BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Besaran suatu padatan atau gas dalam larutan biasanya dinyatakan sebagai

molalitas daripada sebagai fraksi mol. Misalnya, kebanyakan data tentang bebas

pembentukan zat larutan encer mengacu kepada keadaan rujukan bermolalitas

satu. Ini adalah hal yang umum dan molalitas memiliki arti teori yang kurang dari

fraksi mol.

Molalitas suatu zat terlarut adalah jumlah mol tiap kg zat pelarut. Hal ini

memiliki sifat molal parsial untuk menentukan volume molal parsial dan sifat

molal parsial yang paling mudah digambarkan adalah volume molal parsial

komponen dalam sampel terhadap volume total. Volume molal parsial suatu

larutan didefenisikan sebagai penambahan volume yang terjadi bila satu mol

komponen I ditambahkan pada larutan. Volume molal parsial dari komponen-

komponen dalam larutan merupakan salah satu sifat termodinamik molal parsial

utama yang dapat ditentukan dengan bantuan metode grafik dengan bantuan

menggunakan fungsi hubungan analitik yang menunjukkan hubungan J dan ni dan

dengan menggunakan suatu fungsi yang disebut besaran molal nyata.

Berdasarkan teori di atas serta untuk mengetahui metode-metode

penentuan volume molal parsial yang merupakan sifat dari termodinamika molal

parsial utama maka percobaan ini dilakukan sehingga mempermudah dalam

memahami teori yang ada serta menganalisis sekiranya tidak terdapat korelasi

antara hasil yang diperoleh di laboratorium dengan apa yang ada dalam teori.

1,2 Maksud dan Tujuan Percobaan

1,2,1 Maksud Percobaan

Maksud dari percobaan ini adalah untuk mempelajari dan memahami

metode penentuan volume molal parsial larutan.

1.2.2 Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan volume molal parsial

larutan NaCl sebagai fungsi konsentrasi dengan mengukur densitas larutan

menggunakan piknometer.

1,3 Prinsip Percobaan

Prinsip dari percobaan ini adalah penentuan densitas larutan NaCl dengan

variasi konsentrasi melalui pengukuran bobot jenis larutan NaCl menggunakan

piknometer kemudian menentukan volume molal parsial menggunakan metode

analitik dan metode grafik.

1,4 Manfaat Percobaan

Manfaat dari percobaan ini adalah agar kita dapat mengetahui apa yang

dimaksud dengan volume molal parsial yang merupakan sifat dari termodinamika.

Selain itu kita juga dapat mengetahui metode-metode penentuan volume molal

parsial melalui praktikum bukan hanya lewat teori sehingga kita dapat

menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari.

BAB III

METODE PERCOBAAN

3.1 Bahan Percobaan

Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah larutan NaCl 3 M,

aquadest, kertas label dan tissue roll.

3.2 Alat Percobaan

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah piknometer 25 mL,

gelas kimia 600 mL, pipet volume 50 mL, labu ukur 100 mL, bulb, pipet tetes,

labu semprot, neraca digital, dan termometer.

3.3 Prosedur Percobaan

Disiapkan piknometer yang bersih dan kering kemudian ditimbang bobotnya.

Diisi piknometer dengan akuades sampai penuh kemudian diimpitkan. Ditimbang

bobot piknometer menggunakan neraca digital. Dicatat bobot dan suhunya.

Diencerkan larutan NaCl 3 M sehingga konsentrasinya menjadi 1,5 M. Diambil

50 mL dari larutan NaCl 1,5 M yang kemudian diencerkan sehingga

konsentrasinya menjadi 0,75 M. Diambil 50 mL dari larutan NaCl 0,75 M yang

kemudian diencerkan sehingga konsentrasinya menjadi 0,375 M. Diambil 50 mL

dari larutan NaCl 0,75 M yang kemudian diencerkan sehingga konsentrasinya

menjadi 0,1875 M. Larutan yang telah diencerkan tersebut masing-masing diukur

bobotnya dengan menggunakan piknometer dimulai dari konsentrasi terkecil

sampai terbesar. Dicatat bobotnya.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

T = 29 oC = 302 K

We = bobot piknometer kosong (g) = 39,5782 gram

Wo = bobot piknometer + akuades (g) = 62,3305 gram

do = densitas akuades pada suhu 29 oC = 0,9959 g/cm3

Konsentrasi NaCl (M) Berat piknometer (g)3 64,6357

1,5 63,51450,75 62,92820,375 62,63000,1875 62,4808

4.2 Perhitungan

Tabel Pengamatan

Konsentrasi

NaCl (M)

Berat Piknometer (g)W-We W-Wo Wo-WeWe Wo W

3 39,5782 62,3305 64,6357 25,0575 2,3052 22,75231,5 39,5782 62,3305 63,5145 23,9363 1,184 22,75230,75 39,5782 62,3305 62,9282 23,3500 0,5977 22,75230,375 39,5782 62,3305 62,6300 23,0518 0,2995 22,75230,1875 39,5782 62,3305 62,4808 22,9026 0,1503 22,7523

a. Penentuan densitas larutan (d)

d =

WeWo

WeW

−−

x do

d1 =

3g/cm 0,9959g 22,7523

g 25,0575x

=

7523,22

24,9548

= 1,0968 g/cm3

d2 =

3g/cm 0,9959g 7523,22

g 23,9363x

=

7523,22

23,8382

= 1,0477 g/cm3

d3 =

3g/cm 0,9959g 07523,22

g 23,3500x

=

7523,22

23,2543

= 1,0221 g/cm3

d4 =

3g/cm 0,9959g 7523,22

g 23,0518x

=

7523,22

22,9573

= 1,0090 g/cm3

d5 =

3g/cm 0,9959g 7523,22

g 22,9026x

=

7523,22

22,8087

= 1,0025 g/cm3

b. Penentuan molalitas larutan (m)

m =

1000

1

−−

M

BMd

m1 =

1000

/5,58

3

g/cm3 1,09681

molM

M−

=

0585,00,3656

1

−

=

0,3071

1

= 3,2563 mmol/g

m2 =

1000

/5,58

5,1

g/cm3 1,04771

molM

M−

=

0585,00,6985

1

−

=

0,6400

1

= 1,5625 mmol/g

m3 =

1000

/5,58

75,0

g/cm3 1,02211

molM

M−

=

0585,01,3628

1

−

=

1,3043

1

= 0,7667 mmol/g

m4 =

1000

/5,58

375,0

g/cm3 1,00901

molM

M−

=

0585,02,6907

1

−

=

2,6322

1

= 0,3799 mmol/g

m5 =

1000

/5,58

1875,0

g/cm3 1,00251

molM

M−

=

0585,05,3467

1

−

=

5,2882

1

= 0,1891 mmol/g

c. Penentuan volume molal parsial

φ =

d

1

( BM -

WeWo

WoWx

m −−1000

)

φ1 =

g/cm3 1,0968

1

(58,5 M/mol -

g 22,7523

g 2,3052

mmol/g 3,2563

1000x

)

=

g/cm3 1,0968

1 ( )( )0,1013307,09705,58 x−

=

27,3911g/cm3 1,0968

1x

= 24,9737 cm3/mol

φ2 =

g/cm3 1,0477

1

(58,5 M/mol -

g 22,7523

g 1,184

mmol/g 1,5625

1000x

)

=

g/cm3 1,0477

1 ( )( )0,05206405,58 x−

=

25,22 g/cm3 1,0477

1x

= 24,0718 cm3/mol

φ3 =

g/cm3 1,0221

1

(58,5 M/mol -

g 22,7523

g 0,5977

mmol/g 0,7667

1000x

)

=

g/cm3 1,0221

1 ( )( )0,02631304,29115,58 x−

=

24,1971g/cm3 1,0221

1x

= 23,6739 cm3/mol

φ4 =

g/cm3 1,0090

1

(58,5 M/mol -

g 22,7523

g 0,2995

mmol/g 0,3799

1000x

)

=

g/cm3 1,0090

1 ( )( )0,01322632,27175,58 x−

=

23,754g/cm3 1,0090

1x

= 23,5421 cm3/mol

φ5 =

g/cm3 1,0025

1

(58,5 M/mol -

g 22,7523

g 0,1503

mmol/g 0,1891

1000x

)

=

g/cm3 1,0025

1 ( )( )0,00665288,20735,58 x−

=

23,5979g/cm3 1,0025

1x

= 23,5391 cm3/mol

d. Analisa Grafik

NaCl (M) molalitas (mmol/g)

√mVolume molal

Parsial (cm3/mol)

Volume molal parsial

regresi3 3,2563 1,8045 24,9737 24,8261

1,5 1,5625 1,25 24,0718 24,23180,75 0,7667 0,8756 23,6739 23,83050,375 0,3799 0,6164 23,5421 23,5527

0,1875 0,1891 0,4349 23,5391 23,3581

Grafik hubungan Φ regresi Vs √M

Grafik sebelum regresi

Grafik setelah regresi

Slope = tg x = ∆y ∆x

= 23,3581 - 23,5527 = -0,1946 0,4349 - 0,6164 -0,1815

Slope = Volume molal Parsial = 1,0722 cm3/mol4.3 Pembahasan

Perbedaan konsentrasi larutan NaCl menghasilkan densitas yang berbeda-

beda pula. Semakin tinggi konsentrasi larutan, densitasnya juga semakin besar.

Hal ini disebabkan karena semakin tinggi konsentrasi suatu larutan, menunjukkan

jumlah partikel dalam larutan tersebut semakin banyak. Dengan kata lain,

konsentrasi suatu larutan berbanding lurus dengan densitas larutan.

Pada percobaan ini, digunakan laruatn NaCl 3 M yang diencerkan

beberapa kali sehingga diperoleh larutan NaCl yang lebih encer yakni 1,5 M, 0,75

M, 0,375 M dan 0,1875 M. Selanjutnya keseluruhan NaCl dengan konsentrasi

berbeda itu kemudian di hitung volume molal parsialnya dengan menghitung

bobot jenis masing-masing larutan. Pengenceran dilakukan untuk mengamati

seberapa besar penambahan volume larutan yang terjadi pada berbagai variasi

konsentrasi larutan. Dengan demikian akan diketahui seberapa besar pengaruh

konsentrasi larutan terhadap volume molal parsial larutan.

Volume molal parsial sangat dipengaruhi oleh konsentrasi dari larutan

tersebut. Semakin tinggi konsentrasinya maka volume molal parsialnya semakin

tinggi pula atau dengan kata lain berbanding lurus.

Konsentrasi suatu zat sangat berpengaruh terhadap berat piknometer yang

nantinya akan ditimbang. Semakin tinggi konsentrasinya maka semakin berat pula

piknometer tersebut. Hal ini dapat terjadi karena penyusun dari larutan NaCl yang

konsentrasinya besar lebih banyak mengandung zat NaCl daripada air sehingga

beratnya menjadi lebih besar, yang kita ketahui bersama bahwa NaCl adalah suatu

padatan yang dibuat menjadi larutan.

Pada penimbangan piknometer, kita melakukannya dari larutan yang

konsentrasinya kecil ke yang konsentrasinya besar. Hal ini dilakukan agar

nantinya berat yang ditimbang untuk yang konsentrasinya kecil tidak dipengaruhi

oleh yang konsentrasinya besar. Konsentrasi yang besar dapat mempengaruhi

konsentrasi yang kecil berubah menjadi agak besar pula walaupun tidak sama.

Tetapi yang konsentrasinya kecil tidak mempengaruhi konsentrasi yang besar. Hal

ini dilakukan karena piknometer yang digunakan hanya 1 buah, jadi kita

menghindari terjadinya kesalahan yang besar pada percobaan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Ada tiga sifat termodinamik molal parsial utama, yakni : (1) volume molal

parsial dari komponen-komponen dalam larutan, (2) entalpi molal parsial (juga

disebut sebagai panas diferensial larutan) dan (3) energi bebas molal parsial

(disebut potensial kimia). Sifat-sifat ini dapat ditentukan dengan bantuan (1)

metode grafik , (2) dengan menggunakan hubungan analitik yang menunjukkan J

dan n1, dan (3) dengan menggunakan suatu fungsi yang disebut besaran molal

nyata yang ditentukan sebagai

ΦJ1 = J – n1Jol

n1

di mana Jol adalah metode harga molal untuk komponen murni dan dengan

menggunakan metode intersep. Suatu hal yang harus diingat adalah bahwa sifat

molal parsial dari suatu komponen dalam suatu larutan dan sifat molal untuk

senyawa murni adalah sama jika larutan tersebut ideal ( Dogra dan Dogra, 1990).

Sifat molal parsial yang mudah digambarkan adalah volume molal parsial

yaitu kontribusi pada volume, dari satu komponen sampel terhadap suatu volume

total. Kita dapat membayangkan pada suatu volume besar dari air murni. Jika

ditambahkan lebih lanjut air, maka volumenya bertambah 18 cm3 dan kita dapat

mengatakan bahwa 18 cm3 adalah volume molal air murni. Walaupun demikian

jika ditambahkan i mol air ke dalam etanol murni yang volumenya besar maka

penambahan volumenya hanya sebesar 14 cm3. Alasan dari perbedaan kenaikan

volume ini adalah volume yang ditempatkan pada sejumlah molekul air dan

bergantung pada molekul yang di sekelilingnya. Begitu banyak etanol yang ada

sehingga setiap molekul air dikelilingi oleh etanol murni, kumpulan molekul-

molekul itu menyebabkan etanol hanya menempati ruang sebesar 14 cm3

(Atkins, 1994).

Sistem perilaku ideal dengan semua hubungan termodinamik yang

diturunkan dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu:

1. Besaran molal parsial, misalnya volume molal parsial, entalpi, dan sebagainya.

2. Aktivitas dan koefisien aktivitas, penerapan hukum pembatasan Debye-

Huckel.

Secara matematik sifat molal parsial didefenisikan sebagai:

T,p,nj = Ji

dimana Ji adalah sifat molal parsial dari komponen ke- i. Secara fisik Ji berarti

kenaikan dalam besaran termodinamik J yang diamati bila satu mol senyawa i

ditambahkan ke suatu sistem yang besar sehingga komposisinya tetap konstan

(Dogra dan Dogra, 1990).

Sifat molar parsial yang paling mudah digambarkan adalah volume molar

parsial yaitu kontribusi pada volume, dari satu komponen dalam sampel terhadap

volume total (Atkins, 1994).

Volume molar parsial komponen suatu campuran berubah-ubah

bergantung pada komposisi, karena lingkungan setiap jenis molekul berubah jika

komposisinya berubah dari A murni ke B murni. Perubahan lingkungan molekular

dan perubahan gaya-gaya yang bekerja antar molekul inilah yang menghasilkan

variasi sifat termodinamika campuran jika komposisinya berubah (Atkins, 1994).

Ada tiga sifat termodinamik molal parsial utama, yakni volume molal

parsial dari komponen-komponen dalam larutan, entalpi molal parsial (juga

disebut sebagai panas diferensial larutan), dan energi bebas molal parsial (disebut

potensial kimia). Sifat-sifat ini dapat ditentukan dengan bantuan metode grafik,

dengan menggunakan hubungan analitik yang menunjukkan J dan ni, dan dengan

menggunakan suatu fungsi yang disebut besaran molal nyata yang ditentukan

sebagai

ФJi =

dimana Ji0 adalah harga molal untuk komponen murni dan dengan menggunakan

metode intersep. Satu hal yang harus diingat adalah bahwa sifat molal parsial dari

suatu komponen dalam suatu larutan dan sifat molal untuk senyawa murni adalah

sama jika larutan tersebut ideal (Dogra dan Dogra, 1990).

Salah satu kelemahan molaritas adalah larutan nilainya bergantung pada

suhu. Jumlah liter larutan yaitu volume larutan akan sedikit berubah bila suhunya

berubah. Karena itu 1 M larutan yang dipersiapkan pada suhu 30 °C, pada suhu 0

°C, konsentrasinya tidak 1 M lagi. Untuk mengatasi keku rangan tersebut,

digunakan satuan molalitas yang tidak bergantung pada suhu. Molalitas

didefenisikan sebagai (Bird, 1993) :

jumlah mol zat terlarut molalitas (m) = jumlah kilogram pelarut

Alasan yang melatarbelakangi hasil yang sederhana ini adalah sebagai

berikut. Jika sampel yang sangat besar dari campuran yang komposisinya tertentu

kemudian jika sejumlah nA zat A ditambahkan, komposisinya tetap tidak berubah,

VA tetap, dan volume sampel berubah sebesar nA VA. Jika nB zat B ditambahkan,

volume berubah sebesar nB VB dengan alasan yang sama. Oleh karena itu,

perubahan volume total adalah nA VA + nB VB. Sekarang sampel menempati

volume yang lebih besar, tetapi perbandingan komponen-komponennya tetap

sama. Sekarang, diambil dari volume yang besar ini, sampel yang terdiri dari nA

zat A dan nB zat B. Volumenya adalah nA VA + nB VB, Karena V termasuk fungsi

keadaaan, sampel yang sama dapat disiapkan hanya dengan mencampur jumlah

yang tepat dari A dan B (Atkins, 1994).

Larutan pekat sering disimpan di laboratorium dalam ruang penyimpanan

stok bahan kimia untuk digunakan sesuai keperluan. Seringkali kita

mengencerkan larutan stok ini sebelum bekerja dengan larutan tersebut. Prosedur

untuk penyiapan larutan yang kurang pekat dari larutan yang lebih pekat disebut

pengenceran (Chang, 2005).

Partial molal volumes have been determined for the nickel(ll) complexes

of ethylenediamine tetra acetic acid (mono-complex) and methyliminodiacetic

acid (bis complex). The formation of these is accompanied by appreciable

increases in volume, greater in the case of the second ligand. The observations are

discussed in terms of reduced electrostriction of water by the complexes, and the

different volume increases are accounted for by structural features of the

complexes which are partially confirmed by spectral measurements

(Sze and McBryde, 1979).

Volume molal parsial dapat ditentukan dengan suatu kompleks nikel(II)

dari asam asetat tetra etilendiamin (senyawa monokompleks) dan asam metil

aminodiasetat (senyawa bikompleks). Rumus kimia dari kedua senyawa diatas

disusun oleh perlakuan peningkatan dari volume, terutama pada penyebab ligan

yang kedua. Penelitian didiskusikan pada suhu reduksi elektrostatik oleh air

dengan kompleksnya, dan perbedaaan peningkatan volume di hitung berdasarkan

struktur kompleks yang membentuk parsial oleh instrument atau pengukuran

spektral (Sze dan McBryde, 1979).

Volume molal dan entropi molal selalu positif, tetapi kuantitas molal

parsial yang bersangkutan tidak perlu demikian. Contohnya, volume molal parsial

batas MgSO4 (volume molal parsialnya dalam batas konsentrasi nol adalah -1,4

cm3/mol), yang berarti penambahan 1 mol MgSO4 ke dalam air yang volume besar

menghasilkan pengurangan volume sebesar 1,4 cm3. Penyusutan terjadi karena

garam itu memutuskan struktur air yang terbuka ketika ion-ionnya terhidrasi

sehingga volumenya sedikit menyusut (Atkins, 1994).

Dalam termodinamika dikenal dua tipe peubah yaitu (Taba, dkk., 2009):

a. Peubah ekstensif yang bergantung pada jumlah fase, contoh: V, U, H, S, A,

G.

b. Peubah intensif yang tidak tergantung pada jumlah fase, contoh: P dan T.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan dari hasil percobaan ini adalah bahwa nilai volume molal

parsial dari larutan NaCl adalah - 20,8981 cm3/mol.

5.2 Saran

Untuk percobaan, sebaiknya bukan hanya larutan NaCl saja yang digunakan

tetapi larutan-larutan lainnya sehingga pengetahuan praktikan bertambah.

Untuk asisten, asisten telah membimbing kami dengan baik.

DAFTAR PUSTAKA

Atkins, P. W., 1994, Kimia Fisika, Erlangga, Jakarta.

Bird, T., 1993, Kimia Fisika Untuk Universitas, PT Gramedia, Jakarta.

Chang, R., 2005, Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid I, Erlangga, Jakarta.

Dogra, S. K. dan Dogra, S., 1990, Kimia Fisik dan Soal-Soal, Universitas Indonesia, Jakarta.

Sze, Y. K. dan McBryde, W. A. E., 1979, The Partial Molal Volume of Two Nickel Chelate Complexes, Canada Journal Chemistry, National Research Council of Canada, Volume 58: 1795 – 1798.

Taba, P., Zakir, M. dan Fauziah, S., 2009, Penuntun Praktikum Kimia Fisika, Laboratorium Kimia Fisika FMIPA UH, Makassar.

LEMBAR PENGESAHAN

Makassar, 27 Maret 2010

Asisten Praktikan

( A . YANTI PUSPITA SARI ) ( ABD . RAHMAN )

LAPORAN PRAKTIKUMKIMIA FISIKA

PENENTUAN VOLUME MOLAL PARSIAL

Nama : ABD. RAHMAN

Nim : H311 08 011

Kelompok : IV (Empat)

Hari/Tgl. Perc.: Senin/ 22 Maret 2010

Asisten : A. YANTI PUSPITA SARI

LABORATORIUM KIMIA FISIKAJURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR2010

BAGAN KERJA

NaCl 3 M

– Diencerkan konsentrasinya menjadi ½, ¼, 1/8,

1/16 kali dari konsentrasi awal.

– Ditimbang piknometer kosong dan bersih.

– Diisi piknometer dengan air dan tutup rapat-

rapat.

– Dikeringkan permukaan luar piknometer lalu

timbang.

– Dikerjakan langkah 3 dengan menggunakan

berturut-turut larutan NaCl 3 M; 1,5 M; 0,75 M;

0,375 M dan 0,1875 M, sebagai pengganti air

suling. Hasil