Penentuan Volume Molal Parsial

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 komponenkomponen 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 = 29 oC = 302 K

T

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) 3 1,5 0,75 0,375 0,1875

Berat piknometer (g) 64,6357 63,5145 62,9282 62,6300 62,4808

4.2 Perhitungan Tabel Pengamatan Konsentrasi

Berat Piknometer (g)

We Wo NaCl (M) 3 39,5782 62,3305 1,5 39,5782 62,3305 0,75 39,5782 62,3305 0,375 39,5782 62,3305 0,1875 39,5782 62,3305 a. Penentuan densitas larutan (d) d

=

x do W − We Wo − We

d1 = 25,0575g x0,9959g/cm3 22,7523g = 1,0968 g/cm3

= 24,9548 22,7523

W 64,6357 63,5145 62,9282 62,6300 62,4808

W-We

W-Wo

Wo-We

25,0575 23,9363 23,3500 23,0518 22,9026

2,3052 1,184 0,5977 0,2995 0,1503

22,7523 22,7523 22,7523 22,7523 22,7523

d2 = 23,9363g x 0,9959g/cm3 22,7523g = 1,0477 g/cm3

= 23,8382 22,7523 d3 =

23,3500g x0,9959g/cm3 22,75230 g = 1,0221 g/cm3

= 23,2543 22,7523 d4 =

23,0518g x0,9959g/cm3 22,7523g = 1,0090 g/cm3

= 22,9573 22,7523 d5 =

22,9026g x 0,9959g/cm3 22,7523g = 1,0025 g/cm3

= 22,8087 22,7523

b. Penentuan molalitas larutan (m) m =

1 d − BM M − 1000

m1 =

1 1,0968g/cm3 3M

58,5M / mol 1000

−

= 1 0,3656 − 0,0585

=

= 3,2563 mmol/g 1 0,3071

m2 = 1 1,0477 g/cm3 − 1,5M

58,5M / mol 1000

= 1 0,6985 − 0,0585

=

= 1,5625 mmol/g 1 0,6400

m3 = 1 1,0221g/cm3 − 0,75M

58,5M / mol 1000

= 1 1,3628 − 0,0585

=

= 0,7667 mmol/g 1 1,3043

m4 = 1 1,0090 g/cm3 0,375M

58,5M / mol 1000

−

= 1 2,6907 − 0,0585

=

= 0,3799 mmol/g 1 2,6322

m5 = 1 1,0025g/cm3 − 0,1875M

58,5M / mol 1000

= 1 5,3467 − 0,0585

=

= 0,1891 mmol/g 1 5,2882

c. Penentuan volume molal parsial =

φ

1

φ

( BM 1000 W − Wo x m Wo − We

1 d

= 1 1,0968g/cm3

)

(

58,5 M/mol  1000  x  3,2563mmol/g

2,3052g   22,7523g 

)

=

1 ( 58,5 − ( 307,0970 x 0,1013) ) 1,0968g/cm3 = 24,9737 cm3/mol

= 1 x 27,3911 1,0968g/cm3 2

=

φ

(

1 1,0477 g/cm3 =

58,5 M/mol  1000  x  1,5625mmol/g

1,184 g   22,7523g 

)

0,5977 g   22,7523g 

)

1 ( 58,5 − ( 640 x 0,0520) ) 1,0477 g/cm3 = 24,0718 cm3/mol

= 1 x 25,22 1,0477 g/cm3 3

=

φ

1 1,0221g/cm3 =

(

58,5 M/mol  1000  x  0,7667 mmol/g

1 ( 58,5 − (1304,2911 x 0,0263) ) 1,0221g/cm3 = 23,6739 cm3/mol

= 1 x 24,1971 1,0221g/cm3

4

φ

= 1 1,0090g/cm3

(

58,5 M/mol  1000  x  0,3799mmol/g

0,2995g   22,7523g 

)

=

1 ( 58,5 − ( 2632,2717 x 0,0132) ) 1,0090g/cm3 = 23,5421 cm3/mol

= 1 x 23,754 1,0090 g/cm3

5

=

φ

1 1,0025 g/cm3 =

(

58,5 M/mol  1000  x  0,1891mmol/g

0,1503g   22,7523g 

)

1 ( 58,5 − ( 5288,2073 x 0,0066) ) 1,0025 g/cm3 = 23,5391 cm3/mol

= 1 x 23,5979 1,0025g/cm3

d. Analisa Grafik

1,8045 1,25 0,8756 0,6164

Volume molal Parsial (cm3/mol) 24,9737 24,0718 23,6739 23,5421

Volume molal parsial regresi 24,8261 24,2318 23,8305 23,5527

0,4349

23,5391

23,3581

NaCl (M)

molalitas (mmol/g)

√m

3 1,5 0,75 0,375

3,2563 1,5625 0,7667 0,3799

0,1875

0,1891

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/mol 4.3 Pembahasan

Perbedaan konsentrasi larutan NaCl menghasilkan densitas yang berbedabeda 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 molekulmolekul 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 DebyeHuckel. 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 PRAKTIKUM KIMIA 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 FISIKA JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2010 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 rapatrapat.

–

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

Hasil

suling.