laporan resmi panpel dan KSFT

(1)

LAPORAN RESMI

PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA II

MATERI

PANAS PELARUTAN DAN KELARUTAN SEBAGAI FUNGSI SUHU

Disusun Oleh :

Kelompok : VII / SELASA SIANG

1. ADISTY KURNIA RAHMAWATI` 21030113120072

2. ARLUNANDA ADHIARTHA 21030113130175

3. RUTH FEBRINA SONDANG ARITONANG 21030113120009

LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA II TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

(2)

i LEMBAR PENGESAHAN

Laporan resmi berjudul PANAS PELARUTAN DAN KELARUTAN SEBAGAI FUNGSI SUHU yang ditulis oleh :

Kelompok : VII /Selasa siang

Anggota : 1. ADISTY KURNIA RAHMAWATI` 21030113120009

2. ARLUNANDA ADHIARTHA 21030113120009

3. RUTH FEBRINA SONDANG ARITONANG 21030113120009

Telah disahkan pada Hari :

Tanggal : Juni 2014

Semarang, Juni 2014 Mengesahkan Asisten Pengampu,

Istiqomah Ani Sayekti NIM. 21030112140165

(3)

ii KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmat, karunia dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Resmi Praktikum Dasar Teknik Kimia II dengan materi Panas Pelarutan dan Kelarutan sebagai Fungsi Suhu.

Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada koordinator asisten laboratorium PDTK II Yosia Nico Wijaya, asisten Istiqomah Ani Sayekti sebagai asisten laporan praktikum panas pelarutan dan kelarutan sebagai fungsi suhu kami, dan semua asisten yang telah membimbing sehingga tugas laporan resmi ini dapat terselesaikan. Kepada teman-teman angkatan 2013 yang telah membantu baik dalam segi waktu maupun motivasi penulis mengucapkan terima kasih.

Penulis meyakini bahwa laporan ini jauh dari kesempurnaan. Mohon maaf apabila terdapat kekurangan bahkan kesalahan. Penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak berkaitan dengan laporan ini. Akhir kata, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak dan dapat berguna sebagai bahan penambah ilmu pengetahuan.

Semarang, Juni 2014

(4)

iii DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN ... i KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR TABEL ...v

DAFTAR GAMBAR ... VI INTISARI SUMMARY BAB I PENDAHULUAN ...1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...3

BAB III METODE PERCOBAAN ...8

BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN ... 11

BAB V PENUTUP ... 14 DAFTAR PUSTAKA ... 15 LAMPIRAN A ... A-1 LAMPIRAN B ... B-1 INTISARI SUMMARY BAB I PENDAHULUAN ... 16

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 18

BAB III METODE PENELITIAN ... 21

BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN ... 25

BAB V PENUTUP ... 30

DAFTAR PUSTAKA ... 31 LAMPIRAN A ... A-1

(5)

iv LAMPIRAN B ... B-1 LAMPIRAN C ... C-1 LAMPIRAN D ... D-1 LAMPIRAN E ... E-1 REFERENSI LEMBAR ASISTENSI

(6)

v DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Suhu 3x konstan ... i Tabel 4.1 Hubungan terhadap volume titran pada penurunan

(7)

vi DAFTAR GAMBAR

A. PANAS PELARUTAN

Gambar 4.1. Erlenmeyer ... 21

Gambar 4.2. Beaker glass ... 21

Gambar 4.3. Gelas ukur ... 21

Gambar 4.4. Kompor listrik ... 21

Gambar 4.5. Buret ... 21

Gambar 4.6.Corong ... 21

Gambar 4.7. Pipet ... 21

Gambar 4.8. Kalorimeter... 21

B. KELARUTAN SEBAGAI FUNGSI SUHU Gambar 4.1 Tabung reaksi besar ... 21

Gambar 4.2. Erlenmeyer ... 21

Gambar 4.3. Buret, statif, klem ... 21

Gambar 4.4. Beaker glass ... 21

Gambar 4.5. Pipet Tetes ... 21

Gambar 4.6. Corong ... 21

Gambar 4.7. Pengaduk ... 21

(8)

INTISARI

Panas pelarutan adalah perubahan 1 mol zat dilarutkan dalam n mol solvent pada tekanan dan suhu yang konstan, hal ini disebabkan adanya ikatan kimia baru dari atom-atom. Demikian juga pada peristiwa pelarutan, kadang-kadang terjadi perubahan energi, hal ini disebabkan adanya perbedaan gaya tarik-menarik antara molekul sejenis. Gaya ini jauh lebih kecil daripada gaya tarik pada ikatan kimia, sehingga panas pelarutan biasanya jauh lebih kecil daripada panas reaksi. Salah satu faktor yang mempengaruhi panas pelarutan adalah jenis solute. Solute itu sendiri dibedakan menjadi 2, yaitu solute standar dan solute variabel. Solute standar adalah solute yang telah diketahui panas pelarutannya, yang dijadikan dasar untuk mencari besarnya tetapan kalorimeter. Sedangkan solute variabel adalah solute yang akan dicari besar panas pelarutannya. Dengan mengetahui panas pelarutan suatu zat, karakteristik zat tersebut juga dapat diketahui, sehingga di dalam industri kimia kerusakan reaktor pada kondisi thermal dapat dihindari.

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah aquades 80 ml, NaCl 2 gram, KOH, MgCl2.6H2O, CuSO4.5H2O sebanyak 10 gram. Alat yang digunakan adalah thermometer, gelas ukur, kalorimeter, beaker glass, pipet tetes, pipet volume, kompor listrik. Pada percobaan ini dilakukan dalam dua tahap, yang pertama adalah penentuan tetapan kalorimeter dengan solute standar. Lalu penetuan panas pelaruta masing-masing solute variabel. Dari percobaan didapat suhu kontan untuk aquades 58°C, NaCl 65°C. Untuk solute variabel di tiap 1,2,3,4 gram, pada KOH berturut-turut 71°C, 68°C, 72°C, 73°C. Pada MgCl2.6H2O berberturut-turut-berturut-turut 68°C, 71°C, 68°C, dan 70°C. Pada CuSO4.5H2O berturut turut adalah 81°C, 82°C, 79°C dan 84°C.

Dari percobaan didapat panas pelarutan untuk tiap 1,2,3,4 gram KOH -346.163kal/mol, -133143 kal/mol, -124268 kal/mol dan -99859 kal/mol. Untuk MgCl2.6H2O didapat 968339 kal/mol, 630955 kal/mol, 325408 kal/mol dan 293353 kal/mol. Untuk CuSO4.5H2O didapat 2740673 kal/mol, 1431830 kal/mol, -876362 kal/mol, dan -777464 kal/mol. Saran dari kami agar jangan membiarkan KOH terlalu lama di udara terbuka, memastikan kalorimeter tertutup rapat, memanaskan dengan suhu 2°C lebih tinggi dan menjauhkan termometer dari dinding kalorimeter.

(9)

SUMMARY

Heat dissolution is when the change of 1 mole of a substance in n moles that dissolved in the constant pressure and temperature, this is due to the existence of a new chemical bonding of the atoms. Similarly, the events of dissolution, sometimes a change of energy happens, this is due to the difference in the force of attraction between similar molecules. This force is much smaller than the tensile force on the chemical bonds, so the heat dissolution is usually much smaller than the heat of reaction. One of the factors that influence the heat dissolution is the type of solute. Solute itself is divided into two, namely the standard solute and solute variables. Solute standard is a known solute dissolution heat, which is used as the basis for finding the magnitude of the calorimeter constant. While the variable solute is the solute that will look great heat dissolution. By knowing the heat dissolution of a substance, the characteristics of these substances can also be known, so that in the chemical industry on the condition of the reactor thermal damage can be avoided.

The materials used in this experiment was 80 ml distilled water, 2 g NaCl, KOH, MgCl2.6H2O, CuSO4.5H2O as much as 10 grams. The tools used are thermometer, measuring cup, calorimeter, beaker glass, pipette, pipette volume, and electric stove. In the experiments carried out in two stages, the first is the determination of the constant of the calorimeter with standard solutes. Then heat pelaruta determination of each solute variables. Temperature obtained from experiments are: distilled water 58 ° C, NaCl 65 ° C. For each variable solute 1,2,3,4 grams, KOH 71 ° C, 68 ° C, 72 ° C, 73 ° C. In MgCl2.6H2O 68 ° C, 71 ° C, 68 ° C, and 70 ° C. In consecutive CuSO4.5H2O is 81 ° C, 82 ° C, 79 ° C and 84 ° C.

From experiments we get the heat dissolution for each gram of KOH -346.163kal/mol 1,2,3,4, -133 143 cal / mol, -124 268 cal / mol and -99 859 cal / mol. To obtain MgCl2.6H2O -968 339 cal / mol, -630 955 cal / mol, -325 408 cal / mol and -293 353 cal / mol. To CuSO4.5H2O obtained -2,740,673 cal / mol, -1.43183 million cal / mol, -876 362 cal / mol, and -777 464 cal / mol. Advice from us so do not let the KOH too long in the open air, ensuring a sealed calorimeter, with a heating temperature of 2 ° C higher and keep the thermometer far from the calorimeter wall.

(10)

1 BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Panas pelarutan adalah perubahan 1 mol zat dilarutkan dalam n mol solvent pada tekanan dan suhu yang konstan, hal ini disebabkan adanya ikatan kimia baru dari atom-atom. Demikian juga pada peristiwa pelarutan, kadang-kadang terjadi perubahan energi, hal ini disebabkan adanya perbedaan gaya tarik-menarik antara molekul sejenis. Gaya ini jauh lebih kecil daripada gaya tarik pada ikatan kimia, sehingga panas pelarutan biasanya jauh lebih kecil daripada panas reaksi.

Secara teoritis, panas pelarutan (∆Hs) untuk senyawa KCl sebesar -4.404 cal/mol sedangkan untuk MgCl2.6H2O sebesar 3.400 cal/mol. Tanda positif (+) pada data ∆Hs menunjukkan bahwa reaksi bersifat eksotermis atau reaksi menghasilkan panas dari sistem ke lingkungan. Sedangkan tanda negatif (-) menunjukkan bahwa reaksi bersifat endotermis atau reaksi menyerap panas dari lingkungan ke sistem.

Salah satu faktor yang mempengaruhi panas pelarutan adalah jenis solute. Solute itu sendiri dibedakan menjadi 2, yaitu solute standar dan solute variabel. Solute standar adalah solute yang telah diketahui panas pelarutannya, yang dijadikan dasar untuk mencari besarnya tetapan kalorimeter. Sedangkan solute variabel adalah solute yang akan dicari besar panas pelarutannya.

Dengan mengetahui panas pelarutan suatu zat, karakteristik zat tersebut juga dapat diketahui, sehingga di dalam industri kimia kerusakan reaktor pada kondisi thermal dapat dihindari. Selain itu, dengan mengetahui panas pelarutan suatu zat, kita dapat memilih tungku sesuai panas pelarutan zat tersebut dan juga dalam pemilihan bahan bakar yang menimbulkan panas seefisien mungkin.

(11)

2 Seorang sarjana teknik kimia yang pada umumnya bekerja di bidang industri harus mengetahui analisa panas pelarutan. Seperti yang telah disebutkan di atas bahwa banyak manfaat yang didapatkan dengan mengetahui panas pelarutan suatu zat. Oleh karena itu, sebagai mahasiswa teknik kimia praktikum panas pelarutan ini menjadi sangat penting untuk dilakukan.

I.2 Tujuan Praktikum

1. Menentukan panas pelarutan dari suatu zat

2. Mencari hubungan antara panas pelarutan dengan molaritas dan suhu larutan

3. Mencari hubungan antara suhu dengan waktu terhadap panas pelarutan

I.3 Manfaat Praktikum

1. Praktikan mampu menentukan panas pelarutan dari suatu zat

2. Praktikan mengetahui hubungan antara panas pelarutan dengan molaritas dan suhu larutan

3. Praktikan mengetahui hubungan antara suhu dengan waktu terhadap panas pelarutan

(12)

3 BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Panas pencampuran didefinisikan sebagai perubahan entalpi yang terjadi bila dua atau lebih zat murni dicampur membentuk suatu larutan pada temperatur konstan dan tekanan 1 atm. Panas pelarutan didefinisikan sebagai perubahan panas 1 mol zat dilarutkan dalam n mol solvent pada temperatur dan tekanan yang konstan, hal ini disebabkan adanya ikatan kimia baru dari atom-atom. Demikian juga pada peristiwa pelarutan, kadang-kadang terjadi perubahan energi, hal ini disebabkan adanya perbedaan gaya tarik-menarik antara molekul sejenis. Gaya ini jauh lebih kecil daripada gaya tarik pada ikatan kimia, sehingga panas pelarutan biasanya jauh lebih kecil daripada panas reaksi.

II.1 Panas Pelarutan Integral dan Differensial

Panas pelarutan integral adalah panas yang diserap atau dilepas bila satu mol zat solute dilarutkan dalam jumlah tertentu solvent, sehingga membentuk larutan dengan konsentrasi tertentu. Sedangkan panas pelarutan differensial adalah panas yang menyertai pada penambahan satu mol solute ke dalam sejumlah larutan dengan konsentrasi tertentu, sampai penambahan solute tersebut tidak mempengaruhi larutan.

Jika penambahan mol solute terjadi pada sejumlah tertentu larutan menghasilkan efek panas pada temperatur dan tekanan konstan. Panas pelarutan differensial tidak dapat ditentukan secara langsung, tetapi secara tidak langsung dari panas pelarutan dapat ditulis:

𝑑 ∆𝐻 𝑑 𝑛2 =

𝑑 ∆𝐻𝑓

𝑑 𝑛2 𝑇, 𝑃, 𝑛...(1)

Dimana d(∆H) = ∆Hs, adalah perubahan entalpi untuk larutan n2 mol dalam n mol solvent. Pada T, P, dan n konstan, perubahan n2 dianggap 0. Karena n berbanding lurus terhadap konentrasi m (molal), pada T dan P konstan

(13)

4 penambahan mol solute dalam larutan dengan konsentrasi m mol menimbulkan entalpi sebesar d(m.∆Hs) dan panas pelarutan differensial dapat dinyatakan dengan persamaan 2 :

𝑑 ∆𝐻𝑠

𝑑 𝑛2 𝑇, 𝑃, 𝑛 =

𝑑 𝑚 .∆𝐻𝑠

𝑑𝑚 𝑇, 𝑃 ...(2)

II.2 Penentuan Tetapan Kalorimeter

Tetapan kalorimeter adalah banyak kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu kalorimeter beserta isinya 10C. Salah satu cara kalibrasi yang dapat dilakukan adalah dengan memasukan sejumlah solute tertentu yang telah diketahui panas pelarutan ke dalam kalorimeter yang telah diisi solvent lalu perubahan suhu yang terjadi dicatat berdasarkan Asas Black dan dapat dinyatakan sebagai persamaan 3 atau 4

m. ∆H = C. ∆T………..(3) 𝐶 =𝑚 .∆𝐻

∆𝑇 …………...(4)

Dimana ; C = tetapan kalorimeter m = jumlah mol solute ∆H = panas pelarutan

∆T = perubahan suhu yang terjadi

II.3 Penentuan Kadar Pelarutan Zat yang Akan Diselidiki

Dalam penentuan ini diusahakan agar volume solvent sama dengan volume solvent yang akan dikalibrasi. Berdasarkan Asas Black maka panas pelarutan suatu zat di rumuskan sebagai berikut :

∆𝐻 =𝑀 𝐶 ∆𝑇

𝑊 − 𝐶𝑝 𝑑𝑇

𝑇2

𝑇1

(14)

5 W = berat solute

M = berat molekul

∆T = suhu konstan 1- suhu konstan 2 T1 = suhu solute sebelum dilarutkan T2 = suhu akhir kalorimeter

Cp = panas jenis solute

II.4 Efek Panas pada Proses Pencampuran

Efek panas yang timbul pada proses pencampuran atau proses pelarutan dapat dinyatakan dengan entalpi. Reaksi kimia kebanyakan dilaksanakan pada tekanan sistem tetap yang sama dengan tekanan luar, sehingga didapat :

∆E = dQ - P.dV ; P = tekanan sistem E2 - E1 = Q - P1.(V2 – V1)

E2 - E1 = Q - P.V2 + P.V1 Karena P1 = P2 = P maka : E2 - E1 = Q - P2.V2 + P1.V1 (E2 + P2.V2) = (E1 + P1.V1) + Q

Karena E, P, dan V adalah fungsi keadaan maka E + PV juga merupakan fungsi keadaan. Fungsi ini disebut entalpi (H), dimana H = E + PV sehingga persamaan diatas menjadi :

H2 – H1 = Q ∆H = Q ∆H = H2 – H1

Pencampuran dapat dilakukan dalam konsep entalpi : ∆E = Q – W1

(15)

6 𝐸₂+ 𝑃. 𝑉₂ 𝐻₂ − 𝐸₁ + 𝑃. 𝑉₁ 𝐻₁ = 𝑄. 𝑃 ∆H = H2 – H1 = Q.P

Saat substrat dicampur membentuk suatu larutan biasanya disertai efek panas dalam proses pencampuran pada tekanan tetap. Efek panas sesuai dengan perubahan entalpi total. Begitu juga dengan reaksi steady state yaitu perubahan entalpi kinetik dan potensial dapat diabaikan karena hal ini sudah umum dalam proses pencampuran dapat disamakan dengan efek panas.

II.5 Kapasitas Panas dan Enthalpi

Kapasitas panas adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat (benda) sebesar jumlah tertentu (missal 1oC) pada tekanan tetap. Panas jenis adalah kapasitas bahan tiap massa.

n.I = m.C 𝐼 =𝑚. 𝐶 𝑛 ; 𝑀 = 𝑚 𝑛 I = M.C

Dimana : C = panas jenis M = berat molekul m = massa

n = jumlah mol Entalpi didefinisikan sebagai : H = U + PV

∆H = H2-H1 = Q.P Dimana : H = Entalpi U = Enegi dalam

Q = Panas yang diserap pada P konstan

Jadi perubahan entalpi adalah panas yang diserap pada tekanan konstan, jadi harganya tergantung pada M untuk mencapai kondisi akhir.

(16)

7 II.6 Kegunaan Panas Pelarutan dalam Industri

1. Dapat panas bahan bakar yang semaksimal mungkin, misal suatu zat diketahui kelarutannya 4000oC maka bahan bakar yang memberi panas 4000oC, sehingga keperluan bahan bakar dapat ditekan semaksimal mungkin.

2. Dalam pembuatan reaktor kimia, bila panas pelarutannya diketahui dengan demikian perancangan reaktor disesuaikan dengan panas pelarutan zat, hal ini untuk menghindari kerusakan pada reaktor karena kondisi thermal tertentu dengan kelarutan reaktor tersebut.

II.7 Data Kapasitas Panas (Cp) dan Panas Pelarutan (∆Hs) dari Beberapa Senyawa

Beberapa data senyawa dengan kapasitas panas dan panas pelarutannya dapat dilihat pada Tabel 2.1

Tabel 2.1 Kapasitas Panas (Cp) dan Panas Pelarutan (∆Hs)

Senyawa Kapasitas Panas (cal/mol K) Panas Pelarutan (cal/mol)

KCl 10,3+0,00376T -4.404

MgSO4.7H2O 89 -3.180

MgCl2. 6H2O 77,1 3.400

CuSO4.5H2O 67,2 -2.850

BaCl2.2H2O 37,3 -4.500

Sumber : Perry,R.H..1984.Chemical Engineering Hand Book Tanda positif (+) pada data ∆Hs menunjukkan bahwa reaksi bersifat eksotermis atau reaksi menghasilkan panas dari sistem ke lingkungan.

Sedangkan tanda negatif (-) menunjukkan bahwa reaksi bersifat endotermis atau reaksi menyerap panas dari lingkungan ke sistem.

(17)

8 BAB III

METODA PRAKTIKUM

III.1 Bahan dan Alat yang Digunakan Bahan

1. Aquades : 80 oC, 80mL 2. Solute standar : NaCl 2 gram

3. Solute variabel : KOH, MgCl2.6H2O, CuSO4.5H2O 1 gram,2gram,3 gram,4 gram Alat 1. Thermometer 2. Gelas ukur 3. Kalorimeter 4. Beaker glass 5. Pipet tetes 6. Pipet volume 7. Kompor listrik 8. Corong

(18)

9 III.2 Gambar Alat

Gambar3.1 Erlenmeyer

Gambar3.2 Beaker glass

Gambar 3.3 Gelas ukur

Gambar 3.4 Kompor listrik

Gambar3.5 Corong

Gambar 3.6 Pipet tetes

Gambar 3.7 Thermometer

(19)

10 III. 3 Variabel Operasi

1. Variabel Tetap

a. Solute standar 2 gram b. Aquades

2. Variabel Bebas

a. Solute variabel 1,2,3,4 gram b. ∆t = 2 menit

III.4 Cara Kerja

 Penentuan Tetapan Kalorimeter

1. Panaskan 80 ml aquades pada T = 80oC.

2. Masukan ke kalorimeter lalu catat suhu tiap 2 menit sampai 3× konstan. 3. Panaskan lagi 80 ml aquades pada T = 80oC.

4. Timbang 2 gram solute standar yang telah diketahui panas pelarutannya. 5. Masukkan aquades yang sudah dipanaskan ke kalorimeter beserta solute

standar yang telah ditimbang.

6. Mencatat suhunya tiap 2 menit sampai 3× konstan.

 Penentuan Panas Pelarutan Solute Variabel 1. Panaskan 80 ml aquades T = 80oC 2. Timbang 1,2,3,4 gram solute variabel.

3. Masukan aquades yang sudah dipanaskan ke kalorimeter beserta variabel berubahnya.

(20)

11 BAB IV

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Percobaan

Tabel 4.1 Suhu 3x konstan aquades, solute standar dan solute variabel t

(menit) Aquades NaCl

KOH MgCl2.6H2O CuSO4.5H2O

1 gr 2 gr 3 gr 4 gr 1 gr 2 gr 3 gr 4 gr 1 gr 2 gr 3 gr 4 gr 0 54 56 60 60 61 65 66 61 56 55 58 63 70 65 2 54 62 70 61 71 72 68 71 68 70 81 82 79 84 4 58 64 70 68 72 73 68 71 68 70 81 82 79 84 6 58 64,5 71 68 72 73 68 71 68 70 81 82 79 84 8 58 65 71 68 72 73 10 65 71 12 65 71 IV.2 Pembahasan

IV.2.1 Hubungan t(waktu) vs T (suhu) a. Solute Standar Nacl

Gambar 4.1 Hubungan T vs t pada NaCl

50 55 60 65 70 0 2 4 6 8 10 12 Su h u (K) Waktu (menit) NaCl

(21)

12 Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa untuk mencapai suhu konstan NaCl membutuhkan waktu 8 menit. Waktu itu dibutuhkan untuk mencapai keseimbangan suhu pada sistem dan lingkungan. Dimana kalor akan mengalir dari lingkungan ke sistem. Berdasarkan referensi ΔHs Nacl adalah -1,164 kg cal/g mol (Perry Chemical Engineering Handbook) bersifat endoterm yang seharusnya suhu akan turun apabila berada dalam sistem yang diisolasi. Namun hal ini tidak sesuai dengan percobaan kami. Hal ini karena semakin tingginya suhu disebabkan oleh titik didih NaCl yang lebih tinggi yaitu 1413Oc sehingga NaCl memiliki tekanan uap yang sangat kecol karena titik didih berbanding terbalik dengan tekanan uap. Oleh karena itu dibutuhkan waktu untuk mencapai suhu konstan karena terjadinya proses keseimbangan antara tekanan uap dan aquades dengan tekanan uap NaCl sehingga suhu tekanan jadi lebih tinggi seiring bertambahnya massa larutan karena titik didih aquades.

(Perry,1984) b. Solute variabel KOH

Gambar 4.2 Hubungan T vs t pada KOH

Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa semakin banyak KOH dalam larutan maka suhunya akan naik. Menurut data referensi ΔHs KOH= +21,91 kg cal/g mol (Perry Chemical Engineering Handbook) bersifat endoterm dimana suhu akan naik apabila berada dalma sistem yang diisolasi.Penambahan massa akan berefek pada selisih suhu. Jadi semakin besar nassa makan suhu konstannya akan bertambah. Hal ini sesuai dengan gambar hubungan t vs T yang kami buat.

50 60 70 80 0 2 4 8 10 Su h u (K) Waktu (menit) KOH 1 gr KOH 2 gr KOH 3 gr KOH 4 gr

(22)

13 (Perry,1984)

c. Solute variabel MgCl2.6H2O

Gambar 4.3 Hubungan T vs t pada MgCl2.6H2O

Dari grafik di atas dilihat bahwa semakin banyak MgCl2.6H2O dalam larutan maka suhunya rata-rata akan naik tiap penambahan solute. Menurut referensi, ΔHs MgCl2.6H2O = +3,4 kg cal/g mol (Perry Chemical Engineering Handbook) bersifat eksoterm dimana suhu akan naik seiring penambahan massa solute. Hal ini berarti sesuai dengan grafik yang kami buat.

(Perry,1984)

d. Solute variabel CuSO4.5H2O

Gambar 4.4 Hubungan T vs t pada CuSO4.5H2O

50 55 60 65 70 75 0 2 4 8 10 Su h u (K) Waktu (menit) MgCl27H2O 1 gr MgCl27H2O 2 gr MgCl27H2O 3 gr MgCl27H2O 4 gr 50 55 60 65 70 75 80 85 90 0 2 4 8 10 Su h u (K) Waktu (menit) CuSo45H2O 1 gr CuSo45H2O 2 gr CuSo45H2O 3 gr CuSo45H2O 4 gr

(23)

14 Dari grafik di atas dapat dilhat bahwa semakin banyak CuSO4.5H2O dalam larutannya makan suhu rata-rata naik tiap penambahan solute. Dari referensi ΔHs CuSO4.5H2O = 2,85 kg cal/ g mol (Perry Chemical Engineering Handbook) bersifat endoterm, dimana tiap penambahan massa solute maka suhu akan turun.

Semakin tinggi suhu disebabkan oleh titik didih yang lebih tinggi dibandingkan titik didih aquades. Titik didih CuSO4 sebesar 150 C sehingga CuSO4 memiliki tekanan uap yang sangat kecil, karena titik didih berbanding terbalik dengan tekanan uap. Oleh karena itu dibutuhkan waktu untuk mencapai suhu konstan karena terjadinya proses keseimbangan antara tekanan uap aquades dengan tekanan uap KCl sehingga suhu larutan menjadi lebih tinggi seiring bertambahnya massa larutan karena titik didih aquades. Selain itu kalorimeter yang digunakan masih terkontaminasi KOH dan MgCl2 yang bersifat endoterm yang digunakan dalam kalorimeter lebih dulu.

(24)

15 BAB V

PENUTUP

V.1 Kesimpulan

1. Didapatkan panas pelarutan dari KOH = 1354 kal/mol

MgCl2.6H2O = 712 kal/mol CuSO4.5H2O = 8064 kal/mol

2. Hubungan antara molaritas dan suhu pada KOH, antara molaritas dan suhu berbanding lurs

MgCl2.6H2O , antara molaritas dan suhu berbanding lurus CuSO4.5H2O, antara molaritas dan suhu berbanding terbalik. 3. Hubungan antara suhu dan waktu pada

KOH, semakin lama waktu, semakin naik suhunya

MgCl2.6H2O, semakin lama waktu , semakin naik suhunya CuSO4.5H2O, semakin lama waktu, semakin turun suhunya.

V.2 Saran

1. Jangan membiarkan KOH di udara terbuka karena mudah teroksidasi. 2. Pastikan kalorimeter terisolasi dengan baik.

3. Panaskan aquades dengan suhu 2°C lebih tinggi agar dapat meminimalisir perbedaan suhu ketika dipindahkan.

4. Penimbangan dilakukan secara teliti

(25)

16 DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2011. Supply Concentration.(images.landipi.com) diakses tanggal 18 Mei 2014

Badger,W.Z. and Bachero.S.F. Introduction to Chemical Engineering. International Student Edition. McGraw Hill Book Co. Inc New York. Kogakusha Ltd Tokyo

Daniel.F.1992.Experimental Physical Chemistry. 6th ed International Student Edition.Mc Graw Hill Book Co Inc New York . Kogakusha Tokyo

Perry,R.H.1984 Chemical Engineering Handbook 6th ed. Mc Graw Hill Book Co. Kogakusha Co. Ltd Tokyo

R.A,Day Jr. Underwood.1983. Analisa Kimia Kuantitatif. edisi 4 diterjemahkan Drs.R.Gendon.Erlangga.Jakarta

(26)

A-1 LEMBAR PERHITUNGAN

PANAS PELARUTAN

a. Menentukan ΔH NaCl w = 2 gram

Cp = 10.79 + 0.004 kal/mol.K (Perry Chemical Engineering Handbook) ΔHf = -98.321 kkal/mol = -98321 kal/mol pada 250C = 298 K BM = 58.5 gram/mol T1 = 298 K T2 = 65 + 273 = 338 K ΔH = ΔHf + 𝐶𝑝 𝑑𝑇_𝑇1𝑇2 =-98321 + ₂₉₈338 10.79 + 0.004 𝑇 𝑑𝑇 =-98321 + (3875-3393) =-97839 kal/mol =-97.839 kkal/mol b. Tetapan Kalorimeter ΔH = BM c ΔT 𝑤 - 𝐶𝑝 𝑑𝑇 𝑇2 𝑇1 -97839 = 58.5 c (338−331 ) 2 - 10.79 + 0.004 𝑇 𝑑𝑇 338 298 -97839 = 204.75 c – (3875-3393) c = -475.49 kal/mol

c. Menghitung ΔHs Solute Variabel  KOH

(27)

A-2 Cp = 0.1538 kal/mol.K  1 gram ΔT = 344-341 = 3 K ΔH = BM c ΔT 𝑤 - 𝐶𝑝 𝑑𝑇 344 298 = 56(−475 .49) 3 1 - 0.1538 𝑑𝑇 344 298 = -346156 -7.07 = -346163 kal/mol  2 gram ΔT = 341-331 = 10 K ΔH = BM c ΔT 𝑤 - 𝐶𝑝 𝑑𝑇 341 298 = 56(−475 .49) 10 2 - 0.1538 𝑑𝑇 341 298 = -133137 -6.56 = -133143.56 kal/mol  3 gram ΔT = 345-331 = 14 K ΔH = BM c ΔT 𝑤 - 𝐶𝑝 𝑑𝑇 345 298 = 56(−475 .49) 14 3 - 0.1538 𝑑𝑇 345 298 = -124261- 7.22 = -124268.22 kal/mol  4 gram ΔT = 346-331 = 15 K ΔH = BM c ΔT 𝑤 - 𝐶𝑝 𝑑𝑇 346 298 = 56(−475 .49) 15 4 - 0.1538 𝑑𝑇 346 298 = -99852- 7.38 = -99859.38 kal/mol

(28)

A-3  MgCl2.6H2O BM = 203 gr/mol Cp = 77.1 kal/mol.K  1 gram ΔT = 341-331 = 10 K ΔH = BM c ΔT 𝑤 - 𝐶𝑝 𝑑𝑇 341 298 = 203 (−475 .49) 10 1 - 77.1 𝑑𝑇 341 298 = -965244- 3315.2 = -968339.2 kal/mol  2 gram ΔT = 344-331 = 13 K ΔH = BM c ΔT 𝑤 - 𝐶𝑝 𝑑𝑇 344 298 = 203 (−475 .49) 13 2 - 77.1 𝑑𝑇 344 298 = -627409- 3546.6 = -630955.6 kal/mol  3 gram ΔT = 341-331 = 10 K ΔH = BM c ΔT 𝑤 - 𝐶𝑝 𝑑𝑇 341 298 = 203 (−475 .49) 10 3 - 77.1 𝑑𝑇 341 298 = -322093- 3315.3 = -325408.3 kal/mol  4 gram ΔT = 343-331 = 12 K ΔH = BM c ΔT 𝑤 - 𝐶𝑝 𝑑𝑇 343 298 = 203 (−475 .49) 12 4 - 77.1 𝑑𝑇 343 298 = -289884- 3469

(29)

A-4 = -293353 kal/mol  CuSO4.5H2O BM = 250 gr/mol Cp = 67.2 kal/mol.K  1 gram ΔT = 354-331 = 23 K ΔH = BM c ΔT 𝑤 - 𝐶𝑝 𝑑𝑇 354 298 = 250 (−475 .49) 23 1 - 67.2 𝑑𝑇 354 298 = -2737000- 3763 = -2740763 kal/mol  2 gram ΔT = 355-331 = 24 K ΔH = BM c ΔT 𝑤 - 𝐶𝑝 𝑑𝑇 355 298 = 250 (−475 .49) 24 2 - 67.2 𝑑𝑇 355 298 = -1428000- 3830 = -1431830 kal/mol  3 gram ΔT = 353-331 = 22 K ΔH = BM c ΔT 𝑤 - 𝐶𝑝 𝑑𝑇 353 298 = 250 (−475 .49) 22 3 - 67.2 𝑑𝑇 352 298 = -872666- 3696 = -876362 kal/mol  4 gram ΔT = 357-331 = 26 K ΔH = BM c ΔT 𝑤 - 𝐶𝑝 𝑑𝑇 357 298

(30)

A-5 = 250 (−475 .49) 26 4 - 67.2 𝑑𝑇 357 298 = -773500- 3964 = -777464 kal/mol

(31)

A-6 LEMBAR PERHITUNGAN MOLARITAS

1. KOH a. 1 gram M = 1.1000 56.80 = 0.223 mol/L b. 2 gram M = 2.1000 56.80 = 0.446 mol/L c. 3 gram M = 3.1000 56.80 = 0.669 mol/L d. 4 gram M = 4.1000 56.80 = 0.892 mol/L 2. MgCl2.6H2O a. 1 gram M = 1.1000 203 .80 = 0.061 mol/L b. 2 gram M = 2.1000 203 .80 = 0.123 mol/L c. 3 gram M = 3.1000 203 .80 = 0.184 mol/L d. 4 gram M = 4.1000 203 .80 = 0.246 mol/L 3. CuSo4.5H2O a. 1 gram M = 1.1000 203 .80 = 0.050 mol/L b. 2 gram M = 2.1000 203 .80 = 0.100 mol/L c. 3 gram M = 3.1000 203 .80 = 0.150 mol/L d. 4 gram M = 4.1000 203 .80 = 0.200 mol/L

(32)

C-1 LEMBAR PERHITUNGAN GRAFIK

PANAS PELARUTAN

a. Solute Standar NaCl

Waktu (x) Suhu(y) x2 xy 0 329 0 0 2 335 4 670 4 337 16 1348 6 337.5 36 2025 8 338 64 2704 10 338 100 3380 12 338 144 4056 ∑ 42 2352.5 364 14183 m = 𝑛 ∑𝑥𝑦 −∑𝑥∑𝑦 𝑛 ∑x2− ∑x 2 c = ∑𝑥2∑𝑦 −∑𝑥∑𝑥𝑦 𝑛 ∑x2− ∑x 2 = 7 14183 − 42 (2352 .5) 7 364 − 42 2 = 364 (2352 .5)− 42 (14183 ) 7 364 − 42 2 = 0.607 = 332.4 y = 0.607 x +332.4 b. Solute Variabel  KOH 1 gram Waktu (x) Suhu(y) x2 xy 0 333 0 0 2 343 4 686 4 343 16 1372 6 344 36 2064

(33)

C-2 8 344 64 2752 10 344 100 3440 ∑ 30 2051 220 10314 m = 𝑛 ∑𝑥𝑦 −∑𝑥∑𝑦 𝑛 ∑x2− ∑x 2 c = ∑𝑥2∑𝑦 −∑𝑥∑𝑥𝑦 𝑛 ∑x2− ∑x 2 = 6 10314 − 30 (2051 ) 6 220 − 30 2 = 220 (2051 )− 30 (10314 ) 6 220 − 30 2 = 0.8 = 337.6 y = 0.8 x +337.6  KOH 2 gram Waktu (x) Suhu(y) x2 xy 0 333 0 0 2 334 4 668 4 341 16 1364 6 341 36 2046 8 341 64 2728 ∑ 20 1690 120 6806 m = 𝑛 ∑𝑥𝑦 −∑𝑥∑𝑦 𝑛 ∑x2− ∑x 2 c = ∑𝑥2∑𝑦 −∑𝑥∑𝑥𝑦 𝑛 ∑x2− ∑x 2 = 6 10314 − 30 (2051 ) 6 220 − 30 2 = 220 (2051 )− 30 (10314 ) 6 220 − 30 2 = 0.8 = 337.6 y = 0.8 x +337.6

(34)

C-1 LEMBAR PERHITUNGAN GRAFIK

HUBUNGAN ANTARA MOLARITAS VS ∆H a. KOH Molaritas(x) ∆H(y) x2 xy 0.223 -346163 0.049729 -77194.35 0.446 -133143 0.198916 -59381.78 0.669 -124268 0.447561 -83135.3 0.842 -99859 0.708964 -84081.28 ∑ 2.18 -703433 1.405 -303792.71 m = 𝑛 ∑𝑥𝑦 −∑𝑥∑𝑦 𝑛 ∑x2− ∑x 2 c = ∑𝑥2∑𝑦 −∑𝑥∑𝑥𝑦 𝑛 ∑x2− ∑x 2 = 4 −303792 .71 − 2.18 (−703433 ) 4 1.405 − 2.18 2 = 1.405 (−703433 )− 2.18 (−303792 .7) 4 1.405 − 2.18 2 = 3.6 105 = -3.75 105 y = 3.6 105 x -3.75 105 b. MgCl2.6H2O Molaritas(x) ∆H(y) x2 xy 0.061 -968339 0.003721 -59068.68 0.123 -630955 0.015129 -77607.47 0.184 -325408 0.033858 -59875.072 0.246 -293353 0.060516 -72164.84 ∑ 0.614 -2218055 0.11322 -268716.06 m = 𝑛 ∑𝑥𝑦 −∑𝑥∑𝑦 𝑛 ∑x2− ∑x 2 c = ∑𝑥2∑𝑦 −∑𝑥∑𝑥𝑦 𝑛 ∑x2− ∑x 2 = 4 −268716 .06 − 0.614 (−2218055 ) 4 0.11322 − 0.614 2 = 0.11322 (−2218055 )− 0.614 (−268716 .06) 4 0.11322 − 0.614 2 = 3.78 106 = -1.14 106 y = 3.78 106 x -1.14 106

(35)

C-2 c. CuSO4.5H2O Molaritas(x) ∆H(y) x2 xy 0.05 -2740763 0.0025 -137038.15 0.100 -1431380 0.04008 -143755.73 0.15 -876362 0.0225 -131454.3 0.20 -777464 0.040 -155492.8 ∑ 0.500 -5826419 0.07508 -567740.98 m = 𝑛 ∑𝑥𝑦 −∑𝑥∑𝑦 𝑛 ∑x2− ∑x 2 c = ∑𝑥2∑𝑦 −∑𝑥∑𝑥𝑦 𝑛 ∑x2− ∑x 2 = 4 −567740 .98 − 0.500 (−5826419 ) 4 0.07508 − 0.500 2 = 0.07508 (−5826419 )− 0.500 (−567740 .98) 4 0.07508 − 0.500 2 = 1.28 107 = -3.04 107 y = 1.28 107 x -3.04 107

(36)

INTISARI

Larutan jenuh adalah larutan yang kandungan solutenya sudah mencapai maksimal sehingga penambahan solute lebih lanjut tidak dapat larut lagi. Konsentrasi solute di dalam larutan jenuh disebut kelarutan. Untuk solute padat maka larutan jenuhnya terjadi keseimbangan ke fase cairan dengan kecepatan sama dengan molekul-molekul ion dari fase cair yang mengkristal menjadi fase padat. Faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan yaitu suhu, besar partikel, pengadukan, tekanan dan volume. Tujuan dilakukannya praktikum ini adalah untuk mengetahui kelarutan suatu zat serta memahami pengaruh suhu terhadap kecepatan kelarutan. Beberapa contoh kegunaan metode kelarutan sebagai fungsi suhu di dalam industi antara lain pada pembuatan reactor kimia, proses pemisahan dengan cara pengkristalan, serta sebagai dasar proses pembuatan granal-granal dalam industri baja.

Bahan dan alat yang digunakan dalah asam borat jenuh 85 ml, NaOH 0,1N 160 ml. sedangkan alat yang digunakan adalah tabung reaksi besar, erlenmeyer, thermometer, buret, statif, klem, beaker glass, pipet tetes, corong, pengaduk, dn toples kaca. Pertama yang harus dilakukan adalah membuat asam borat jenuh 85 ml pada suhu 85ºC. Kemudian asam borat jenuh dimasukkan ke dalam tabung reaksi besar dan dimasukkan ke dalam toples kaca untuk pendinginan. Larutan jenuh diambil 4 ml tiap penurunan suu 9ºC, selanjutnya titrasi dengan NaOH. Tabung reaksi dikeluarkan pada saat suhu terendah 25ºC. Lalu diambil 4 ml lagi tiap kenaikan 9ºC titrasi dengan NaOH 0,1N, indikator PP 3 tetes, catat kebutuhan NaOH, buat grafik log s vs 1/T dan T vs volume NaOH. Dari hasil percobaan yang dilakukan diperoleh hasil bahwa reaksi yang terjadi pada larutan asam borat adalah reaksi endotermis sehingga apaila suhunya turun maka kelarutannya pun akan ikut turun. Dan volume titran yanag dibutuhkan akan semakin kecil. Begitu juga sebaliknya apabila suhu dinaikkan maka kelarutannya akan naik, sehingga volume titran yang dibutuhkan akan besar.

Dari percobaan yang telah kami lakukan maka dapat disimpulkan bahwa pada reaksi yang bersifat endotermis maka baik suhu, kelarutan, maupun volume titran yang dibutuhkan sebanding. Sebagai saran agar percobaan yang dilakukan dapat berjalan dengan lancar maka hendaknya alat-alat dicuci terlebih dulu sampai benar-benr bersih untuk menghindari terjadinya kontaminasi, saat dilakukan titrasi maka usahakan tidak ada kristalan borat agar tidak mengganggu proses titrasi, buat larutan asam borat sampai benar-benar jenuh, serta usahakan suhu yang digunkan saat titrasi tepat.

(37)

SUMMARY

Saturated solution is solution that contain maximum solute, so if the solute is added, it can’t soluble. Concentration solute in the saturated solution called solubility. For solid solute, saturated solution is happen balance to the liquid phase by the same velocity with ion molecules from liquid phase that crystallized become solid phase. Some factors that influence solubility are temperature, size of particle, stirring, pressing and volume. The purpose of this experiment are to know the solubility of substance and influence temperature with solubility’s velocity. Some example use of solubility as temperature function in the industry are make reactors, separation by crystallized, and as base process steel industry.

Substances that used are boric acid 85 ml, sodium hydroxide 0,1N 160 ml, then substances that used are large test tubes, erlenmeyer, thermometer, burette, stative, clamps, glass beaker, Pasteur pipette, funnel, stirrer, and glass jar. First that have to do is make saturated boric acid solution 85 ml at temperature 85ºC. Next, the saturated boric acid solution put into the large test tube then put it into glass jar for refrigerate process. Take 4 ml saturated solution each temperature decrease for 9ºC, titration by sodium hydroxide. Large test tube is take at the lowest temperature 25ºC. After that take 4 ml again each increase 9ºC. Titration again with sodium hydroxide 0,1N, PP indicator 3drop, record the need of sodium hydroxide, make graph of log S versus 1/T and temperature versus sodium hydroxide volume. Result from the experiment we got if reaction that happened at boric acid solution is endoterm reaction so if temperature is decrease, solubility’s is also decrease and titrate volume that needed also few. Just the opposite, if temperature increase the solubility also increase, and titrate volume that needed also more.

From the experiment that we had done we can conclude if in endoterrm reaction temperature, solubility, and volume of sodium hydroxide that needed are comparable. As the suggestion in order that experiment will go on well are wash the equipments before and after used to avoid contamination, at titration try there’s not boric crystal that can disturb process of titration, create a solution of boric acid until it is completely saturated, and also make sure that the temperature used for precise titration.

(38)

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Larutan jenuh adalah larutan yang kandungan solutenya sudah mencapai maksimal sehingga penambahan solute lebih lanjut tidak dapat larut lagi. Konsentrasi solute dalam larutan jenuh disebut kelarutan. Untuk solute padat maka larutan jenuhnya terjadi keseimbangan dimana molekul fase padat meninggalkan fasenya dan masuk ke fase cairan dengan kecepatan sama dengan molekul-molekul ion dari fase cair yang mengkristal menjadi fase padat.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan yaitu suhu, jika suhu dinaikkan, kelarutan menjadi semakin besar. Besar partikel, semakin besar luas permukaan, partikel akan mudah larut. Pengadukan, dengan pengadukan, tumbukan antara molekul-molekul solvent makin cepat sehingga semakin cepat larut atau kelarutannya besar. Tekanan dan volume, jika tekanan diperbesar atau volume diperkecil, gerakan partikel semakin cepat, hal ini berpengaruh besar terhadap fase gas sedang pada zat cair hal ini tidak berpengaruh.

Beberapa contoh kegunaan metode kelarutan sebagai fungsi suhu ini dalam industri antara lain, pada pembuatan reaktor kimia. Selain itu kegunaan lainnya adalah pada proses pemisahan dengan cara pengkristalan. Dan digunakan juga sebagai dasar proses pembuatan granal-granal pada industri baja.

Sebagai seorang sarjana teknik kimia yang pada umumnya bekerja di bidang industri patutlah mengetahui dan memahami kelarutan sebagai fungsi suhu. Seperti yang telah disebutkan di atas bahwa banyak manfaat yang didapatkan dengan mengetahui kelarutan suatu zat. Oleh karena itu, sebagai

(39)

mahasiswa teknik kimia praktikum panas pelarutan ini menjadi sangat penting untuk dilakukan.

I.2 Tujuan Praktikum

1. Mengetahui kelarutan suatu zat

2. Mengetahui pengaruh suhu terhadap kecepatan kelarutan

I.3 Manfaat Praktikum

1. Praktikan mengetahui kelarutan dari suatu zat

(40)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Jika kelarutan suatu sistem kimia dalam keseimbangan dengan padatan, cairan atau gas yang lain pada suhu tertentu maka larutan disebut jenuh. Larutan jenuh adalah larutan yang kandungan solutenya sudah mencapai maksimal sehingga penambahan solute lebih lanjut tidak dapat larut lagi. Konsentrasi solute dalam larutan jenuh disebut kelarutan. Untuk solute padat maka larutan jenuhnya terjadi keseimbangan dimana molekul fase padat meninggalkan fasenya dan masuk ke fase cairan dengan kecepatan sama dengan molekul-molekul ion dari fase cair yang mengkristal menjadi fase padat.

II.1 Pembuktian Rumus

Hubungan antara keseimbangan tetap dan temperature subsolute atau kelarutan dengan temperatur dirumuskan Van’t Hoff :

𝑑 ln 𝑆 𝑑𝑇 = ∆𝐻 𝑅𝑇2 𝑑 ln 𝑆 = ∆𝐻 𝑅𝑇2 𝑑𝑇 ln 𝑆 = −∆𝐻 𝑅𝑇 + 𝐶 log 𝑆 = − ∆𝐻 2,303𝑅. 1 𝑇+ 𝐶 Dimana :

ΔH = panas pelarutan zat per mol (kal/g mol) R = konstanta gas ideal (1,987 kal/g mol K) T = suhu (K)

S = kelarutan per 1000 gr solute Penurunan rumus Van’t Hoff :

(41)

𝐺 = 𝐻 − 𝑇𝑆 ∆𝑆 = −𝑑∆𝐺 𝑜 𝑑𝑇 ∆𝐺𝑜 = ∆𝐻 − 𝑇∆𝑆 −𝑑∆𝐺 𝑜 𝑑𝑇 = − ∆𝐻𝑜 𝑇 − ∆𝐺𝑜 𝑇 Dimana : ∆𝐺 = −𝑅𝑡 ln 𝐾 −∆𝐺 = 𝑅𝑡 ln 𝐾 −𝑑∆𝐺 𝑜 𝑑𝑇 = ∆𝐻𝑜 _{− ∆𝐺}𝑜 𝑇 ∆𝐻𝑜 _{− ∆𝐺}𝑜 _{= 𝑅𝑡 ln 𝐾 + 𝑅𝑇}2𝑑 ln 𝐾 𝑑𝑇

II.2 Faktor yang Mempengaruhi Kelarutan 1. Suhu

log 𝑠 = − ∆𝐻

2,303𝑅𝑇+ 𝐶 Pada reaksi endoterm ΔH (+) maka −∆𝐻

2,303𝑅𝑇 berharga (-) sehingga = 10

−∆𝐻 2,303 𝑅𝑇_.

Dengan demikian jika suhu dinaikkan, pangkat dari 10 menjadi kecil sehingga S menjadi semakin besar. Dan pada reaksi eksoterm ΔH (-) maka ∆𝐻

2.303 𝑅𝑇berharga (+). Juga apabila suhu diperbesar maka S semakin kecil

dan sebaliknya. 2. Besar Partikel

Semakin besar luas permukaan, partikel akan mudah larut. 3. Pengadukan

(42)

Dengan pengadukan, tumbukan antara molekul-molekul solvent makin cepat sehingga semakin cepat larut (kelarutannya besar).

4. Tekanan dan Volume

Jika tekanan diperbesar atau volume diperkecil, gerakan partikel semakin cepat.Hal ini berpengaruh besar terhadap fase gas sedang pada zat cair hal ini tidak berpengaruh.

(43)

BAB III

METODA PRAKTIKUM

III.1 Bahan dan Alat yang Digunakan Bahan

1. Asam boraks 85 ml

2. NaOH 160 ml

3. Aquades 80 ml Alat

1. Tabung reaksi besar 2. Erlenmeyer 3. Thermometer 4. Buret 5. Statif 6. klem 7. Beaker glass 8. Pipet tetes 9. Corong 10. Pengaduk 11. Toples kaca

(44)

III.2 Gambar Alat : 1 2 3 4 5 6 7 8

(45)

Keterangan :

1. Tabung reaksi besar 2. Erlenmeyer 3. Thermometer 4. Buret 5. Statif 6. klem 7. Beaker glass 8. Pipet tetes 9. Corong 10. Pengaduk 9 10 11

(46)

11. Toples kaca III.3 Variabel Operasi

1. Variabel Tetap

Volume asam boraks untuk dititrasi = 4 ml

2. Variabel Bebas ∆T Asam boraks = 9o

C

III.4 Cara Kerja

1. Membuat larutan asam boraks jenuh 85oC 85 ml

2. Larutan asam boraks jenuh dimasukkan ke dalam tabung reaksi besar. 3. Tabung reaksi dimasukkan dalam toples kaca berisi es batu dan garam lalu

masukkan thermometer ke dalam tabung reaksi. 4. Larutan jenuh diambil 4 ml tiap penurunan suhu 9oC. 5. Titrasi dengan NaOH 0,1N, indikator PP 3 tetes. 6. Mencatat kebutuhan NaOH

7. Tabung reaksi dikeluarkan pada saat suhu terendah lalu diambil 4 ml lagi setiap kenaikan suhu 9oC.

8. Titrasi dengan NaOH 0,1 N, indikator PP 3 tetes. 9. Mencatat kebutuhan NaOH

10. Membuat grafik log S vs 1/T

11. Membuat grafik V NaOH vs T yang terjadi karena kondisi suhu dan volume titran

(47)

BAB IV

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Percobaan

Tabel 4.1 Hubungan terhadap Volume Titran pada Penurunan dan Kenaikan Suhu

No Suhu (K) Volume Titran (ml)

1 352 18,1 2 343 19,2 3 334 13,3 4 325 14 5 316 14,7 6 307 11,7 7 298 10,5 8 307 9 9 316 15 10 325 16,1 11 334 16,3 12 343 20 13 352 26

(48)

IV.2 Pembahasan

IV.2.1 Hubungan log S terhadap 1/T pada Penurunan Suhu

Gambar 4.1 Hubungan log S vs 1/T pada penurunan suhu

Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa apabila suhu diturunkan maka harga 1/T justru akan besar dan harga log S justru semakin kecil. Dari perhitungan yang dilakukan ketika suhu diturunkan maka kelarutannya juga semakin turun atau kecil, sebab reaksi yang terjadi adalah reaksi endotermis. Seperti yang kita tahu bahwa larutan yang reaksinya bersifat endotermis kan memiliki ∆H (entalpi) berharga positif sehingga nilai log S berharga negative. Harga log S secara teoritis tersebut sesuai dengan harga log S secara praktis yang kami dapatkan., karena sesuai dengan rumus berikut :

log 𝑠 = −∆ 𝐻

2,303 𝑅𝑇+ 𝑐

Hal tersebut juga sesuai dengan dat kelarutan bahwa bila asam borat dilarutkan dalam suhu rendah maka kelarutannya yaitu 2,66 pada suhu 0ºC. Sedangkan apabila dalam suhu tinggi maka kelarutanyya sebesar 40,2 dalam suhu 100ºC. Perbandingan tersebut menunjukkan bahwa pada reaksi endotermis, apabila suhu dinaikkan maka kelarutannya juga naik dan bila suhu diturunkan maka kelarutannya juga akan turun.

(Perry, 1984) y = -0.001x + 0.001 R² = 0.791 0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035 0.004 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1/T log S asam borat

(49)

IV.2.2 Hubungan log S terhadap 1/T pada Ke naikkan Suhu

Gambar 4.2 Hubungan log S vs 1/T pada kenaikan suhu

Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa apabila suhu diturunkan maka harga 1/T justru akan kecil dan harga log S semakin besar. Dari perhitungan yang dilakukan ketika suhu dinaikkan maka kelarutannya juga semakin naik atau besar, sebab reaksi yang terjadi adalah reaksi endotermis. Seperti yang kita tahu bahwa larutan yang reaksinya bersifat endotermis kan memiliki ∆H (entalpi) berharga positif sehingga nilai log S berharga negative. Harga log S secara teoritis tersebut sesuai dengan harga log S secara praktis yang kami dapatkan., karena sesuai dengan rumus berikut :

log 𝑠 = −∆ 𝐻

2,303 𝑅𝑇+ 𝑐

Hal tersebut juga sesuai dengan dat kelarutan bahwa bila asam borat dilarutkan dalam suhu rendah maka kelarutannya yaitu 2,66 pada suhu 0ºC. Sedangkan apabila dalam suhu tinggi maka kelarutanyya sebesar 40,2 dalam suhu 100ºC. Perbandingan tersebut menunjukkan bahwa pada reaksi endotermis, apabila

y = -0.001x + 0.002 R² = 0.863 0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035 0.004 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1/T log S asam borat

(50)

suhu dinaikkan maka kelarutannya juga naik dan bila suhu diturunkan maka kelarutannya juga akan turun.

(Perry, 1984)

IV.2.3 Hubungan suhu terhadap volume titran pada penurunan suhu

Gambar 4.3 Hubungan T vs volume titran pada penurunan suhu

Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa suhu yang rendah (penurunan suhu) akan memperkecil jumlah volume titran yaitu NaOH 0,1N. Hal ini disebabkan karena pada saat terjadi penurunan suhu, reaksinya adalah endoterm. Dimana panas diserap oleh sistem. Sesuai dengan asas Le Chatelier yitu bahwa proses yang terjadi merupakan proses endoterm, maka kelarutannya akan berkurang. Sehingga konsentrasi H3BO3 dalam larutan semakin kecil. Hal tersebut juga menyebabkan volme titran yang diutuhkan semakin sedikit karena sesuai dengan rumus :

V1 . M1 . ekivalen = V2 . M2 . ekivalen

Namun didalam grafik terdapat beberapa titik yang justru dalam penurunan suhu, volume titrannya justru semakin besar. Hal tersebut terjadi karena di dalam zat

y = -0.144x + 61.44 R² = 0.780 0 5 10 15 20 25 290 300 310 320 330 340 350 360 vo lu m e t it ra n (m l) suhu (K) asam borat

(51)

yang akan dititrasi (asam borat) terdapat endapan sehingga membutuhkan volume titran yang lebih besar daripada volume titran pada suhu sebelumnya.

(Perry, 1984)

IV. 2 .4 Hubungan Suhu terhadap Volume Titran pada Kenaikkan Suhu

Gambar 4.4 hubungan T vs volume titran pada kenaikkan suhu

Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa suhu yang rendah (kenaikan suhu) akan memperkecil jumlah volume titran yaitu NaOH 0,1N. Hal ini disebabkan karena pada saat terjadi kenaikkan suhu, reaksinya adalah endoterm. Dimana panas diserap oleh sistem. Sesuai dengan asas Le Chatelier yitu bahwa proses yng terjadi merupakan proses endoterm, maka kelarutannya akan bertambah. Sehingga konsentrasi H3BO3 dalam larutan semakin besar. Hal tersebut juga menyebabkan volme titran yang diutuhkan semakin banyak karena sesuai dengan rumus :

V1 . M1 . ekivalen = V2 . M2 . ekivalen

Sehingga secara umum diperoleh grafik bahwa semkin tinggi suhu arutan maka dibutuhkan volume titran yang semakin besar pula.

(Perry, 1984) y = 0.277x - 73.89 R² = 0.886 0 5 10 15 20 25 30 290 300 310 320 330 340 350 360 vo lu m e t it ra n (m l) suhu (K) asam borat

(52)

BAB V PENUTUP

V.1 Kesimpulan

1 Bila suhu diturunksn maka kelarutan asam borat juga akan turun karena reaksi yang terjadi adalah reaksi endoterm.

2 Bilamsuhu dinaikkan maka kelarutan asam boraat juga akan naik karena reaksi yang terjadi adalah reaksi endotermis.

3 Bila suhu diturunkan maka kelarutan asam borat juga akan turun sehingga kebutuhan titran (NaOH 0,1N) juga semakin kecil karena reaksinya endoterm. 4 Bila suhu dinaikkan maka kelarutan asam borat juga akan semakin naik sehingga kebutuhan titran (NaOH 0,1 N) juga semaki besar karena reaksinya endoterm

V.2 Saran

1 Mencuci alat-alat sebelum dan sesudah digunakan agar terhindar dari kontaminasi

2 Saat titrasi usahakan tdak terdapat kristalan borat yang dapat mengganggu proses titrasi.

3 Membuat larutan asam borat sampai benar-benar jenuh. 4 Harus teliti dalam pengamatan TAT.

(53)

DAFTAR PUSTAKA

Daniel, F. 1962. “Experimental Physical Chemistry”. 6th ed. International Student Edition. Mc Graw Hill Book. Co, Inc. New York. Kogakusha Co. Ltd. Tokyo RA. Day Jr. AL Underwood. 1983. “Analisa Kimi Kuantitatif”. Edisi 4 diterjemahkan

Drs. R. Soendon. Erlangga. Jakarta

Perry, R.H. 1984. “Chemical Engineering Handbook. 6th

ed. Mc Graw Hill Book.

(54)

A-1 LEMBAR PERHITUNGAN KELARUTAN SEBAGAI FUNGSI SUHU

Perhitungan Log S  Penurunan Suhu

 T = 79ºC

(M . V . ekivalen) NaOH = (M . V . ekivalen) Asam Borat

0,1 x 18,1 x 1 = M x 4 x 3 M = 0,15 S = 0,15 Log S = -0,8215 1/T = 1/(79+273) = 0,0028  T = 70 ºC

0,1 x 13,3 x 1 = M x 4 x 3

M = 0,1108

S = 0,1108

(55)

A-2

1/T = 1/(61+273)

= 0,00299

 T = 52 ºC

0,1 x 14 x 1 = M x 4 x 3 M = 0,16 S = 0,16 Log S = -0,795 1/T = 1/(70+273) = 0,00299  T = 43 ºC

0,1 x 11,7 x 1 = M x 4 x 3 M = 0,095 S = 0,095 Log S = -1,01 1/T = 1/(34+273) = 0,00325

(56)

A-3

 T = 25 ºC

0,1 x 10,5 x 1 = M x 4 x 3 M = 0,0875 S = 0,0875 Log S = -1,0579 1/T = 1/(25+273) = 0,00335  Kenaikan Suhu  T = 25 ºC

0,1 x 9 x 1 = M x 4 x 3 M = 0,075 S = 0,075 Log S = -1,1249 1/T = 1/(34+273) = 0,00325

(57)

A-4

 T = 43 ºC

0,1 x 16,3 x 1 = M x 4 x 3 M = 0,135 S = 0,135 Log S = -0,869 1/T = 1/(61+273) = 0,00299

(58)

A-5

 T = 70 ºC

0,1 x 26 x 1 = M x 4 x 3 M = 0,2167 S = 0,2167 Log S = -0,664 1/T = 1/(79+273) = 0,00284

(59)

B-1 LEMBAR PERHITUNGAN GRAFIK

KELARUTAN SEBAGAI FUNGSI SUHU

Penurunan Suhu

Suhu (K) Log S (x) 1/T (y) X2 XY

352 -0.8215 0,0028 0,675 -2,3 x 10-3 343 -0,795 0,0029 0,632 -2,305 x 10-3 334 -0,95 0,00299 0,9025 -2,84 x 10-3 325 -0,93 0,003 0,8649 -2,79 x 10-3 316 -0,911 0,00316 0,8299 -2,9 x 10-3 307 -1,01 0,00325 1,0201 -3,3 x 10-3 298 -1,0579 0,00335 1,1191 -3,5 x 10-3 -6,4754 0,02145 6,0435 -19,935 x 10-3 M = n ∑ xy −∑ x ∑ y 𝑛 ∑ 2𝑥 −(∑𝑥)2 = 7. −19,935.10 3 −(−6,4794 .0,02145 7. 6,0435 −(−6,4754 )2 = −0,139545 +0,13898313 42,3045 −41,93 = -1,5 x 10-3 C = n ∑ 2 ∑ y−∑ x ∑ xyx 𝑛 ∑ 2𝑥 −(∑𝑥)2 = 6,0435 𝑥0,02145 −( −6,4754 𝑥 −19,935𝑥10 3 ) 7. 6,0435 −(−6,4754 )2 = 0,1296 −0,1908 42,3045 −41,93 = 1,388 x 10-3 Y = -1,5x10-3x + 0,001388

(60)

B-2 Kenaikan Suhu

Suhu (K) Log S (x) 1/T (y) X2 XY

298 -1,05799 0,00335 1,11934 -3,54 x 10-3 307 -1,1249 0,00325 1,2654 -3,65 x 10-3 316 -0,903 0,003164 0,8154 -2,85 x 10-3 325 -0,8725 0,0030 0,76125 -2,61 x 10-3 343 -0,869 0,00299 0,755161 -2,59 x 10-3 334 -0,77 0,0029 0,5929 -2,23 x 10-3 352 -0,664 0,00284 0,440896 -1,88 x 10-3 -6,26139 0,021494 5,750347 -19,35 x 10-3 M = n ∑ xy −∑ x ∑ y 𝑛 ∑ 2𝑥 −(∑𝑥)2 = 7. −19,935.10 3 −(−6,26139 .0,02145 ) 7. 5,750347 −(−6,26139 )2 = −0,139545 +0,13458 40 ,2524 −39,2 = -0,000826 C = n ∑ 2 ∑ y−∑ x ∑ xyx 𝑛 ∑ 2𝑥 −(∑𝑥)2 = 5,750347 𝑥0,021494 −( −6,26139 𝑥 −19,35𝑥10 3₎ 7. 5,750347 −(−6,6139 )2 = 0,1235 −0,1212 40,25−39,2 = 0,00219 Y = -0,000826x + 0,002219

(61)

B-3 Grafik Hubungan antara Suhu terhadap Volume Titran

Penurunan Suhu

Suhu (K) Volume NaOH (ml) X2 XY

352 18,1 123904 6371,2 343 19,2 117649 6585,6 334 13,3 111556 4442,2 325 14 105625 4550 316 14,7 99856 4645,2 307 11,7 94249 3591,9 298 10,5 88804 3129 1950 101,5 741643 33315,1 M = n ∑ xy −∑ x ∑ y 𝑛 ∑ 2𝑥 −(∑𝑥)2 = 7. 33315 ,1 −(1950 𝑥101 ,5) 7. 741643 −(1950 )2 = 233205 ,7+137925 5191501 −3802500 = 0,0254 C = n ∑ 2 ∑ y−∑ x ∑ xyx 𝑛 ∑ 2𝑥 −(∑𝑥)2 = (741643 𝑥101 ,5)−(1950 𝑥33315 ,1) 7. 741643 −(1950 )2 = 75276764 ,5−64964445 5191501 −3802500 = 7,4 Y = 0,0254x + 7,4

(62)

B-4 Kenaikan Suhu

Suhu (K) Volume NaOH (ml) X2 XY

298 10,5 88804 3129 307 9 94249 2763 316 15 99856 4740 325 16,1 105625 5232,5 343 16,3 111556 5444,2 334 20 117649 6860 352 26 123904 9152 1950 112,9 741643 37320,7 M = n ∑ xy −∑ x ∑ y 𝑛 ∑ 2𝑥 −(∑𝑥)2 = 7. 37320 ,7 −(1950 𝑥112 ,9) 7. 741643 −(1950 )2 = 0,0295 C = n ∑ 2 ∑ y−∑ x ∑ xyx 𝑛 ∑ 2𝑥 −(∑𝑥)2 = (741643 𝑥112 ,9)−(1950𝑥37320 ,7) 7. 741643 −(1950 )2 = 7,8 Y = 0,0295x + 7,8

(63)

C-1

DATA HASIL PERCOBAAN

LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA II JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO

MATERI : Panas Pelarutan dan Kelarutan sebagai Fungsi Suhu I. VARIABEL

Panpel

1. Solute standar : NaCl 2 gram 2. Solute variable : KOH

: MgCl2.6H2O 1,2,3,4 gram : CuSO4.5H2O

3. Aquades : 80ºC 80 ml

∆t panpel : 2 menit KSFT

1. Variabel tetap : Asam borat 85 ml 2. Variabel bebas : ∆T asam borat 9ºC

II. BAHAN DAN ALAT

Panpel KSFT

1. NaCl 1. Asam Borat jenuh

2. KOH 2. NaOH

3. MgCl2.6H2O 3. Aquades

4. CuSO4.5H2O 4. Tabung reaksi besar

(64)

C-2

6. Gelas Ukur 6. Thermometer

7.Kalorimeter 7. Buret, statif, klem

8. Beaker Glass 8. Beaker glass

9. Pipet tetes 9. Pipet tetes

10. Pipet Volume 10. corong

11. Kompor listrik 11. Pengaduk

12. Toples kaca III. CARA KERJA

PANPEL

 Penentuan tetapan calorimeter

1. Panaskan 80 ml aquades pada T = 80ºC, masukkan ke calorimeter lalu catat suhu tiap 2 menit sampai 3 kali konstan.

2. Timbang 2 gram solute standar yang telah diketahui panas pelarutannya 3. Panaskan lagi 80 ml aquadest pada suhu 80ºC

4. Masukkan aquades yang telah dipanaskan ke calorimeter beserta solute standar yang telah ditimbang.

5. Mencatat suhu setiap 2 menit sampai 3 kali konstan.

 Penentuan panas pelarutan solute variable 1 Panaskan 80 ml aquades T=80ºC

2 Timbang 1,2,3,4 gram solute variabel

3 Masukkan aquades yang sudah dipanaskan ke dalam kalorimeter beserta variable berubahnya.

4 Mencatat suhunya tiap 2 menit sampai 3 kali konstan

KSFT

1 Membuat asam borat jenuh 85ºC 85 ml

(65)

C-3 3 Tabung reaksi besar dimasukkan ke dalam toples kaca berisi air lalu masukkan

thermometer ke dalam tabung reaksi.

4 Larutan jenuh diambil 4 ml tiap penurunan suhu 9ºC. 5 Titrasi dengan NaOH 0,1 N.

6 Tabung reaksi dikeluarkan saat suhu terendah, ambil 4ml lagi tiap penurunan 9ºC. 7 Titrasi dengan NaOH 0,1 N, indicator PP 3 tetes.

8 Catat kebutuhan NaOH. 9 Membuat grafik log S vs 1/T.

10 Buat grafik V NaOH vs T yang terjadi karena kondisi suhhu dan volume titran.

IV. HASIL PERCOBAAN Panas Pelarutan

t Aquades NaCl KOH (ºC) MgCl2.6H2O (ºC) CuSO4.5H2O (ºC)

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 0 54ºC 56ºC 60 61 60 65 66 60 56 55 56 63 63 65 2 54 ºC 62ºC 70 71 61 72 68 60 68 70 79 82 82 84 4 58 ºC 64ºC 70 72 68 73 68 60 68 70 80 82 82 84 6 58 ºC 64,5ºC 71 72 68 73 68 60 68 70 80 82 82 84 8 58 ºC 65ºC 71 72 68 73 80 10 65ºC 71 12 65ºC KSFT

Penurunan Suhu Kenaikan Suhu

Suhu (ºC) V NaOH (ml) Suhu (ºC) V NaOH (ml)

(66)

C-4 70 19,2 34 9 61 13,3 43 15 52 14 52 16,1 43 14,7 61 16,3 34 11,7 70 20 25 10,5 79 26 Mengetahui

Praktikan Asisten Pengampu

(67)

D-1