Laporan Sifat-sifat Koligatif

Laporan Praktikum KI2241 Energetika Kimia Percobaan D-1, D-2 SIFAT-SIFAT KOLIGATIF Nama

: Intan Mulyani

NIM

: 10513090

Kelompok / Shift

: 8 / Kamis Pagi

Tanggal Percobaan

: 2 April 2015

Tanggal Pengumpulan

: 9 April 2015

Asisten

: Said Ali Akbar (20513015) Romel Hidayat (10511006)

LABORATORIUM KIMIA FISIK PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2015

I. Judul Percobaan Sifat-sifat koligatif II. Tujuan Percobaan 1. Menentukan keaktifan pelarut dan zat terlarut dengan menggunakan data penurunan titik beku. 2. Menentukan berat molekul zat terlarut dengan menggunakan data kenaikan titik didih. III.

Teori Dasar Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang tidak bergantung pada jenis zat terlarut tetapi hanya bergantung pada banyaknya partikel dalam larutan. Penurunan titik beku dan kenaikan titik didih merupakan bagian dari sifat koligatif larutan. Banyaknya partikel dalam larutan ditentukan oleh konsentrasi larutan dan sifat larutan itu sendiri. Jumlah partikel dalam larutan non elektrolit tidak sama dengan jumlah partikel dalam larutan elektrolit, walaupun konsentrasi keduanya sama. Hal ini dikarenakan larutan elektrolit terurai menjadi ion-ionnya, sedangkan larutan non elektrolit tidak terurai menjadi ion-ion. Dengan demikian sifat koligatif larutan dibedakan atas sifat koligatif larutan non elektrolit dan sifat koligatif larutan elektrolit. Secara termodinamika, pembekuan dan penguapan merupakan kesetimbangan antara dua fasa yang tercapai hanya jika terjadi kesamaan potensial kimia dikedua fasa tersebut. Adanya zat terlarut dalam pelarut dapat menurunkan potensial kimia larutan. Potensial kimia larutan akan lebih rendah dibanding dengan potensial kimia pelarut murni. Akibatnya, titik beku akan menurun dan titik didih akan meningkat. Pada pembekuan zat cair, suhu akan menurun, sehingga jarak antarpartikel akan semakin dekat dan akan terjadi gaya tarik-menarik antarmolekul yang sangat kuat. Adanya partikel-partikel zat terlarut menyebabkan gaya tarik-menarik antarmolekul pelarut terhalang, sehingga untuk mendekatkan jarak antarmolekul ini diperlukan suhu yang lebih rendah. Dengan demikian, titik beku larutan akan lebih rendah dibading titik beku pelarut murninya. Adanya partikel-partikel zat terlarut yang tidak mudah menguap juga dapat mengurangi kemampuan zat pelarut untuk menguap. Zat cair akan mendidih ketika tekanan uap dalam larutan sama dengan tekanan udara di luar. Dengan adannya zat terlarut akan menyebabkan tekanan uap larutan lebih rendah dibanding tekanan uap pelarutnya. Hal ini dikarenakan dengan adanya zat terlarut ini membuat fraksi mol dari pelarut menurun sehingga kecepatan penguapan pun menurun.

IV.

Data Pengamatan D-1 Penurunan Titik Beku Massa benzena + gelas ukur Massa gelas ukur Massa naftalena 1 Massa naftalena 2 Tabel 1. Penurunan titik beku

= 114,04 g = 87,34 g = 0,2 g = 0,2 g

Waktu (s)

Tbenzena (oC)

Tbenzena+naftalena 1 (oC)

Tbenzena+naftalena 2 (oC)

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 720 750 780 810 840 870 900 930

0,35 0,80 1,05 1,21 1,40 1,55 1,69 1,80 1,88 1,94 2,01 2,05 2,08 2,10 2,05 2,08 2,10 2,11 2,00 1,88 2,00 2,02 2,06 2,07 2,08 2,11 2,12 2,13 2,14 2,14 2,14

1,25 1,72 2,01 2,13 2,24 2,26 2,30 2,31 2,32 2,36 2,37 2,38 2,39 2,40 2,42 2,44 2,43 2,44 2,44 2,44

1,65 2,21 2,43 2,56 2,64 2,69 2,74 2,76 2,78 2,79 2,80 2,80 2,80

D-2 Kenaikan Titik Didih Massa sikloheksana + gelas ukur= 119,32 g Massa gelas ukur = 87,31 g Massa naftalena 1 = 0,2 g

Massa naftalena 2 Tabel 2. Kenaikan titik didih Waktu (s)

Tsikloheksana (oC)

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570

2,92 3,93 4,04 4,07 4,08 4,09 4,10 4,10 4,12 4,13 4,14 4,16 4,17 4,17 4,17

= 0,2 g

Tsikloheksana+naftalena 1

Tsikloheksana+naftalena 2

(oC) 3,93 4,11 4,17 4,18 4,19 4,19 4,19

(oC) 3,71 4,19 4,22 4,22 4,23 4,22 4,23 4,23 4,24 4,25 4,26 4,29 4,31 4,33 4,35 4,36 4,37 4,37 4,37

V. Pengolahan Data D-1 Penurunan Titik Beku 1. Nilai Tf Tf 1 = T2 – T1 Tf 1 = Tbenzena+naftalena 1 – Tbenzena Tf 1 = 2,44oC – 2,14oC Tf 1 = 0,30oC Tf 2 Tf 2 Tf 2 Tf 2

= T3 – T1 = Tbenzena+naftalena 2 – Tbenzena = 2,80oC – 2,14oC = 0,66oC

2. Keaktifan zat pelarut −5 2 2,6 ×10 × ( ∆ T f 1 ) ln a p 1=( −6,68× 10−3 × ∆ T f 1 ) −¿

o

−5

2

2,6 ×10 × ( 0,30 C ) ln a p 1= (−6,68 × 10−3 × 0,3 0o C ) −¿ a p 1=0,9980 2,6 ×10−5 × ( ∆ T f 2 )2 ln a p 2=( −6,68× 10−3 × ∆ T f 2 ) −¿ 2

−5

2,6 ×10 × ( 0,66 C ) −3 o ln a p 2= (−6,68 × 10 × 0,6 6 C ) −¿

a p 2=0,9956

ap =

a p 1+ a p 2 0,9980+ 0,9956 = =0,9968 2 2

3. Molalitas zat terlarut massa naftalena ×1000 m= Mr naftalena × massabenzena m 1=

0,2 g × 1000 =0,0584 molal −1 128,17 g . mol ×26,7 g

m 2=

0,4 × 1000 =0,1169 molal 128,17 g . mol−1 ×26,7 g

m n=

m1+ m2 0,0584 molal +0,1169 molal = =0,08765 molal 2 2

4. Koefisien osmosis −1000 −1000 g= ×ln a p= × ln 0,9968 Mr benzena × mn 78,11 g . mol−1 ×0,08765 molal g=0,4682 5. Koefisien keaktifan m ( 1−g ) ( ) l n α= 1−g +∫ dm m m 2

1

0,1169

l n α= (1−0,4682 ) + l n α=¿ 0,9009

( 1−0,4682 ) dm m 0,0584

∫

α =2,4617 6. Keaktifan zat terlarut (at) at =α × mn at =2,4617 ×0,08765 molal at =0,2158 D-2 Kenaikan Titik Didih 1. Nilai Tb Tb1 = T2 – T1 Tb1 = Tsikloheksana+naftalena 1 – Tsikloheksana Tb1 = 4,19oC – 4,17oC Tb1 = 0,02 oC Tb2 Tb2 Tb2 Tb2

= T3 – T1 = Tsikloheksana+naftalena 2 – Tsikloheksana = 4,37oC – 4,17oC = 0,20oC

2. Mr naftalena Mr sikloheksana . R . T b sikloheksana2 m naftalena1 1000 ∆ T b 1= × × 1000 . ∆ H v Mr naftalena1 m sikloheksana 0,02o C=

−1

−1

−1

2

84 g . mol . 8,314 J . mol . K . ( 353,88 ) 0,2 g 1000 × × 1000 . 29970 Mr naftalena 1 32,01 g

Mr naftalena 1=911,6517 g . mol

−1

2

Mr . R . T b sikloheksana m 1000 ∆ T b 2= sikloheksana × naftalena2 × 1000 . ∆ H v Mr naftalena2 msikloheksana 0,20o C=

84 g .mol−1 . 8,314 J . mol−1 . K −1 . (353,88 )2 0,4 g 1000 × × 1000. 29970 Mr naftalena 1 32,01 g

Mr naftalena 1=182,3303 g . mol−1 911,6517 g . mol−1 +182,3303 g . mol−1 Mr naftalena = =546,9910 g . mol−1 2

VI.

Kesimpulan 1. Keaktifan zat pelarut benzena adalah 0,9956 dan keaktifan zat terlarut naftalena adalah 0,2158. 2. Berat molekul dari naftalena adalah 546,9910 gr.mol-1.

VII.

Daftar Pustaka Atkins, P.W. 1990. Physical Chemistry, 8th Ed. New York: Mc Graw-Hill. Hlm. 173. Day, R.A,. J.R dan Underwood, A.L. 2006. Analisis Kimia Kuantitatif, Edisi 6. Jakarta: Erlangga. Hlm. 457-468. http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_x/sifat-koligatif-larutan/ (diakses pada 8 April 2015 pukul 20.47 WIB)

LAMPIRAN I PERTANYAAN 1. Bagaimana definisi larutan ideal? Besaran-besaran apa yang digunakan untuk menggambarkan penyimpangan-penyimpangan dari keadaan ideal tersebut? 2. Tunjukkan bagaimana pengaruh ketidakidealan larutan terhadap sifat koligatif! 3. Bagaimana kurva yang didapatkan bila larutan mengalami keadaan lewat beku “super cooled” ? 4. Bagaimana pengaruh tekanan udara atas percobaan ini? 5. Bagaimana hasil yang akan diperoleh bila zat terlarut mengalami disosiasi atau pelarut mengalami asosiasi? Jawab 1. Larutan ideal adalah larutan yang interaksi antarmolekul komponen-komponen larutannya sama besar dengan interaksi antarmolekul komponen-komponen tersebut pada keadaan murni. Larutan ideal mematuhi hukum Raoult, yaitu bahwa tekanan uap pelarut (cair) berbanding tepat lurus dengan fraksi mol pelarut dalam larutan. Besaran yang dapat menggambarkan penyimpangan dari keadaan ideal tersebut adalah tekanan, fraksi mol, dan koefisien keaktifan. 2. Pengaruh ketidak idealan larutan terhadap sifat koligatif dapat terjadi pada kenaikan titik didih larutan dan penurunan terhadap tekanan uap larutan. Jika tekanan uap hasil pengamatan tidak sesuai dengan tekanan uap berdasarkan perhitungan hukum Roult, maka larutan tersebut tidak ideal. Ketidak idealan larutan disebabkan karena adanya interaksi antarmolekul dalam larutan dapat menurunkan tekanan uap larutan yang disebabkan karena fraksi mol pelarut berkurang. Akibatnya akan terjadi penyimpangan titik didih dan titik beku larutan.

3.

4. Adanya tekanan udara akan menyebabkan tekanan pada sistem meningkat sehingga interaksi molekul menjadi lebih kuat dan menyebabkan kenaikan titik didih serta penurunan titik beku. 5. Jika zat terlarut mengalami disosiasi, maka zat terlarut akan terdistribusi merata ke seluruh

pelarut. Jika pelarut mengalami asosiasi, maka pelarut berikatan dengan sesama pelarut, sehingga zat terlarut tidak terdistribusi secara merata. Kedua hal ini akan mempengaruhi pada kenaikan titik didih dan penurunan titik beku larutan. Semakin terdistribusinya zat terlarut dalam pelarut maka kenaikan titik didih dan penurunan titik beku semakin tinggi karea partikel dalam larutan akan semakin banyak.