kelarutan sebagai fungsi suhu

21
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kelarutan atau solubilitas adalah kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat terlarut (solute), untuk larut dalam suatu pelarut (solvent) . Kelarutan juga di gunakan secara kuantitatif untuk menyatakan komposisi dari larutan. Kelarutan bergantung pada jenis zat terlarut, ada zat yang mudah larut tetapi banyak juga yang sedikit larut. Kelarutan dinyatakan dalam jumlah maksimum zat terlarut yang larut dalam suatu pelarut pada kesetimbangan. Larutan hasil disebut larutan jenuh. Zat-zat tertentu dapat larut dengan perbandingan apapun terhadap suatu pelarut. Istilah "tak larut" (insoluble) sering diterapkan pada senyawa yang sulit larut. 1.2 Tujuan Percobaan Tujuan percobaan ini adalah menentukan kelarutan zat pada berbagai suhu dan menentukan kadar pelarut differensial 1.3 Prinsip Percobaan

Upload: yogapratama

Post on 23-Dec-2015

41 views

Category:

Documents


12 download

DESCRIPTION

kimia fisika 2

TRANSCRIPT

Page 1: kelarutan sebagai fungsi suhu

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kelarutan atau solubilitas adalah kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat

terlarut (solute), untuk larut dalam suatu pelarut (solvent) . Kelarutan juga di

gunakan secara kuantitatif untuk menyatakan komposisi dari larutan. Kelarutan

bergantung pada jenis zat terlarut, ada zat yang mudah larut tetapi banyak juga

yang sedikit larut.  

Kelarutan dinyatakan dalam jumlah maksimum zat terlarut yang larut

dalam suatu pelarut pada kesetimbangan. Larutan hasil disebut larutan jenuh.

Zat-zat tertentu dapat larut dengan perbandingan apapun terhadap suatu pelarut.

Istilah "tak larut" (insoluble) sering diterapkan pada senyawa yang sulit larut.

1.2 Tujuan Percobaan

Tujuan percobaan ini adalah menentukan kelarutan zat pada berbagai suhu

dan menentukan kadar pelarut differensial

1.3 Prinsip Percobaan

Penentuan kelarutan zat dalam suatu larutan dipengaruhi oleh temperature

pelarut. Pada pelarut dengan temperature tinggi, zat terlarut akan lebih mudah

melarut dan kelarutannya pun berlangsung lebih sempurna. Ketika temperature

suatu pelarut dinaikan maka kelarutan zat terlarut akan bertambah dan sebaliknya

untuk kelarutan sebagai fungsi suhu dengan melarutkan padatan asam oksalat

kedalam air pada suhu 60Oc. Selanjutnya larutan asam oksalat didinginkan pada

suhu tertentu dan dititrasi dengan larutan NaOH, kemudian didapat hasil dari

titrasi tersebut, untuk menentukan tetapan kesetimbangan proses pelarut dapat

ditulis: k= dz

dz∗¿¿ = dzi

= γ

H2C2O4.2H2O + 2NaOH Na2C2O4 + 4H2O

Page 2: kelarutan sebagai fungsi suhu

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Larutan

Larutan adalah campuran homogeny dari suatu molekul, atom ataupun ion

dari dua zat atau lebih. Suatu larutan disebut suatu campuran Karena susunannya

begitu seragam sehingga tidak dapat diamati susunannya begitu seragam sehingga

bagian-bagian yang berlainan, bahkan dengan mkroskop sekalipun. Dalam

campuran heterogen permukaan tertentu dapat dideteksi antara bagian-bagian atau

fase-fase terpisah (Keenan, dkk. 1990).

Terdapat kecendrungan kuat bagi senyawa nonpolar untuk larut dalam

nonpolar dan bagi senyawa kovalen polar atau senyawa ion untuk larut kedalam

pelarut polar. Solvasi adalah antraksi molekul-molekul pelarut dengan zat terlarut

untuk membentuk argentat(gugus). Suatu larutan jenuh didefinisikan sebagai

larutan yang mengandung zat terlarut yang larut dalam pelarut yang banyaknya

tertentu(Keenan, dkk. 1990).

2.2 Kelarutan dan Suhu

Suatu zat dapat larut dalam pelarut tertentu tetapi jumlahnya selalu

terbatas. Batas ini disebut kelarutan , kelarutan adalah jumlah zat terkarut dalam

jumlah pelarut pada suhu tertentu sampai membentuk larutan jenuh. Kelarutan

suatu zat dapat ditentukan dengan menimbang zat yang akan ditentukan

kelarutannya dan dilarutkan setelah terjadinya kesetimbangan antara zat padat

yang larut dan yang tidak larut, padatan yang tidak larut lalu disaring dan

ditimbang (Yazid, 2005).

Pengaruh suhu pada kelarutan yang berbeda-beda antara yang satu dengan

yang lainnya. Tetapi pada umumnya kelarutan zat padat dalam cairan bertambah

seiring dengan naiknya suhu, karena kebanyakan proses pembentukan larutan

bersifat endoterm(Ansar, dkk. 2006).

Page 3: kelarutan sebagai fungsi suhu

Bila gaya tarik menarik antara pelarut dan solute lebih kuat dari pada

molekul dan pelarutnya, maka pembentukan larutan akan memerlukan tambahan

energy. Akan lebih banyak energy yang di absorpsi pada waktu pemisahan

molekul-molekul pada tahappertama dan kedua daripada energy yang dihasilkan

pada waktu pencampuran solute dan pelarutnya pada tahap tiga, dimana proses

pelarut endoterm(Brady, 1999).

2.3 Pengaruh Temperatur pada Kesetimbangan

Tetapan kesetimbangan k berubah dengan banyaknya temperature

rumusnya dapat diturunkan dengan (Sukardjo, 2002)

∆GO = -RT ln ka

[ γ ∆GγT

] = R.T [ γ ln kaγT

]

Gibbs – Helmholtz = -R ln ka

Van’t Holf = [ ∂ ln ka∂T

] = ∆ H 0RT 2

Pada larutan ka = kc [ d ln kcdT

] = ∆ H

Untuk larutan ∆ E H ,se h ingga

[ d ln kcdT

] = ∆ ERT 2

= ∆ HRT 2

2.4 Kalor Pereaksi

Jumlah kalor yang diserap atau dilepaskan bila suatu zat membentuk

larutan disebut kalor pelarut (∆ H pelarut). ∆ H pelarutan adalah perbedaan antara

energy yang dipunyai larutan setelah terbentuk dan energy yang dipunyai

komponen larutan sebelum dicampur (Brady, 2004).

Page 4: kelarutan sebagai fungsi suhu

2.5 Titrasi Asam Basa

Titrasi adalah penambahan secara cermat volume suatu larutan yang

mengandung zat A yang konsentrasinya diketahui. Pada kedua larutan yang

konsentrasinya tidak diketahui yang mengakibatkan reaksi antara keduannya.

Titrasi asam basa melibatkan asam dan basa. Penguraian asam basa memiliki

pengaruh penting atas dasar proses-proses metabolism dalam sel hidup(Day dan

Underwood, 2002).

Factor yang mempengaruhi kelarutan zat padat antara lain(Khopkar,

2003):

a. Temperature

b. Sifat pelarut

c. Sifat ion-ion lain

d. Pengaruh Ph

e. Pengaruh hidrolisis

2.6 Analisis Bahan

2.6.1 Akuades (H2O)

Akuades merupakan pelarut murni, konstanta dielektrik palaing tinggi,

tidak berwarna, netral, temperature stabil pada titik beku, melarutkn banyak

elektrolit tb 0oc, td 100oC (Daintith, 1994).

2.6.2 Asam Oksalat (C2H2O4)

Asam oksalat memiliki rumus C2H2O4,memiliki densitas, 1,90 gr/cm, tl

189 oC dan sifatnya asam(Kusuma, 1983).

2.6.3 Indikator Fenolftalein

Indikator pp merupakan zat warna yang digunakan sebagai indicator asam

basa. Tidak berwarna dibawah Ph 8dan berwarna merah muda diatas 9,6.

Page 5: kelarutan sebagai fungsi suhu

Digunakan dalam titrasi yang melibatkan asam lemah dan basa kuat serta

digunakan sebagai pencahar(Daintith, 1994)

2.6.4 Natrium Hidroksida

Natrium hidroksida merupakan padatan putih, tidak berbau, amat korosif

bersifat higroskopis, merupakan basa kuat, mmiliki Ph 12,9 dan tl 318,4 o(Imam

Khasani. 1998).

Page 6: kelarutan sebagai fungsi suhu

BAB III

METODOLOGI

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

Alat yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah gelas kimia 100mL ,

tabung reaksi, thermometer, batang pengaduk, labu ukur 100mL , pipet volume,

Erlenmeyer, buret, klem buret, statif.

3.1.2Bahan

Bahan yang digunakan dalam percobaan kali ini adalah akuades (H2O),

asam oksalat(C2H2O4), Indikator fenolftalein, NaOH.

3.2 Prosedur kerja

Dipanaskan hingga 60oC

Dilarutkan asam oksalat hingga jenuh

Didinginkan hingga suhu 50 oC

Dipipet 10mL dan encerkan hingga 100mL

Dilakukan pengambilan yang sama pada suhu 40 oC,30 oC,20 oC

Dipipet 5mL kedalam Erlenmeyer

+ indicator pp dan titrasi dengan NaOH

50mL akuades

Larutan jenuh

Larutan pada suhu tertentu

HASIL

Page 7: kelarutan sebagai fungsi suhu

3.3. Rangkaian Alat

Page 8: kelarutan sebagai fungsi suhu

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisis Prosedur

Suatu larutan jenuh merupakan keseimbangan dinamis. Kesetimbangan

tersebut akan dapat bergeser bila suhu dinaikkan. Pada umumnya kelarutan zat

padat dalam larutan bertambah bila suhu dinaikkan, karena umumnya proses

pelarutan bersifat endotermik. Pengaruh kenaikkan suhu pada kelarutan zat

berbeda satu dengan yang lainnya.

Larutan adalah campuran homogen dari suatu molekul, atom ataupun ion

dari dua zat atau lebih (Keenan, dkk. 1990), dan kelarutan adalah jumlah zat

terkarut dalam jumlah pelarut pada suhu tertentu sampai membentuk larutan

jenuh. Kelarutan suatu zat dapat ditentukan dengan menimbang zat yang akan

ditentukan kelarutannya dan dilarutkan setelah terjadinya kesetimbangan antara

zat padat yang larut dan yang tidak larut, padatan yang tidak larut lalu disaring

dan ditimbang (Yazid, 2005). Titrasi adalah proses mengukur volume larutan

yang terdapat dalam buret yang ditambahkan ke dalam larutan lain yang diketahui

volumenya sampai terjadi reaksi sempurna.

Penyerapan atau pelepasan kalor dpat juga terjadi pada proses proses

fisika. Diantaranya adalah pada proses pelarutan suatu zat didalam pelarutnya atau

penambahan zat terlarut kedalam zat terlarut. Ada dua jenis kalor pelarut yaitu

kalor pelarut integral dan diferensial. Alor pelarut integral adalah kalor yang

dilepaskan atau diserap ketika satu mol zat terlarut dilarutkan dalam n mol

pelarut. Sedangkan kalor pelarut diferensial adalah kalor kalor yang dilepas atau

diserap ketika mol zat dilarutkan dalam satu mol pelarut(Tim Dosen Kimia Fisik.

2010).

Adapun prinsip dari percobaan kelarutan sebagai fungsi suhu yaitu

menaikkan suhu larutan dengan cara dipanaskan yang telah ditentukan lalu

didiginkan pada suhu tertentu dan dapat dilihat kelarutannya apa yang dihasilakan

Page 9: kelarutan sebagai fungsi suhu

dari percobaan tersebut, seperti pemanasan,penurunan suhu hingga titrasi.

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 batas kelarutannya tercapai, maka zat

yang dilarutkan itu dalm batas kesetimbangan, artinya bila zat terlarut ditambah,

maka akan terjadi larutan jenuh, bila zat yang dilarutkan dikurangi akan  terjadi

larutan yang belum jenuh.

Pada percobaan ini yaitu kelarutan sebagai fungsi suhu, pertama-tama

dilakukan dengan pengenceran asam oksalat, dimana asam oksalat adalah

senyawa kimia yang memiliki rumus H2C2O4 dengan nama sisitematis asam

etanodiat. Asam karboksilat paling sederhana ini bisa digambarkan dengan rumus

HOOC-COOH. Digunakan asam oksalat karena kelarutannya sangat sensitive

terhadap suhu sehingga dengan berubahnya suhu, kelarutan asam oksalat juga

akan berubah selain itu asam oksalat memiliki kelarutan yang kecil bila dilarutkan

dalam air. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kelarutan sebagai fungsi suhu

adalah suhu, pengadukan,tekanan. Luas permukaan dan jenis zat .

. Perlakuan selanjutnya adalah standarisasi asam oksalat dengan NaOH

yang bertujuan untuk mengetahui konsentrasi dari larutan NaOH karena sifat

NaOH yang higroskopis(menguap sendiri jika mengenai udara bebas. Larutan

baku primer yaitu larutan dimana dapat diketahui kadarnya dan stabil pada proses

penimangan, pelarutan, dan penyimpanan(asam oksalat). Larutan baku sekunder

yaitu larutan dimana konsentralisinya ditentukan dengan jalan pembekuan dengan

larutan atau secara langsung tidak dapat diketahu kadarnya dan kestabilannya

didalam proses penimbangan, pelarutan dan penyimpanan(NaOH).

Kemudian yang dilakukan adalah pemanasan akuades sebanyak 50mL

hingga suhu mencapai 60oC kemudian setelah mencapai suhu tersebut,

dimasukkan larutan asam oksalat kedalam akuades sampai larut dan fungsi

pemanasan tersebut dilakukan untuk membuat larutan asam oksalat menjadi

larutan jenuh, jika kurang dari suhu tersebut yaitu 60°c kemungkinan larutan

masih tidak jenuh dan belum dapat larut secara sempurna, sementara jika lebih

Page 10: kelarutan sebagai fungsi suhu

dari suhu tersebut larutan asam oksalat bisa lewat jenuh hingga dapat menguap.

Setelah pemanasan dilakukan penurunan hingga suhu 40°C, 30°C, 20°C

(dilakukan variasi suhu) dengan menggunakan es batu dan menggunakan alat

thermometer dimana alat termometer tersebut merupakan alat yang dapat

mengukur suhu yang kita inginkan,dan system itu pemanasan 60°c merupakan

suhu optimal bagi asam oksalat.

Setelah menjenuhkan larutan diencerkan agar konsentrasi larutan menjadi

kurang pekat atau encer dan jika tidak diencerkan akan banyak volime NaOH

banyak digunakan ketika di titrasi. Pertama diambil 10 ml larutan asam oksalat

menggunakan pipet volume, dimasukan dalam labu takar 100 ml, dimasukan

aquades kedalam labu takar hingga tanda batas labu , lalu dikocok hingga

homogen. Setelah pengenceran, diambil 5 ml larutan asam oksalat yang telah

diencerkan tadi dimasukan kedalam Erlenmeyer, setelah itu ditambahkan

indicator pp yang berfungsi untuk mengetahui konsentrasi asam oksalat pada suhu

40°C, 30°C, 20°C selain itu penambahan indikator ini bertujuan untuk mengetahui

titik ekuivalen dari asam oksalat. Titik ekuivalen dicapai ketika warna larutan

yang semula berwarna bening berubah menjadi merah muda yaitu pada saat

jumlah mol terlarut sama dengan jumlah mol pelarut. Penambahan indicator pp

juga dilakukan pada temperature rendah yaitu 40°,30°C, 20°C agar tidak merusak

indicator pp, Fenolftalein merupakan senyawa organik yang mempunyai rumus

molekul C20H1404, padatan kristal, tak bewarna ,larut dalam alkohol dan pelarut

organik , rentang perubahan pH nya adalah 8,2 – 10. Pemilihan indikator pp ini

adalah karena titrasi ini merupakan titrasi asam lemah oleh basa kuat yang

memiliki titik ekuivalen diatas 7. Hal itu cocok dengan rentang perubahan pH dari

indikator pp .Indikator pp tidak bewarna dalam suasana asam dan bewarna merah

muda dalam suasana basa.penambahan indicator dilakukan titrasi dengan NaOH

agar mencapai titik akhir titrasi berikut strukturnya;

Page 11: kelarutan sebagai fungsi suhu

Titrasi ini adalah titrasi alkalimeteri yang merupakan pengukuran konsentrasi basa

dengan menggunakan larutan baku asam, bisa asam kuat atau asam

Adapun aplikasi kelarutan sebagai fungsi suhu dalam industi adalah pada

pembukaan reactor kimia,  pada proses pemisahan dengan cara pengkristalan

integral. Selain iti juga dapat digunakan untuk dasar atau ilmu dalam proses

pembuatan granul-granul pada industri baja. Dan selain itu dalam industry

kelarutan sebagai fungsi suhu juga sangat bermanfaat pada saat mendapat sebuah

garam dari air laut dengan cara memenaskannya atau dengan menjemur dibawah

trik matahari sehingga garam dapat mengendap dan mulai kelarutannya akan

berkurang.

4.2 Analisis Hasil

Titrasi dilakukan secara duplo (2 kali pengulangan). Untuk membuktikan

bahwa bila suhu diturunkan, kelarutan zat juga turun sehingga dilakukan

perlakuan yang sama untuk penurunan suhu sebesar 40, 30, dan 20 0C.

Panas pelarutan yang dihitung ini adalah panas yang diserap jika 1 mol

padatan dilarutakan dalam larutan dimana larutan sudah dalam keadaan jenuh. Hal

ini bebeda dengan panas pelarutan untuk larutan encer yang bisa terdapat dalam

table panas pelarutan tersebut adalah panas pengenceran dari keadaan jenuh

menjadi keadaan encer. Pada umumnya panas pelarutan adalah positif sehingga

menurut Van’t Hoff semakin tinggi temperatur akan semakin banyak zat yang

melarut (panas pelautan positif = endotermis). Sedangkan untuk zat-zat yang

memiliki panas pelarutan negatif, maka makin tinggi suhu akan semakin

berkurang zat yang dapat larut (Supeno, 2006).

Page 12: kelarutan sebagai fungsi suhu

Pertama adalah menyamakan suhu menjadi satuan Kelvin dari 40°C, 30°C,

20°C menjadi 313,303,293 K. kemudian mencari mol pada suhu ketiganya dan

didapat sebesar 0,345; 0,2089; 0,144 mol ketika mencari grafik untuk

mendapatkan nilai ∆ H membuat suhu Kelvin kebentuk 1/T dan hasil mol di log

mol dan didapat hasilnya pada 1/T 3,2. 10-3 ; 3,3. 10-3; 3,4. 10-3 dan pada log mol -

0,46; -0,68, -0,84. Pada dari hasil grafik didapat hasil ∆ Hps = - 4353,81 J/mol.

Hasil yang negative menunjukan bahwa reaksi tersebut bersifat endoterm atau

menyerap panas, sehingga terjadi perpindahan panas dari lingkungan ke sistem.

Pada reaksi endotermis , semakin tinggi suhu maka semakin banyak zat yang

larut.

Page 13: kelarutan sebagai fungsi suhu

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari praktikum yang telah dilaksanakan dapat diperoleh kesimpulan sebagai

berikut:

1. Larutan jenuh merupakan suatu larutan sudah tidak dapat melarutkan

lagi zat terlarutnya.

2. Semakin tinggi suhu maka semakin besar kelarutan suatu zat

3. Kelarutan asam oksalat dalam aquades pada berbagai suhu adalah

T (K) 1/T (K) Mol Log Mol

313 3,2 . 10-3 0,345 -0,46

303 3,3 . 10-3 0,2089 -0,68

293 3,4 . 10-3 0,144 -0,84

4. Panas pelarutan dari percobaan diperoleh :

∆ Hps = - 4353,81 J/mol.

5.2 Saran

Dalam membuat larutan jenuh harus diperhatikan benar – benar apakah larutan

tersebut sudah mengendap atau belum sehingga larutan nantinya tidak kelewat

jenuh dan larutan standar primer dan sekundernya dapat diubah.

Page 14: kelarutan sebagai fungsi suhu

Daftar Pustaka

Ansar B, Rahardjo D Noer dan Rachmadi. 2006.”Pengaruh Temperatur dan

Kelembaban Udara Kelarutan Tablet Efferversent”. Majalah Farmasi Indonesia.

Brady J. 1994.”Kimia Universitas”. Binarupa Aksara. Jakarta

Daintith, J, 1994, “Kamus Lengkap Kimia Oxford, Erlangga, Jakarta.

Day R.A dan Underwood A.L. 2002.”Analisis Kimia Kuantitatif”. Erlangga.

Jakarta

Imam Khasani. 1998.”Lembar Data dan Keselamatan Bahan”. Puslitbang Kimia.

Jakarta

Keenan C.W, Kleinffelter D.C dan Wood J.H, 1995.”Ilmu Kimia untuk

Universitas”. Erlangga.Jakarta

Kusuma S. 1983.”Pengetahuan Bahan-Bahan”. Erlangga. Jakarta

Khopkar S.M. 2003.”Konsep Dasar Kimia Analitik”. UI Press. Jakarta

Sukardjo. 2002.”Kimia Anorganik”. Rieka Cipta. Jakarta

Supeno, 2006, Petunjuk Praktikum Kimia Fisika I, Jayapura: Universitas

Cendrawasih.

Tim Dosen Kimia Fisik.2010.”Penuntun Praktikum Kimia Fisik I”. Jurusan

Kimia UNM. Makassar

Yazid E.2005.”Kimia Fisika untuk Medis”. Andi Offset. Jakarta

Page 15: kelarutan sebagai fungsi suhu

ABSTRAK

Kelarutan yang dapat dilakukan oleh pelarut terhadap zat pelarut adalah

istilah kelarutan dengan definisi secara singkat. Namun tidak semua larutan dapat

larut diperlukan kenaikan suhu atau bahkan penurunan suhu untuk melarutkan

inilah salah satu fungsi suhu sebagai factor melarutkan suatu zat terlarut yang

telah jenuh. Pada percobaan ini digunakan larutan asam oksalat sebagai standar

primer yang larut dan kemudian di panaskan dalam suhu yang berbeda dan

ditambah indicator pp sebagai pembentuk tanda titik ekuivalen dan kemudian

dititasi dengan NaOH pada variasi suhu untuk mengetahui pengaruh suhu

terhadap molar tiap perlakuan dan didapatlah hasil ∆ Hps=−4353,81 J /mol.

Kata Kunci : kelarutan, suhu, asam oksalat, NaOH,