Penentuan Volume Molal Parsial

(1)

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 komponen-komponen 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.

(2)

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

(3)

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

(4)

T = 29 o_{C = 302 K}

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) Berat piknometer (g)

3 64,6357 1,5 63,5145 0,75 62,9282 0,375 62,6300 0,1875 62,4808 4.2 Perhitungan Tabel Pengamatan Konsentrasi NaCl (M) Berat Piknometer (g)

W-We W-Wo Wo-We

We Wo W 3 39,5782 62,3305 64,6357 25,0575 2,3052 22,7523 1,5 39,5782 62,3305 63,5145 23,9363 1,184 22,7523 0,75 39,5782 62,3305 62,9282 23,3500 0,5977 22,7523 0,375 39,5782 62,3305 62,6300 23,0518 0,2995 22,7523 0,1875 39,5782 62,3305 62,4808 22,9026 0,1503 22,7523 a. Penentuan densitas larutan (d)

d = We Wo We W − − x do d1 = 3 g/cm 0,9959 g 22,7523 g 25,0575 x = 7523 , 22 24,9548 = 1,0968 g/cm3

(5)

d2 = 3 g/cm 0,9959 g 7523 , 22 g 23,9363 x = 7523 , 22 23,8382 = 1,0477 g/cm3 d3 = 3 g/cm 0,9959 g 0 7523 , 22 g 23,3500 x = 7523 , 22 23,2543 = 1,0221 g/cm3 d4 = 3 g/cm 0,9959 g 7523 , 22 g 23,0518 x = 7523 , 22 22,9573 = 1,0090 g/cm3 d5 = 3 g/cm 0,9959 g 7523 , 22 g 22,9026 x = 7523 , 22 22,8087 = 1,0025 g/cm3

b. Penentuan molalitas larutan (m)

m = 1000 1 − − M BM d

(6)

1000 / 5 , 58 3 g/cm3 1,0968 1 mol M M − = 0585 , 0 0,3656 1 − = 0,3071 1 = 3,2563 mmol/g m2 = 1000 / 5 , 58 5 , 1 g/cm3 1,0477 1 mol M M − = 0585 , 0 0,6985 1 − = 0,6400 1 = 1,5625 mmol/g m3 = 1000 / 5 , 58 75 , 0 g/cm3 1,0221 1 mol M M − = 0585 , 0 1,3628 1 − = 1,3043 1 = 0,7667 mmol/g

(7)

m4 = 1000 / 5 , 58 375 , 0 g/cm3 1,0090 1 mol M M − = 0585 , 0 2,6907 1 − = 2,6322 1 = 0,3799 mmol/g m5 = 1000 / 5 , 58 1875 , 0 g/cm3 1,0025 1 mol M M − = 0585 , 0 5,3467 1 − = 5,2882 1 = 0,1891 mmol/g

c. Penentuan volume molal parsial

φ = d 1 ( BM - We Wo Wo W x m − − 1000 ) φ 1 = g/cm3 1,0968 1

(

58,5 M/mol -     g 22,7523 g 2,3052 mmol/g 3,2563 1000 x

)

)

(9)

= 23,5979 g/cm3 1,0025 1 x = 23,5391 cm3_/mol d. Analisa Grafik

NaCl (M) _(mmol/g)molalitas √m Volume molal Parsial (cm3_/mol) Volume molal parsial regresi 3 3,2563 1,8045 24,9737 24,8261 1,5 1,5625 1,25 24,0718 24,2318 0,75 0,7667 0,8756 23,6739 23,8305 0,375 0,3799 0,6164 23,5421 23,5527 0,1875 0,1891 0,4349 23,5391 23,3581

(10)

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

(11)

Perbedaan konsentrasi larutan NaCl menghasilkan densitas yang berbeda-beda 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

(12)

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

(13)

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 Jo

l 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 molekul-molekul itu menyebabkan etanol hanya menempati ruang sebesar 14 cm3 (Atkins, 1994).

(14)

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

Debye-Huckel.

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

(15)

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

(16)

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

(17)

batas MgSO4 (volume molal parsialnya dalam batas konsentrasi nol adalah -1,4 cm3_{/mol), yang berarti penambahan 1 mol MgSO}

4 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

(18)

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.

(19)

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.

(20)

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)

(21)

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

rapat-rapat.

– 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 suling.