kelarutan sebagai fungsi suhu

A.

A. JUDUL PERCOBAANJUDUL PERCOBAAN

Kelarutan sebagai Fungsi Suhu Kelarutan sebagai Fungsi Suhu B.

B. TUJUAN PERCOBAANTUJUAN PERCOBAAN

Setelah melakukan percobaan mahasiswa diharapkan dapat menetukan kelarutan zat Setelah melakukan percobaan mahasiswa diharapkan dapat menetukan kelarutan zat  pada berbagai suhu dan menentuk

 pada berbagai suhu dan menentukan kalor pelarutan differensial.an kalor pelarutan differensial. C.

C. DASAR TEORIDASAR TEORI

Kelarutan sebagai fungsi suhu didasari oleh prinsip pergeseran kesetimbangan Kelarutan sebagai fungsi suhu didasari oleh prinsip pergeseran kesetimbangan antara zat yang bereaksi dengan hasilnya. Dimana apabila suhu dinaikkan maka antara zat yang bereaksi dengan hasilnya. Dimana apabila suhu dinaikkan maka kelarutan akan bertambah dan kesetimbangan akan bergeser, dan seba

kelarutan akan bertambah dan kesetimbangan akan bergeser, dan seba liknya. Kelarutanliknya. Kelarutan diartikan sebagai jumlah maksimum zat yang dapat larut dalam sejumlah tertentu diartikan sebagai jumlah maksimum zat yang dapat larut dalam sejumlah tertentu  pelarut

 pelarut pada pada kesetimbangan. kesetimbangan. Metode Metode dalam dalam praktikum praktikum ini ini adalah adalah titrasi titrasi alkalimetrialkalimetri karena titrasi dilakukan pada asam lemah (asam oksalat) dengan basa kuat (NaOH). karena titrasi dilakukan pada asam lemah (asam oksalat) dengan basa kuat (NaOH). Percobaan kelarutan sebagai fungsi suhu dilakukan bertujuan untuk mengetahui Percobaan kelarutan sebagai fungsi suhu dilakukan bertujuan untuk mengetahui  pengaruh suhu terhadap kelarutan asam oksalat dan untuk menentukan kalor pelarutan  pengaruh suhu terhadap kelarutan asam oksalat dan untuk menentukan kalor pelarutan

differensial asam oksalat.

differensial asam oksalat. Kelarutan adalah jumlah zat yang dapat larut Kelarutan adalah jumlah zat yang dapat larut dalam sejumlahdalam sejumlah  pelarut sampai membentuk

 pelarut sampai membentuk larutan jenuh. larutan jenuh. Adapun cara menentukan kAdapun cara menentukan kelarutan suatu elarutan suatu zatzat ialah dengan mengambil sejumlah tertentu pelarut murni, misalnya 1 liter. Kemudian ialah dengan mengambil sejumlah tertentu pelarut murni, misalnya 1 liter. Kemudian memperkirakan jumlah zat yang dapat membentuk larutan lewat jenuh, yang ditandai memperkirakan jumlah zat yang dapat membentuk larutan lewat jenuh, yang ditandai dengan masih terdapatnya zat padat yang tidak larut. Setelah dikocok ataupun diaduk dengan masih terdapatnya zat padat yang tidak larut. Setelah dikocok ataupun diaduk akan terjadi kesetimbangan antara zat yan

akan terjadi kesetimbangan antara zat yang larut dengan zat yang tidak.g larut dengan zat yang tidak.

Dalam larutan jenuh terjadi kesetimbangan antara molekul-molekul zat yang Dalam larutan jenuh terjadi kesetimbangan antara molekul-molekul zat yang larut dan tidak larut yang datap dituliskan sebagai berikut:

larut dan tidak larut yang datap dituliskan sebagai berikut: A

A(p)(p)⇋⇋ A A(l)(l) ………. ……….  (1)(1) Dimana A

Dimana A(l)(l) merupakan molekul zat terlarut dan A merupakan molekul zat terlarut dan A(p)(p)  merupakan molekul zat  merupakan molekul zat yang tidak larut. Tetapan keseimbangan proses pelarutan:

yang tidak larut. Tetapan keseimbangan proses pelarutan: k  k 

=

=

  _∗∗ ==  _   = Ƴ= Ƴzzmmzz……….………. (2) (2) aazz = = keaktifan keaktifan zat zat yang yang larutlarut

aazz = keaktifan zat yang tidak larut, berharga 1 untuk zat padat dalam keadaan= keaktifan zat yang tidak larut, berharga 1 untuk zat padat dalam keadaan standar

standar Ƴ

Hubungan tetapan keseimbangan suatu proses denngan suhu, diberikan oleh Van’t Hoff,

(

∂  n k ∂

)

 p

 =

Δ° RT ………. (3)

ΔH° = perubahan entalpi proses R = tetapan gas

Persamaan (2) dan (3) diberikan:

(

∂  n γzz

∂T

)

 p

 =

Δ_DS

RT ………. (4)

ΔHDS : kalor pelarutan differensial pada konsentrasi jenuh. Selanjutnya persamaan (4) menjadi,

(

∂  n γzz ∂  n _z

)

 p

 =

∂  n _z ∂T

 =

Δ_DS RT ………. (5) ∂  n γ_z

∂  n _z dapat diabaikan, persamaan (5) dapat dituliskan: d  n _z d  n _z

 =

Δ_DS RT atau,……….(6) dg_z d( )

 =

ΔDS RT ………. (7)

Dengan demikian ΔHDS dapat ditentukan dari arah garis siggung pada kurva log mz terhadap 1/T. Apabila ΔHDStidak bergantung pada suhu, maka grafik log mz terhadap 1/T akan linear dan integrase persamaan (7) antara suhu T1 dan T2 memberikan:

log _{z ()} _{z ()}

 =

Δ_DS ,33 R

 × (

T_−T_ T_T_

)

……….  (8)

 Tabung reaksi besar  Batang pengaduk  Termometer  Pipet gondok  Erlenmeyer  Labu ukur  Kaca arloji  Buret

 Statif dan klem

 Pemanas 2. Bahan:  Asam oksalat   NaOH 1M  Aquades  Indikator fenoftalein  Batu es E. PROSEDUR PERCOBAAN

 No Prosedur percobaan Gambar

1 Diambil kira-kira 1/2 tabung reaksi besar

larutan jenuh asam oksalat dari gelas beaker di atas pemanas listrik yang telah disediakan. Diambil pada saat suhu 60°C.

2 Dimasukkan tabung besar yang berisi larutan  jenuh ke dalam gelas beaker yang berisi air  pada suhu kamar.

3 Dilengkapi tabung dengan batang pengaduk dan termometer.

4 Diaduk larutan hingga suhu turun sampai 40°C. Dipipet 10 mL larutan dengan menggunakan pipet gondok, ujung pipet perlu di bungkus dengan kertas saring agar zat padat tidak memasuki pipet ketika pemipetan dilakukan. Dilakukan pengambilan pada suhu 30°C, 20°C, dan 10°C.

5 Diencerkan 10 mL masing-masing larutan hingga 100 mL dalam labu takar 100 mL.

6 Diambil 10 mL larutan yang telah diencerkan. Diletakkan dalam Erlenmeyer.

8 Dititrasi keempat larutan dengan larutan  NaOH 1 M. Dilakukan titrasi duplo.

F. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

Suhu Volume H2C2O4 Volume  NaOH Volume NaOH rata-rata Gambar 40°C 10 mL 4,9 mL 4,5 mL 10 mL 4,1 mL 30°C 10 mL 3,7 mL 3,75 mL 10 mL 3,8 mL 20°C 10 mL 2,3 mL 2,35 mL 10 mL 2,4 mL 10°C 10 mL 1,5 mL 1,5 mL 10 mL 1,5 mL

dibutuhkan untu menitrasi asam oksalat, untuk membuktikan kelarutan asam oksalat dengan pengaruh temperatur dianalisis dengan menggunakan rumus titrasi asam  basa sebagai berikut:

1. Penentuan kelarutan zat (mol/L)

H2C2O4(aq) + NaOH(aq)  Na2C2O4(aq) + 2H2O(l)

Mol H2C2O4= 

 mol NaOH

a. Menentukan kelarutan asam oksalat pada suhu 40°C Konsentrasi asam oksalat setelah pengenceran: MH2C2O4× VH2C2O4 = 1 2 × M NaOH × V NaOH MH2C2O4× 10 mL = 1 2 × 1 M × 4,5 mL MH2C2O4 = 0,225 M

Konsentrasi asam oksalat sebelum pengenceran: M1× V1 = M2 × V2

M1 × 10 mL = 0,225 M × 100 mL

M1 = 2,250 M

 b. Menentukan kelarutan asam oksalat pada suhu 30°C Konsentrasi asam oksalat setelah pengenceran: MH2C2O4× VH2C2O4 = 1 2 × M NaOH × V NaOH MH2C2O4× 10 mL = 1 2 × 1 M × 3,75 mL MH2C2O4 = 0,1875 M

Konsentrasi asam oksalat sebelum pengenceran: M1× V1 = M2 × V2

M1 × 10 mL = 0,1875 M × 100 mL

M1 = 1,875 M

c. Menentukan kelarutan asam oksalat pada suhu 20°C Konsentrasi asam oksalat setelah pengenceran:

Konsentrasi asam oksalat sebelum pengenceran: M1× V1 = M2 × V2

M1 × 10 mL = 0,1175 M × 100 mL M1 = 1,175 M

d. Menentukan kelarutan asam oksalat pada suhu 10°C Konsentrasi asam oksalat setelah pengenceran: MH2C2O4× VH2C2O4 = 1

2 × M NaOH × V NaOH

MH2C2O4× 10 mL = 1

2 × 1 M × 1,5 mL

MH2C2O4 = 0,075 M

Konsentrasi asam oksalat sebelum pengenceran: M1× V1 = M2 × V2

M1 × 10 mL = 0,075 M × 100 mL M1 = 0,750 M

Masing-masing hasil perhitungan menunjukkan bahwa kelarutan asam oksalat terhadap pengaruh suhu menunjukkan semakin tinggi suhu maka kelarutan juga semakin besar yaitu pada kelarutan asam oksalat ter hadap NaOH 1 M.

2. Penentuan ΔHDS log _{z ()} _{z ()}

 =

Δ_DS ,33 R

 × (

T_−T_ T_T_

)

log2,250 mol/L 1,875 mol/L

 =

Δ_DS ,33 × ,34 J/.K

 × (

 33 K−33 K 33 K ×33 K

)

ΔHDS= 14.378,489 J/mol log1,875 mol/L 1,175 mol/L

 =

Δ_DS ,33 × ,34 J/.K

 × (

33 K−93 K 33K ×93K

)

ΔHDS= 34.501,021 J/mol log1,175 mol/L 0,750 m/L

 =

Δ_DS ,33 × ,34 J/.K

 × (

93 K−3K 93 K ×3 K

)

ΔHDS= 30.955,692 J/mol

Harga∆HDS  menunjukkan harga positif karena pada umumnya proses  pelarutan bersifat endotermik dan reaksi mengalir dari lingkungan ke sistem. Jika suhu dinaikkan maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke produk, artinya

dibuktikan dari hasil selama percobaan berlangsung yaitu pada saat suhu dinaikkan, volume yang dibutuhkan untuk menitrasi asam oksalat juga semakin banyak atau dapat dikatakan konsentrasi asam oksalat juga semakin tinggi dan kelarutannya juga semakin besar yaitu terbukti pada titrasi dengan NaOH 1 M pada suhu 40°C dibutuhkan volume rata-rata dalam titrasi sebanyak 4,5 mL. Begitu juga sebaliknya saat suhu diturunkan, volume yang dibutuhkan untuk menitrasi asam oksalat semakin sedikit atau dapat dikatakan konsentrasi a sam oksalat juga semakin rendah dan kelarutannya juga semakin rendah atau kecil yaitu terbukti pada titrasi dengan  NaOH 1 M pada suhu 10°C dibutuhkan volume rata-rata dalam titrasi sebanyak 1,5

mL. Titrasi ini merupakan titrasi asam lemah oleh basa kuat yang biasa disebut sebagai titrasi alkalimetri.

Kristal dapat terbentuk pada saat suhu rendah yaitu pada suhu 10°C sehingga kelarutan asam oksalat pun juga rendah atau kecil sehingga semakin banyak zat yang tidak larut dan akhirnya membentuk endapan yang disebut kristal. Semakin tinggi suhu zat terlarut juga semakin banyak, hal tersebut terjadi karena reaksi pada larutan lebih besar sehingga semakin sedikit endapan.

3. Grafik penentuan kalor pelarutan differensial

1/T (K -1) mz(mol/L) Log mz

0.0032 2,250 mol/L 0.3522

0.0033 1,875 mol/L 0.2730

0.0034 1,175 mol/L 0.0700

Dari grafik didapatkan persamaan garis y = -1634,3x + 5,6175 sehingga kita dapat menentukan kalor pelarutan differensial dari grafik yang ada.

Log mz = −∆_ ,33 

×

 

 + C

Gradien = −∆ ,33 

 , sehingga

-1634,3 = −∆ ,33 ×,34 / . ∆_ = 31.292,174 J/mol.K = 31,292 kJ/mol.K

Dari grafik tersebut dihasilakan ∆H_ positif sehingga kalor pelarutan differensial dalam percobaan yang telah dilakukan berlangsung secara endoterm.

G. KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa: 1. Semakin tinggi suhu makan kelarutan semakin tinggi,

Asam oksalat 40°C = 2,250 M Asam oksalat 30°C = 1,875 M Asam oksalat 20°C = 1,175 M Asam oksalat 10°C = 0,750 M 0.3522 0.273 0.07 -0.1249 y = -1634.3x + 5.6175 R² = 0.9694 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.00315 0.0032 0.00325 0.0033 0.00335 0.0034 0.00345 0.0035 0.00355     l   o   g    m    z 1/T

log m

_z

vs 1/T

log mz Linear (log mz) Linear (log mz)

2.  Nilai kalor pelarutan differensial (ΔHDS ) yaitu 31,292 kJ/mol.K, artinya kalor  pelarutan berlangsung secara endoterm.

H. JAWABAN PERTANYAAN

1. Apakah yang dimaksud kalor pelarutan differensial?

Jawab: yaitu perubahan entalpi jika suatu mol zat terlarut dilarut kan dalam sejumlah larutan tak berhingga, sehingga konsentrasinya tidak berubah dalam penambahan 1 mol zat terlarut.

2. Jika proses berupa proses endoterm, bagaimana perubahan harga kelarutan jika suhu dinaikkan?

Jawab: Saat suhu dinaikkan kelarutan suatu zat terlarut dalam pelarutnya akan semakin tinggi. . Jika suhu dinaikkan maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke  produk, artinya semakin tinggi suhu maka semakin banyak pula asam oksalat yang

larut.

I. DAFTAR RUJUKAN

Tim Kimia Fisika. 2017. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika. Malang: Universitas  Negeri Malang.

Anggraeni, Antika. 2011. Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu. (Online), (http://febiliadhitaserfanda.blogspot.co.id/2013/12/kelarutansebagai-fungsi-suhu-febilia.html ), diakses pada 22 Februari 2017.

Anggraeni, Antika. 2011. Kelarutan Sebagai Fungsi Suhu. (Online),