesar 0,125 m; 0,25 m; 0,5 m; 1,06 m. Hasil ini menunjukkan bahwa molalitas (m) sebanding dengan konsentrasi (M) dimana semakin besar konsentrasi (M) maka semakin besar pula molalitas (m) larutannya. Densitas (d) dan molalitas (m) berhubungan dengan volume molal semu. Volume molal semu merupakan suatu larutan yang dapat menyerap air tanpa adanya penambahan volume pada suatu larutan. Volume molal semu ditentukan dengan persamaan : 1000



d−d0



{M₂– ( m )[ do ]} ф= 𝑑



Nilai ф yang diperoleh pada larutan NaCI 0,125 M; 0,25 M; 0,5 M; 1 M masingmasing sebesar 14,42 mL/mol; 20,31 mL/mol; 23,095 mL/mol; 60,92 mL/mol. Volume molal semu zat terlarut dengan akar molalitas dapat diplotkan ke dalam grafik. Persamaan grafik yang dihasilkan akan menjadi slope untuk perhitungan volume molal parsial zat terlarut dan pelarut. Berikut gambar grafik ф terhadap √m :



Grafik ф Terhadap √𝐦



70 60



60,92



y = 67,588x - 13,908 R² = 0,884



50 40 30 20,31



20



23,10



14,42



10 0 0



0,2



0,4



0,6



0,8



1



1,2



Gambar 4. Grafik hubungan antara ф dengan √m Berdasarkan grafik tersebut, dapat dikatakan bahwa volume molal semu zat terlarut besar pada saat akar molalitasnya besar dan sebaliknya. Hasil yang diperoleh tidak sesuai dengan literatur dimana volume molal semu zat terlarut berbanding terbalik dengan konsentrasi atau molalitasnya. Hal ini dapat diakibatkan oleh temperatur percobaan yang tidak konstan sehingga mempengaruhi komposisi komponen. Grafik diatas memiliki slope (d ф / d√m) sebesar 67,558. Selain itu, diperoleh juga nilai intersep yang merupakan ektrapolasi volume molal semu pada konsentrasi nol (ф°) sebesar -13,908 mL/mol. Kedua dapat digunakan untuk menghitung volume molal parsial komponen larutan. Volume molal parsial zat terlarut NaCI (V2) dihitung dengan persamaan: V2 = ф° + (3√m /2)( dф/d √m) Perhitungan masing-masing konsentrasi diperoleh nilai sebesar 21,55995 mL/mol; 36,7605 mL/mol; 57,0279 mL/mol; mL/mol; 90,469 mL/mol. Volume molal parsial selalu positif, tetapi kuantitas molal parsial dapat bernilai positif atau negatif. Pada percobaan kuantitas molal parsial zat terlarut cenderung bernilai positif. Tanda positif menandakan bahwa penambahan 1 mol larutan NaCI mengalami penambahan sebesar V mL di dalam akuades. Penambahan terjadi karena NaCI dengan massa jenis yang tinggi akan memberi volume yang



semakin besar. Data volume molal parsial zat terlarut digunakan untuk membuat grafik hubungan antara V2 terhadap m, sebagai berikut :



Grafik Hubungan antara V2 dan Molalitas 100 90 80 70 60



y = 71,232x + 16,996 R² = 0,9826



50 40 30 20 10 0



0



0,2



0,4



0,6



0,8



1



1,2



Gambar 2. Grafik antara volume molal zat terlarut (V2) dengan molalitas Berdasarkan grafik dikatakan bahwa semakin tinggi konsentrasi, maka volume molal parsial zat terlarut NaCI semakin besar. Hasil percobaan berbeda dengan teori bahwa semakin tinggi konsentrasi volume molal parsial semakin kecil. Hal ini disebabkan oleh komponen dari volume molal parsial itu sendiri, yang didefinisikan sebagai : 𝜕𝑉



̅ (𝜕𝑛ᵢ)p,T,n,j = 𝑉ᵢ Konsentrasi berhubungan dengan n (jumlah mol). Sehingga, pertambahan konsentrasi akan memperkecil volume molal parsial. Perbedaan dapat dipengaruhi oleh komponen tekanan dan temperatur ruangan praktikum yang tidak konstan. Kedua komponen yang tidak konstan mengakibatkan nilai volume molal tidak hanya dipengaruhi oleh jumlah mol, tetapi juga tekanan dan temperatur. Volume molal parsial pelarut juga dihitung menggunakan persamaan : V1 = V1° + (m/55,51)(√m/2) (dф/d √m) V1° adalah volume molal pelarut akuades murni yang dapat dihitung dari massa molekul (18,016) untuk air dibagi densitas akuades. Perhitungan volume molal pelarut pada masing-masing konsentrasi sebesar 18,0416 mL/mol; 18,091



mL/mol; 18,2278 mL/mol; 18,675 mL/mol. Grafik yang diperoleh dengan mengeplotkan volume molal pelarut dengan molalitas akan disajikan berikut ini:



Grafik Hubungan antara V1 dan Molalitas 18,8 18,7



y = 0,6913x + 17,924 R² = 0,9876



18,6 18,5 18,4 18,3



18,2 18,1 18 17,9 0



0,2



0,4



0,6



0,8



1



1,2



Gambar 3. Grafik antara volume molar zat terlarut (V1) dengan molalitas Berdasarkan grafik dapat dikatakan bahwa semakin tinggi konsenstrasi, maka volume molal parsial pelarut semakin besar. Sedangkan menurut literatur, volume molal parsial pelarut dengan molalitas berbanding terbalik karena semakin besar konsentrasi maka semakin besar molalitas yang menyebabkan banyaknya partikel pada larutan tersebut sehingga volume molal parsial pelarut semakin kecil. Secara literatur dapat dikatakan bahwa konsentrasi berbanding terbalik dengan volume molal parsial suatu larutan. Nilai konsentrasi dan molalitas yang semakin tinggi, maka volume molal parsial larutan semakin rendah, sehingga hubungan antara konsentrasi larutan dengan volume molal parsial berbanding terbalik. Perbedaan hasil percobaan dan literatur disebabkan oleh komposisi dari volume molal parsial. Volume molal parsial suatu campuran yang berubah-ubah dikarenakan komposisi dan keadaan lingkungannya. Keadaan tekanan dan temperatur lingkungan yang tidak konstan akan berpengaruh pada komposisi larutan. Pada percobaan dapat diamati bahwa setiap konsentrasi larutan NaCI memiliki temperatur yang berbeda-beda. Hal ini mengakibatkan konsentrasi tidak berperan penting dalam perubahan volume molal parsial karena komponen temperatur ikut berperan mengubah komposisi larutan.



H. Kesimpulan Volume molal parsial pelarut akuades (V1) dalam larutan NaCI 0,125 M; 0,25 M; 0,5 M; 1 M masing-masing sebesar 18,0416 mL/mol; 18,091 mL/mol; 18,2278 mL/mol; 18,675 mL/mol, sedangkan volume molal parsial zat terlarut NaCI (V2) masing-masing konsentrasi adalah 21,55995 mL/mol; 36,7605 mL/mol; 57,0279 mL/mol; mL/mol; 90,469 mL/mol. I. Jawaban Tugas 1. Tentukan massa jenis larutan NaCI pada berbagai konsentrasi! Jawab : a. Larutan NaCI 0,125 M Diketahui : Volume piknometer pada suhu 28°C = 25,06 mL Volume piknometer kosong (W) = 16,12 gr Volume pinometer + larutan NaCI 0,125 M (Wc) = 41,32 gr Dijawab : 𝑊𝑐−𝑊



d = ( 𝑉𝑝 ) d= d=



(41,32−16,12)𝑔𝑟 25,06 𝑚𝐿 25,2 𝑔𝑟 25,06 𝑚𝐿



d = 1,0055 gr/mL b. Larutan NaCI 0,25 mL Diketahui : Volume piknometer pada suhu 28°C = 25,06 mL Volume piknometer kosong (W) = 16,12 gr Volume pinometer + larutan NaCI 0,25 M (Wc) = 41,42 gr 𝑊𝑐−𝑊



d = ( 𝑉𝑝 ) d=



(41,42−16,12)𝑔𝑟 25,06 𝑚𝐿



d=



25,3 𝑔𝑟 25,06 𝑚𝐿



d = 1,0095 gr/mL c.



Larutan NaCI 0,5 M Diketahui : Volume piknometer pada suhu 28°C = 25,06 mL Volume piknometer kosong (W) = 16,12 gr Volume pinometer + larutan NaCI 0,5 M (Wc) = 41,62 gr Dijawab : 𝑊𝑐−𝑊



d = ( 𝑉𝑝 ) d= d=



(41,62−16,12)𝑔𝑟 25,06 𝑚𝐿 25,5 𝑔𝑟 25,06 𝑚𝐿



d = 1,0175 gr/mL d.



Larutan NaCI 1 M Diketahui : Volume piknometer pada suhu 28°C = 25,06 mL Volume piknometer kosong (W) = 16,12 gr Volume pinometer + larutan NaCI 0,5 M (Wc) = 41,12 gr Dijawab : 𝑊𝑐−𝑊



d = ( 𝑉𝑝 ) d= d=



(41,12−16,12)𝑔𝑟 25,06 𝑚𝐿 25 𝑔𝑟 25,06 𝑚𝐿



d = 0,9976 gr/mL 2. Tentukan molalitas larutan NaCI! Jawab : a. Larutan NaCI 0,125 M Diketahui : d = 1,0055 gr/mL Mr NaCI = 58,5 gr/mol Molaritas (M) = 0,125 M Dijawab :



m = (𝑑



1



)



𝑀𝑟 𝑀 1000



−



1 m = (1,0055 58,5 ) − 0,125 1000



m=( m=(



1 8,044−0,0585 1 3,9855



)



)



m = 0,125 molal b. Larutan NaCI 0,25 M Diketahui : d = 1,0095 gr/mL Mr NaCI = 58,5 gr/mol Molaritas (M) = 0,25 M Dijawab : 1



m = (𝑑



𝑀𝑟



)



− 𝑀 1000



1 m = (1,0095 58,5 ) − 0,25 1000



m=( m=(



1 4,038−0,0585 1 3,9795



)



)



m = 0,25 molal c. Larutan NaCI 0,5 M Diketahui : d = 1,0175 gr/mL Mr NaCI = 58,5 gr/mol Molaritas (M) = 0,5 M Dijawab : m = (𝑑



1 𝑀𝑟



)



− 𝑀 1000



1 m = (1,0175 58,5 ) −1000 0,5



m=( m=(



1 2,035−0,0585 1 1,9765



)



)



m = 0,5 molal d.



Larutan NaCI 1 M Diketahui : d = 0,9976 gr/mL Mr NaCI = 58,5 gr/mol Molaritas (M) = 1 M Dijawab : m = (𝑑



1



)



𝑀𝑟 𝑀 1000



−



1 m = (0,99765 58,5 ) −1000 1



m=( m=(



1 0,99765−0,0585 1 0,9391



)



)



m = 1,06 molal 3. Tentukan volume molal semu (ф)! Jawab : Diketahui : Massa molekul relatif (M2) = 58,5 gr/mol Densitas akuades (d0) = 1 gr/mL Molalitas NaCI 0,125 M (m) = 0,125 molal Molalitas NaCI 0,25 M (m) = 0,25 molal Molalitas NaCI 0,5 M (m) = 0,5 molal Molalitas NaCI 1 M (m) = 1,06 molal Densitas NaCI 0,125 M (d) = 1,0055 gr/mL Densitas NaCI 0,25 M (d) = 1,0095 gr/mL



Densitas NaCI 0,5 M (d) = 1,0175 gr/mL Densitas NaCI 1 M (d) = 0,9976 gr/mL a. Volume molal semu (ф) larutan NaCI 0,125 M 1000



d−d0



{M₂– ( m )[ do ]} ф= 𝑑 gr 𝑔𝑟 1,0055 −1 gr 1000 mL 𝑚𝐿]} –( )[ gr mol 0,125 molal 1 mL



{58,5



ф=



1,0055 gr/mL gr 0,0055 gr mL]} – (8000)[ gr mol 1 mL



{58,5



ф= ф= ф= ф=



1,0055 gr/mL gr – (8000)[0,0055 𝑔𝑟]} mol



{58,5



1,0055 gr/mL gr – 44} mol



{58,5



1,0055 gr/mL {14,5 gr/mol} 1,0055 gr/mL



ф = 14,42 mL/mol b. Volume molal semu (ф) larutan NaCI 0,25 M 1000



d−d0



{M₂– ( m )[ d0 ]} ф= 𝑑 gr 𝑔𝑟 1,0095 −1 gr 1000 mL 𝑚𝐿]} –( )[ gr mol 0,25 molal 1 mL



{58,5



ф=



1,0095 gr/mL gr 0,0095 gr mL]} – (4000)[ gr mol 1 mL



{58,5



ф= ф= ф= ф=



1,0095 gr/mL gr – (4000)[0,0095]} mol



{58,5



1,0095 gr/mL gr – 38} mol



{58,5



1,0095 gr/mL {20,5 gr/mol} 1,0095 gr/mL



ф = 20,31 mL/mol c. Volume molal semu (ф) larutan NaCI 0,5 M 1000



d−d0



{M₂– ( m )[ d0 ]} ф= 𝑑 gr 𝑔𝑟 1,0175 −1 gr 1000 mL 𝑚𝐿]} –( )[ gr mol 0,5 molal 1 mL



{58,5



ф=



1,0095 gr/mL gr 0,0175 gr mL]} – (2000)[ gr mol 1 mL



{58,5



ф= ф= ф= ф=



1,0175 gr/mL gr – (2000)[0,0175]} mol



{58,5



1,0175 gr/mL gr – 35} mol



{58,5



1,0175 gr/mL {23,5 gr/mol} 1,0175 gr/mL



ф = 23,095 mL/mol d. Volume molal semu (ф) larutan NaCI 1 M 1000



d−d0



{M₂– ( m )[ d0 ]} ф= 𝑑 gr 𝑔𝑟 0,9976 −1 gr 1000 mL 𝑚𝐿]} –( )[ gr mol 1,06 molal 1 mL



{58,5



ф=



1,0095 gr/mL gr −0,0024 gr mL]} – (943,4)[ gr mol 1 mL



{58,5



ф= ф= ф= ф=



0,9976 gr/mL gr – (943,4)[−0,0024]} mol



{58,5



0,9976 gr/mL gr –(−2,27)} mol



{58,5



0,9976 gr/mL {60,77 gr/mol} 0,9976 gr/mL



ф = 60,92 mL/mol



4.



Buat grafik antara ф terhadap √m untuk menentukan volume molal parsial masing-masing komponen! Jawab : Data yang dimasukkan ke dalam Microsoft excel : ф



√m √0,125 = 0,35



14,42 mL/mol



√0,25 = 0,5



20,31 mL/mol



√0,5 = 0,7



23,095 mL/mol



√1,06 = 1,03



60,92 mL/mol



Data menghasilkan grafik sebagai berikut :



Grafik ф Terhadap √𝐦



70 60



60,92



y = 67,588x - 13,908 R² = 0,884



50 40 30 20,31



20



23,10



14,42



10 0 0



0,2



0,4



0,6



Persamaan : Y = A + BX Y = -13,908 + 67,558X ф = ф° + (d ф / d√m)( √m) Slope = B = (d ф / d√m) = 67,558 Intersep = A = ф° = -13,908



0,8



1



1,2



J. Jawaban Pertanyaan 1. Apakah yang dimaksud dengan molaritas dan molalitas larutan! Jawab : Molalitas adalah jumlah mol zat terlarut per kg pelarut, yang merupakan perbandingan antara jumlah mol zat terlarut dengan massa pelarut dalam satuan kilogram. Satuan dari molalitas adalah molal atau mol/kg. Sedangkan yang dimaksud molaritas adalah jumlah mol zat terlarut dalam 1 Liter pelarut, satuan dari molaritas adalah M atau mol/L. 2.



Apakah yang dimaksud dengan volume molal parsial? Jelaskan disertai contoh konkritnya dalam kejadian sehari-hari! Jawab : Volum molal parsial adalah kontribusi pada volum, dari satu komponen dalam sampel terhadap volum total. Volum molal parsial komponen suatu campuran berubah-ubah tergantung pada komposisi, karena lingkungan setiap jenis molekul berubah jika komposisinya berubah dari A murni ke B murni. Contoh konkritnya dalam kehidupan sehari-hari adalah dalam pembuatan kuah opor sebanyak 500 mL dibutuhkan 350 mL air yang ditambahkan 150 mL santan.



3.



Dapatkah ф mempunyai nilai negatif? Jelaskan! Jawab ; Nilai volume molal semu (ф) dapat bernilai negatif, hal ini dapat dijelaskan melalui rumusnya sendiri. 1000



d−d0



{M₂– ( m )[ d0 ]} ф= 𝑑



M2 adalah massa molekul relatif larutan yang pasti bernilai positif. Sedangkan, [



d−d0 d0



] adalah slope yang dapat bernilai lebih besar atau lebih 1000



kecil dari massa molekul relatif larutan apabila dikali (



m



). Nilai slope



yang lebih kecil dari M2 membuat volume molal semu (ф) bernilai positif,



sedangkan nilai slope lebih besar dari membuat volume molal semu bernilai negatif. 4.



Mengapa pada percobaan ini konsentrasi larutan dibuat dalam konsentrasi molar dan bukan langsung pada molal? Jelaskan! Jawab : Konsentrasi larutan dibuat molar karena dalam bentuk molar larutan dapat langsung diencerkan dan diubah menjadi konsentrasi tertentu. Sedangkan dalam konsentrasi molal harus dilakukan perhitungan yang lebih rinci untuk mengubah satu konsentrasi menjadi konsentrasi lain. Konsentrasi molar juga dipilih karena sebagian besar larutan di laboratorium kimia memiliki konsentrasi dalam bentuk molaritas.



5.



Mengapa dalam penentuan densitas cairan dipergunakan piknometer? Bolehkan dipergunakan labu takar? Jelaskan! Jawab : Piknometer digunakan karena piknometer adalah alat laboratorium yang berfungsi untuk mengukur massa jenis larutan. Alat ini cocok digunakan untuk percobaan “Volum Molal Parsial” yang membutuhkan perhitungan massa jenis didalamnya. Penggunaan piknometer menghasilkan angka yang lebih teliti karena udara didorong keluar melalui pipa kapiler. Labu takar tidak boleh digunakan karena dari segi fungsi, labu takar digunakan untuk mengencerkan larutan yang bersifat pekat.



K. Daftar Pustaka Atkins. 1994. Kimia Fisika Edisi Keempat Jilid 1. Jakarta : Erlangga. Dogra. 1990. Kimia Fisik dan Soal-Soal. Jakarta : UI-Press. Klotz. 1950. Chemical Thermodynamics. New Jersey : Englewood Cliffs. Lewis, Randall. 1961. Chemical Thermodynamics: Classical, Statistical and Irreversible. Amerika : Mc Graw Hill. Tim Kimia Fisika. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Fisik 2. Jember : Universitas Jember.



LEMBAR KERJA PERCOBAAN V VOLUME MOLAL PARSIAL Nama : Yeni Adi Tiani NIM



: 20307141046



Kelas : Kimia E Uraian



Berat (g)



Temperatur (°C)



Piknometer kosong



16,12



Piknometer + akuades



41,18



28



Piknometer + NaCI 0,125 M



41,32



28



Piknometer + NaCI 0,25 M



41,42



28,5



Piknometer + NaCI 0,5 M



41,62



29



Piknometer + NaCI 1 M



41,12



29