Rangkuman Mata Kuliah Kimia Fisika I

(1)

Mata Kuliah : Kimia Fisika I

Semester : II

Satuan Kredit : 3 SKS

Prasyarat : Kimia Dasar

Program Studi : Teknik Kimia

Tujuan Instruksional Umum :

Mahasiswa mampu memahami gejala perubahan fisika yang meliputi larutan, fenomena permukaan, peristiwa elektrolitik.

Tujuan Instruksional Khusus:

Pada akhir perkuliahan, diharapkan mahasiswa mampu memahami gejala perubahan fisika yang meliputi larutan, fenomena permukaan,peristiwa elektrolitik dan pembentukan zat koloid.

Materi Kuliah :

1. Sifat-sifat umum larutan 2. Larutan gas dalam zat cair. 3. Larutan zat padat dalam zat cair. 4. Larutan zat cair dalam zat cair

5. Distribusi zat terlarut antara dua fasa cair. 6. Sifat koligatif larutan.

7. Elektrokimia sel. 8. Fotokimia.

9. Tegangan permukaan. 10. UV- sinar tampak. 11. Absorpsi atom. 12. Emisi nyala. 13. Elektrolisis. 14. Potensiometri.

15. Elektroda ion spesifik. 16. Pertukaran ion. 17. Permentasi gel.

(2)

--2 Kimia Fisika I

Kimia Fisika merupakan cabang Ilmu Kimia yang mengkaji hubungan antara sifat kimia dan sifat fisika suatu zat berdasarkan pada gejala fisik dan atau perubahan energinya.

Termasuk dalam rumpun Kimia Fisika diantaranya :

• Termodinamika kimia • Kinetika kimia • Kimia koloid • Kimia permukaan • Kimia Listrik • Ikatan kimia • Termokimia • Spektroskopis, dll

(3)

Dalam kimia, larutan adalah campuran homogen yang terdiri dari dua atau lebih zat. Zat yang jumlahnya lebih sedikit di dalam larutan disebut (zat) terlarut atau solut, sedangkan zat yang jumlahnya lebih banyak daripada zat-zat lain dalam larutan disebut pelarut atau solven. Komposisi zat terlarut dan pelarut dalam larutan dinyatakan dalam konsentrasi larutan,

sedangkan proses pencampuran zat terlarut dan pelarut membentuk larutan disebut pelarutan atau solvasi.

Contoh larutan yang umum dijumpai adalah padatan yang dilarutkan dalam cairan, seperti garam atau gula dilarutkan dalam air. Gas juga dapat pula dilarutkan dalam cairan, misalnya karbon dioksida atau oksigen dalam air. Selain itu, cairan dapat pula larut dalam cairan lain, sementara gas larut dalam gas lain. Terdapat pula larutan padat, misalnya aloi (campuran logam) dan mineral tertentu.

KIMIA LARUTAN 2.1 Komponen Larutan

Larutan adalah campuran homogen (komposisinya sama), serba sama (ukuran partikelnya), tidak ada bidang batas antara zat pelarut dengan zat terlarut (tidak dapat dibedakan secara langsung antara zat pelarut dengan zat terlarut), partikel- partikel penyusunnya berukuran sama (baik ion, atom, maupun molekul) dari dua zat atau lebih. Dalam larutan fase cair, pelarutnya (solvent) adalah cairan, dan zat yang terlarut di dalamnya disebut zat terlarut (solute), bisa berwujud padat, cair, atau gas. Dengan demikian, larutan = pelarut (solvent) + zat terlarut (solute). Khusus untuk larutan cair, maka pelarutnya adalah volume terbesar.

Ada 2 reaksi dalam larutan, yaitu:

a) Eksoterm, yaitu proses melepaskan panas dari sistem ke lingkungan, temperatur dari campuran reaksi akan naik dan energi potensial dari zat- zat kimia yang bersangkutan akan turun.

b) Endoterm, yaitu menyerap panas dari lingkungan ke sistem, temperatur dari campuran reaksi akan turun dan energi potensial dari zat- zat kimia yang bersangkutan akan naik.

Larutan dapat dibagi menjadi 3, yaitu:

a) Larutan tak jenuh yaitu larutan yang mengandung solute (zat terlarut) kurang dari yang diperlukan untuk membuat larutan jenuh. Atau dengan kata lain, larutan yang partikel- partikelnya tidak tepat habis bereaksi dengan pereaksi (masih bisa melarutkan zat). Larutan tak jenuh terjadi apabila bila hasil kali konsentrasi ion < Ksp berarti larutan belum jenuh ( masih dapat larut).

b) Larutan jenuh yaitu suatu larutan yang mengandung sejumlah solute yang larut dan mengadakan kesetimbangn dengan solut padatnya. Atau dengan kata lain, larutan yang partikel- partikelnya tepat habis bereaksi dengan pereaksi (zat dengan konsentrasi maksimal). Larutan jenuh terjadi apabila bila hasil konsentrasi ion = Ksp berarti larutan tepat jenuh.

c) Larutan sangat jenuh (kelewat jenuh) yaitu suatu larutan yang mengandung lebih banyak solute daripada yang diperlukan untuk larutan jenuh. Atau dengan kata lain, larutan yang tidak dapat lagi melarutkan zat terlarut sehingga terjadi endapan. Larutan sangat jenuh terjadi apabila bila hasil kali konsentrasi ion > Ksp berarti larutan lewat jenuh (mengendap).

Berdasarkan banyak sedikitnya zat terlarut, larutan dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:

a) Larutan pekat yaitu larutan yang mengandung relatif lebih banyak solute dibanding solvent.

b) Larutan encer yaitu larutan yang relatif lebih sedikit solute dibanding solvent. Dalam suatu larutan, pelarut dapat berupa air dan tan air.

(4)

4

Sifat koligatif larutan

Larutan cair encer menunjukkan sifat-sifat yang bergantung pada efek kolektif jumlah partikel terlarut, disebut sifat koligatif (dari kata Latin colligare, "mengumpul bersama"). Sifat koligatif meliputi penurunan tekanan uap, peningkatan titik didih, penurunan titik beku, dan gejala tekanan osmotik. [sunting]

Jenis-jenis larutan

Larutan dapat diklasifikasikan misalnya berdasarkan fase zat terlarut dan pelarutnya. Tabel berikut menunjukkan contoh-contoh larutan berdasarkan fase komponen-komponennya.

Contoh larutan

Zat terlarut

Gas Cairan Padatan

Pelarut

Gas

Udara (oksigen dan gas-gas lain dalam nitrogen)

Uap air di udara (kelembapan)

Bau suatu zat padat yang timbul dari larutnya molekul padatan tersebut di udara

Cairan

Air terkarbonasi (karbon dioksida dalam air)

Etanol dalam air; campuran berbagai hidrokarbon (minyak bumi)

Sukrosa (gula) dalam air; natrium klorida (garam dapur) dalam air; amalgam emas dalam raksa

Padatan

Hidrogen larut dalam logam, misalnya platina

Air dalam arang aktif; uap air dalam kayu

Aloi logam seperti baja dan duralumin

Berdasarkan kemampuannya menghantarkan listrik, larutan dapat dibedakan sebagai larutan elektrolit dan larutan non-elektrolit. Larutan elektrolit mengandung zat elektrolit sehingga dapat menghantarkan listrik, sementara larutan non-elektrolit tidak dapat menghantarkan listrik.

Sifat koligatif larutan

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Belum Diperiksa

(5)

Larutan garam

Sifat koligatif larutan adalah sifat

larutan

yang tidak bergantung pada jenis

zat terlarut

tetapi

hanya bergantung pada konsentrasi pertikel zat terlarutnya

[1]

_{. Sifat koligatif larutan terdiri dari}

dua jenis, yaitu sifat koligatif

larutan elektrolit

dan sifat koligatif

larutan nonelektrolit

[1]

_.

Daftar isi

[sembunyikan] 1

Molalitas dan Fraksi Mol

○ 1.1 Molalitas (m)

○ 1.2 Fraksi Mol 2

Sifat Koligatif Larutan Nonelektrolit

○ 2.1 Penurunan Tekanan Uap

○ 2.2 Kenaikan Titik Didih

○ 2.3 Penurunan Titik Beku

○ 2.4 Tekanan Osmotik 3

Sifat Koligatif Larutan Elektrolit

○ 3.1 Penurunan Tekanan Uap Jenuh

○ 3.2 Kenaikan Titik Didih

○ 3.3 Penurunan Titik Beku

○ 3.4 Tekanan Osmotik 4 Lihat Pula 5 Referensi 6 Pranala Luar

(6)

6

[

sunting

] Molalitas dan Fraksi Mol

Dalam larutan, terdapat beberapa sifat zat yang hanya ditentukan oleh banyaknya partikel zat

terlarut

[2]

_{. Oleh karena sifat koligatif larutan ditentukan oleh banyaknya partikel zat terlarut,}

maka perlu diketahui tentang

konsentrasi larutan

[2]

_.

[sunting] Molalitas (m)

Molalitas (kemolalan) adalah jumlah

mol

zat terlarut dalam 1 kg (1000 gram) pelarut

[2]

_{. Molalitas}

didefinisikan dengan persamaan berikut

[2]

_:

Keterangan :

m = molalitas larutan (mol / kg)

n = jumlah mol zat terlarut (g / mol)

P = massa pelarut (g)

[sunting] Fraksi Mol

Fraksi mol merupakan satuan konsentrasi yang semua komponen larutannya dinyatakan

berdasarkan mol

[2]

_{. Fraksi mol komponen}

i

_{, dilambangkan dengan}

xi

_{adalah jumlah mol}

komponen

i

dibagi dengan jumlah mol semua komponen dalam larutan

[2]

_{. Fraksi mol}

j

_adalah

xj

dan seterusnya

[2]

_{. Jumlah fraksi mol dari semua komponen adalah 1}

[2]

_{. Persamaannya dapat}

ditulis

[2]

_{. Molalitas didefinisikan dengan persamaan berikut}

[2]

_:

[

sunting

] Sifat Koligatif Larutan Nonelektrolit

Meskipun sifat koligatif melibatkan larutan, sifat koligatif tidak bergantung pada interaksi antara

molekul pelarut dan zat terlarut, tetapi bergatung pada jumlah zat terlarut yang larut pada suatu

larutan

[3]

_{. Sifat koligatif terdiri dari penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik}

beku, dan tekanan osmotik

[3]

_.

(7)

Marie Francois Raoult (1830 - 1901) ilmuwan yang menyimpulkan tentang tekanan uap jenuh larutan

Molekul

- molekul zat cair yang meninggalkan permukaan menyebabkan adanya tekanan

uap

zat

cair

[3]

_{. Semakin mudah molekul - molekul zat cair berubah menjadi uap, makin tinggi pula}

tekanan uapzat cair

[3]

_{. Apabila tekanan zat cair tersebut dilarutkan oleh zat terlarut yang tidak}

menguap, maka partikel - partikel zat terlarut ini akan mengurangi

penguapan

molekul - molekul

zat cair

[3]

_{. Laut mati adalah contoh dari terjadinya penurunan tekanan uap pelarut oleh zat terlarut}

yang tidak mudah menguap. Air berkadar

garam

sangat tinggi ini terletak di daerah

gurun

yang

sangat panas dan kering, serta tidak berhubungan dengan

laut

bebas, sehingga konsentrasi zat

terlarutnya semakin tinggi

[3]

_{. Persamaan penurunan tekanan uap dapat ditulis}

[3]

_:

Δ

P

=

P

0

_{- P}

P

0

_{> P}

Keterangan :

P

0

_{= tekanan uap zat cair murni}

P = tekanan uap larutan

Pada tahun 1808, Marie Francois Raoult seorang

kimiawan

asal

Perancis

melakukan percobaan

mengenai tekanan uap jenuh larutan, sehingga ia menyimpulkan tekanan uap jenuh larutan sama

dengan fraksi mol pelarut dikalikan dengan tekanan uap jenuh pelarut murni

[3]

_{. Persamaan}

penurunan tekanan uap dapat ditulis

[3]

_{. Kesimpulan ini dikenal dengan}

_{Hukum Raoult}

_dan

dirumuskan dengan

[3]

_{. Persamaan penurunan tekanan uap dapat ditulis}

[3]

_:

P = P

0

_{x Xp}

Δ

P

= P

0

_{x Xt}

Keterangan :

P = tekanan uap jenuh larutan

P

0

_{= tekanan uap jenuh pelarut murni}

Xp = fraksi mol zat pelarut

Xt = fraksi mol zat terlarut

[sunting] Kenaikan Titik Didih

Titik didih zat cair adalah

suhu

tetap pada saat zat cair mendidih. Pada suhu ini, tekanan uap zat

cair sama dengan tekanan udara di sekitarnya

[4]

_{. Hal ini menyebabkan terjadinya penguapan di}

seluruh bagian zat cair. Titik didih zat cair diukur pada tekanan 1 atmosfer

[4]

_{. Dari hasil}

penelitian, ternyata titik didih larutan selalu lebih tinggi dari titik didih pelarut murninya

[4]

_{. Hal}

ini disebabkan adanya partikel - partikel zat terlarut dalam suatu larutan menghalangi peristiwa

penguapan partikel - partikel pelarut

[4]

_{. Oleh karena itu, penguapan partikel - partikel pelarut}

membutuhkan

energi

yang lebih besar

[4]

_{. Perbedaan titik didih larutan dengan titik didih pelarut}

murni di sebut kenaikan titik didih yang dinyatakan dengan (

Δ

Tb

)

[4]

_{. Persamaannya dapat ditulis}

[4]

_:

(8)

8

Keterangan :

Δ

Tb = kenaikan titik didih

kb = tetapan kenaikan titik didih molal

m = massa zat terlarut

Mr = massa molekul relatif

Tabel Tetapan Kenaikan Titik Didih (Kb) Beberapa Pelarut

[5]

Pelarut Titik Didih Tetapan (Kb) Aseton 56,2 1,71 Benzena 80,1 02,53 Kamfer 204,0 05,61 Karbon tetraklorida 76,5 04,95 Sikloheksana 80,7 02,79 Naftalena 217,7 05,80 Fenol 182 03,04 Air 100,0 00,52

[sunting] Penurunan Titik Beku

Adanya zat terlarut dalam larutan akan mengakibatkan titik beku larutan lebih kecil daripada titik

beku pelarutnya. Persamaannya dapat ditulis sebagai berikut

[5]

_:

Δ

Tf

=

Tfpelarut

−

Tblarutan

Keterangan :

Δ

Tf = penurunan titik beku

kf = penurunan titik beku molal

m = massa zat terlarut

(9)

Mr = massa molekul relatif

Tabel Penurunan Titik Beku (Kf) Beberapa Pelarut

[5]

Pelarut Titik Beku Tetapan (Kf) Aseton -95,35 2,40 Benzena 5,45 5,12 Kamfer 179,8 39,7 Karbon tetraklorida -23 29,8 Sikloheksana 6,5 20,1 Naftalena 80,5 6,94 Fenol 43 7,27 Air 0 1,86

[sunting] Tekanan Osmotik

Van't Hoff

Tekanan osmotik adalah gaya yang diperlukan untuk mengimbangi desakan zat pelarut yang

melalui selaput semipermiabel ke dalam larutan

[5]

_{. Membran semipermeabel adalah suatu selaput}

(10)

10

yang dapat dilalui molekul - molekul pelarut dan tidak dapat dilalui oleh zat terlarut. Menurut

Van't Hoff, tekanan osmotik larutan dirumuskan

[5]

_:

π =

MxRxT

Keterangan :

π

= tekanan osmotik

M = molaritas larutan

R = tetapan gas ( 0,082 )

T = suhu mutlak

[

sunting

] Sifat Koligatif Larutan Elektrolit

Pada konsentrasi yang sama, sifat koligatif larutan elektrolit memliki nilai yang lebih besar

daripada sifat koligatif larutan non elektrolit

[6]

_{. Banyaknya partikel zat terlarut hasil}

_reaksi

ionisasi

larutan elektrolit dirumuskan dalam faktor Van't Hoff

[6]

_{. Perhitungan sifat koligatif}

larutan elektrolit selalu dikalikan dengan faktor Van't Hoff

[6]

_:

i

= 1 + (

n

− 1)α

Keterangan :

i

= faktor Van't Hoff

n = jumlah koefisien

kation

α

= derajat ionisasi

[sunting] Penurunan Tekanan Uap Jenuh

Rumus penurunan tekanan uap jenuh dengan memakai faktor Van't Hoff adalah

[6]

_:

Δ

P

=P

0

[sunting] Kenaikan Titik Didih

Persamaannya adalah

[6]

_:

Δ

Tb

=

[sunting] Penurunan Titik Beku

Persamaannya adalah

[6]

_:

Δ

Tf

=

[sunting] Tekanan Osmotik

Persamaannya adalah

[6]

_:

π

=

[

sunting

] Lihat Pula

(11)

2. Kelarutan elektrolit

3. Kelarutan Nonelektrolit

4. Larutan

Sifat-sifat kimia dan fisika Air

Informasi dan sifat-sifat Nama sistematis air

Nama alternatif aqua, dihidrogen monoksida, Hidrogen hidroksida

Rumus molekul H2O

Massa molar 18.0153 g/mol

Densitas dan fase 0.998 g/cm³ (cariran pada 20 °C) 0.92 g/cm³ (padatan)

Titik lebur 0 °C (273.15 K) (32 °F) Titik didih 100 °C (373.15 K) (212 °F)

Kalor jenis 4184 J/(kg·K) (cairan pada 20 °C) Halaman data tambahan

Disclaimer and references Artikel utama: Air (molekul)

(12)

12 Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O: satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak

berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and

temperatur 273,15 K (0 °C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik.

Keadaan air yang berbentuk cair merupakan suatu keadaan yang tidak umum dalam kondisi normal, terlebih lagi dengan memperhatikan hubungan antara hidrida-hidrida lain yang mirip dalam kolom oksigen pada tabel periodik, yang mengisyaratkan bahwa air seharusnya berbentuk gas, sebagaimana hidrogen sulfida. Dengan memperhatikan tabel periodik, terlihat bahwa unsur-unsur yang mengelilingi oksigen adalah nitrogen, flor, dan fosfor, sulfur dan klor. Semua elemen-elemen ini apabila berikatan dengan hidrogen akan menghasilkan gas pada temperatur dan tekanan normal. Alasan mengapa hidrogen berikatan dengan oksigen membentuk fasa berkeadaan cair, adalah karena oksigen lebih bersifat elektronegatif ketimbang elemen-elemen lain tersebut (kecuali flor). Tarikan atom oksigen pada elektron-elektron ikatan jauh lebih kuat dari pada yang dilakukan oleh atom hidrogen, meninggalkan jumlah muatan positif pada kedua atom hidrogen, dan jumlah muatan negatif pada atom oksigen. Adanya muatan pada tiap-tiap atom tersebut membuat molekul air memiliki sejumlah momen dipol. Gaya tarik-menarik listrik antar molekul-molekul air akibat adanya dipol ini membuat masing-masing molekul saling berdekatan, membuatnya sulit untuk dipisahkan dan yang pada akhirnya menaikkan titik didih air. Gaya tarik-menarik ini disebut sebagai ikatan hidrogen.

Air sering disebut sebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak zat kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di bawah tekanan dan temperatur standar. Dalam bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai sebuah ion hidrogen (H+_{) yang} berasosiasi (berikatan) dengan sebuah ion hidroksida (OH-_).

Tingginya konsentrasi kapur terlarut membuat warna air dari Air Terjun Havasu terlihat berwarna turquoise.

[sunting] Elektrolisis air

Artikel utama: Elektrolisis air

Molekul air dapat diuraikan menjadi unsur-unsur asalnya dengan mengalirinya arus listrik. Proses ini disebut elektrolisis air. Pada katoda, dua molekul air bereaksi dengan menangkap dua elektron, tereduksi menjadi gas H2 dan ion hidrokida (OH-). Sementara itu pada anoda, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen (O2), melepaskan 4 ion H+ serta mengalirkan

elektron ke katoda. Ion H+_{dan OH}-_{mengalami netralisasi sehingga terbentuk kembali beberapa} molekul air. Reaksi keseluruhan yang setara dari elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut.

Gas hidrogen dan oksigen yang dihasilkan dari reaksi ini membentuk gelembung pada elektroda dan dapat dikumpulkan. Prinsip ini kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan

(13)

hidrogen dan hidrogen peroksida (H2O2) yang dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan hidrogen.[8][9][10]

[sunting] Kelarutan (solvasi)

Air adalah pelarut yang kuat, melarutkan banyak jenis zat kimia. Zat-zat yang bercampur dan larut dengan baik dalam air (misalnya garam-garam) disebut sebagai zat-zat "hidrofilik" (pencinta air), dan zat-zat yang tidak mudah tercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak), disebut sebagai zat-zat "hidrofobik" (takut-air). Kelarutan suatu zat dalam air ditentukan oleh dapat tidaknya zat tersebut menandingi kekuatan gaya tarik-menarik listrik (gaya intermolekul dipol-dipol) antara molekul-molekul air. Jika suatu zat tidak mampu

menandingi gaya tarik-menarik antar molekul air, molekul-molekul zat tersebut tidak larut dan akan mengendap dalam air.

Butir-butir embun menempel pada jaring laba-laba. [sunting] Kohesi dan adhesi

Air menempel pada sesamanya (kohesi) karena air bersifat polar. Air memiliki sejumlah muatan parsial negatif (σ-) dekat atom oksigen akibat pasangan elektron yang (hampir) tidak digunakan bersama, dan sejumlah muatan parsial positif (σ+) dekat atom oksigen. Dalam air hal ini terjadi karena atom oksigen bersifat lebih elektronegatif dibandingkan atom hidrogen—yang berarti, ia (atom oksigen) memiliki lebih "kekuatan tarik" pada elektron-elektron yang dimiliki bersama dalam molekul, menarik elektron-elektron lebih dekat ke arahnya (juga berarti menarik muatan negatif elektron-elektron tersebut) dan membuat daerah di sekitar atom oksigen bermuatan lebih negatif ketimbang daerah-daerah di sekitar kedua atom hidrogen.

Air memiliki pula sifat adhesi yang tinggi disebabkan oleh sifat alami ke-polar-annya.

[sunting] Tegangan permukaan

Bunga daisy ini berada di bawah permukaan air, akan tetapi dapat mekar dengan tanpa terganggu. Tegangan permukaan mencegah air untuk menenggelamkan bunga tersebut. Air memiliki tegangan permukaan yang besar yang disebabkan oleh kuatnya sifat kohesi antar molekul-molekul air. Hal ini dapat diamati saat sejumlah kecil air ditempatkan dalam sebuah permukaan yang tak dapat terbasahi atau terlarutkan (non-soluble); air tersebut akan berkumpul sebagai sebuah tetesan. Di atas sebuah permukaan gelas yang amat bersih atau bepermukaan amat halus air dapat membentuk suatu lapisan tipis (thin film) karena gaya tarik molekular antara gelas dan molekul air (gaya adhesi) lebih kuat ketimbang gaya kohesi antar molekul air. Dalam sel-sel biologi dan organel-organel, air bersentuhan dengan membran dan permukaan protein yang bersifat hidrofilik; yaitu, permukaan-permukaan yang memiliki ketertarikan kuat terhadap air. Irvin Langmuir mengamati suatu gaya tolak yang kuat antar permukaan-permukaan hidrofilik. Untuk melakukan dehidrasi suatu permukaan-permukaan hidrofilik — dalam arti

(14)

14 melepaskan lapisan yang terikat dengan kuat dari hidrasi air — perlu dilakukan kerja sungguh-sungguh melawan gaya-gaya ini, yang disebut gaya-gaya hidrasi. Gaya-gaya tersebut amat besar nilainya akan tetapi meluruh dengan cepat dalam rentang nanometer atau lebih kecil. Pentingnya gaya-gaya ini dalam biologi telah dipelajari secara ekstensif oleh V. Adrian Parsegian dari National Institute of Health.[11]_{Gaya-gaya ini penting terutama saat sel-sel}

terdehidrasi saat bersentuhan langsung dengan ruang luar yang kering atau pendinginan di luar sel (extracellular freezing).

Tegangan permukaan terjadi karena permukaan

zat cair cenderung untuk menegang sehingga

permukaannya tampak seperti selaput tipis. Hal ini

dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi antara

molekul air.

sel (extracellular freezing).

Air menempel pada sesamanya (kohesi) karena air

bersifat polar. Air memiliki sejumlah muatan parsial

negatif (σ-) dekat atom oksigen akibat pasangan

elektron yang (hampir) tidak digunakan bersama,

dan sejumlah muatan parsial positif (σ+) dekat

atom oksigen

. Dalam air hal ini terjadi karena atom oksigen bersifat lebih

elektronegatif dibandingkan atom hidrogen—yang berarti, ia (atom oksigen) memiliki lebih "kekuatan tarik" pada elektron yang dimiliki bersama dalam molekul, menarik elektron-elektron lebih dekat ke arahnya (juga berarti menarik muatan negatif elektron-elektron-elektron-elektron tersebut) dan membuat daerah di sekitar atom oksigen bermuatan lebih negatif ketimbang daerah-daerah di sekitar kedua atom hidrogen.

Air memiliki pula sifat adhesi yang tinggi

disebabkan oleh sifat alami ke-polar-annya

[sunting] Air dalam kehidupan

Kehidupan di dalam laut.

Dari sudut pandang biologi, air memiliki sifat-sifat yang penting untuk adanya kehidupan. Air dapat memunculkan reaksi yang dapat membuat senyawa organic untuk melakukan replikasi. Semua makhluk hidup yang diketahui memiliki ketergantungan terhadap air. Air merupakan zat pelarut yang penting untuk makhluk hidup dan adalah bagian penting dalam proses

metabolisme. Air juga dibutuhkan dalam fotosintesis dan respirasi. Fotosintesis menggunakan cahaya matahari untuk memisahkan atom hidroden dengan oksigen. Hidrogen akan digunakan untuk membentuk glukosa dan oksigen akan dilepas ke udara.

(15)

[sunting] Makhluk air

Artikel utama: Hidrobiologi

Perairan bumi dipenuhi dengan berbagai macam kehidupan. Semua makhluk hidup pertama di Bumi ini berasal dari perairan. Hampir semua ikan hidup di dalam air, selain itu, mamalia seperi lumba-lumba dan ikan paus juga hidup di dalam air. Hewan-hewan seperti amfibi

menghabiskan sebagian hidupnya di dalam air. Bahkan, beberapa reptil seperti ular dan buaya hidup di perairan dangkal dan lautan. Tumbuhan laut seperti alga dan rumput laut menjadi sumber makanan ekosistem perairan. Di samudera, plankton menjadi sumber makanan utama para ikan.

BAB V

KOEFISIEN DISTRIBUSI

5.1.Tujuan Percobaan 1.

Menentukan koefisien distribusi. 2.

Menetukan pengaruh suhu terhadap besarnya koefisien distribusi. 5.2.Tinjaun Pustaka

Pada sistem heterogen, reaksi berlangsung antara dua fase atau lebih. Jadi pada sistem heterogen dapat dijumpai reaksi antara padat dan gas, atau antara padat dan cairan. Cara yang paling mudah untuk menyelesaikan persoalan pada sistem heterogen adalah menganggap komponen-komponen dalam reaksi bereaksi pada fase yang sama.

(Tony Bird, “Kimia Fisik untuk Universitas”, hal. 169)

Kesetimbangan heterogen ditandai dengan adanya beberapa fase. Antara lain fase kesetimbangan fisika dan kesetimbangan kimia. Kesetimbangan heterogen dapat dipelajari dengan 3 cara :

a.

Dengan mempelajari tetapan kesetimbangannya, cara ini digunakan untuk kesetimbangan kimia yang berisi gas

b.

Dengan hukum distribusi nerst, untuk kesetimbangan suatu zat dalam 2 pelarut.

c.

Dengan hukum fase, untuk kesetimbangan yang umum.

(Soekarjo, “Kimia Fisika”, hal. 234 )

Hal-hal yang mempengaruhi kesetimbangan : 1. Pengaruh perubahan konsentrasi

Perhatikan sistem keseimbangan sebagai berikut: 2SO2+ O2

(16)

16

2 SO3

Bila ke dalam sistem ditambahkan gas oksigen, maka posisi keseimbangan akan bergeser untuk menetralkan efek penambahan oksigen.

2. Pengaruh tekanan

Bila tekanan dinaikkan, keseimbangan akan bergeser ke kiri yaitu mengarah pada pembentukan NO2. Dengan bergesernya ke kiri, maka volume akan berkurang sehingga akan mengurangi efek kenaikkan tekanan.

3. Pengaruh perubahan suhu

Reaksi pembentukan bersifat endotermik dan eksotermik. Jika suhu dinaikkan, maka keseimbangan akan bergeser ke kanan, kearah reaksi yang endotermik sehingga pengaruh kenaikkan suhu dikurangi.

Satu jenis kesetimbangan heterogen yang penting melibatkan pembagian suatu spesies terlarut antara dua fase pelarut yang tidak dapat bercampur. Misalkan dua larutan tak tercampur seperti air dan karbon tetraklorida dimasukkan kedalam bejana. Larutan-larutan ini terpisah menjadi dua fase dengan zat cair yang kerapatannya lebih rendah, dalam hal ini air berada dibagian atas larutan satunya. Contoh penggunaan hukum distribusi dalam kimia yaitu dalam proses ekstraksi dan proses kromatografi.

(Oxtoby, Gillis, “Prinsip-prinsip kimia modern edisi 4 jilid 1”, hal : 339-340)

Persamaan hukum distribusi : GA = GAo + RT ln aA

GB = GBo + RT ln aB

Dalam kesetimbangan maka, GA = GB GAo + RT ln aA = GBo + RT ln aB oA oB B A G G a a ln RT − = K a a K RTG G a a ln B A oB oA

(17)

B A = ⇒ = − = Dimana :GA dan GB

= Tenaga bebas zat terlarut dalam pelarut A dan B GAo dan GBo

= Tenaga bebas Gibbs A dan B R = Konstanta T = suhu aA dan aB = konsentrasi A dan B

Bila larutan encer atau zat terlarut bersifat ideal maka aktifasi (a) dapat diganti C, hingga :

K CC

AA=

Dimana : K = koefisien distribusi CA

= konsentrasi zat terlarut pada pelarut organik CB

= konsentrasi zat terlarut pada pelarut anorganik

(Sukardjo,”Kimia Fisika”, hal. 242)

Hukum distribusi adalah suatu metode yang digunakan untuk

menentukan aktivitas zat terlarut dalam satu pelarut jika aktivitas zat terlarut dalam pelarut lain diketahui, asalkan kedua pelarut tidak tercampur sempurna satu sama lain.

(S. K. Dogra & S. Dogra, “Kimia Fisika dan Soal-soal”, hal : 604)

faktor-faktor yang mempengaruhi koefisien distribusi diantaranya: 1. Temperatur yang digunakan.

Semakin tinggi suhu maka reaksi semakin cepat sehingga volume titrasi menjadi kecil, akibatnya berpengaruh terhadap nilai k.

2. Jenis pelarut.

Apabila pelarut yang digunakan adalah zat yang mudah menguap maka akan sangat mempengaruhi volume titrasi, akibatnya berpengaruh pada perhitungan nilai k.

3. Jenis terlarut.

Apabila zat akan dilarutkan adalah zat yang mudah menguap atau higroskopis, maka akan mempengaruhi normalitas (konsentrasi zat tersebut), akibatnya mempengaruhi harga k.

4. Konsentrasi

Makin besar konsentrasi zat terlarut makin besar pula harga k.

(anonymous, http://www.chemicamp.blogspot.com)

Harga K berubah dengan naiknya konsentrasi dan temperatur. Harga K tergantung jenis pelarutnya dan zat terlarut. Menurut Walter Nersnt, hukum diatas hanya berlaku bila zat terlarut tidak mengalami disosiasi atau asosiasi, hukum di atas hanya berlaku untuk komponen yang sama. Hukum distribusi banyak dipakai dalam proses ekstraksi, analisis dan

penentuan tetapan kesetimbangan. Dalam laboratorium ekstraksi dipakai untuk mengambil zat-zat terlarut dalam air dengan menggunakan pelarut- pelarut organik yang tidak bercampur seperti eter, CHCl3, CCl4, dan benzene.

Dalam industri ekstraksi dipakai untuk menghilangkan zat-zat yang tidak disukai dalam hasil, seperti minyak tanah, minyak goreng dan sebagainya.

(18)

18

Hukum Distribusi Nernst ini menyatakan bahwa solut akan mendistribusikan diri di antara dua pelarut yang tidak saling bercampur, sehingga setelah kesetimbangan distribusi tercapai, perbandingan konsentrasi solut di dalam kedua fasa pelarut pada suhu konstan akan merupakan suatu tetapan, yang disebut koefisien distribusi (KD), jika di dalam kedua fasa pelarut tidak terjadi reaksi-reaksi apapun. Akan tetapi, jika solut di dalam kedua fasa pelarut mengalami reaksi-reaksi tertentu seperti assosiasi, dissosiasi, maka akan lebih berguna untuk merumuskan besaran yang menyangkut konsentrasi total komponen senyawa yang ada dalam tiap-tiap fasa, yang dinamakan angka banding distribusi (D).

(www. FMIPA Universitas Negeri Malang\MIPA\ Distribusi nerst 1998a.mht, 5/27/09,09.35 )

Contoh dalam penggunaan koefisien distribusi dalam teknik kimia yaitu pada aplikasi sel elektrik (sel daniel). Dimana dapat dilihat pada gambar berikut:

(19)

V Anoda tembaga pH meter Katoda seng Jembatan garam Zn2+(aq) 1.0 M Cu2+(aq) 1.0 M

Pada sel elektrik seperti gambar diatas elektron akan mengalir dari anoda tembaga ke katoda seng. Hal ini akan menimbulkan perbedaan potensial antara kedua elektroda. Perbedaan potensial

(20)

20

akan mencapai maksimum ini dinamakan GGL sel atau Ese. Nilai Esel bergantung pada berbagai faktor. Bila konsentrasi larutan seng dan tembaga adalah 1.0 M dan suhu system 298oK (25oC), Esel berada dalam keadaan standart dan diberi simbol Eosel.

Salah satu faktor yang mempengaruhi Esel dalah konsentrasi. Persamaan

yang menghubungkan konsentrasi dengan Esel dinamakan persamaan nernst.

Bentuk persamaan tersebut adalah sebagai berikut: Es e l = Eo sel - ... a a ... a a ln nF RT bB aA dD cC ,... a , a , a , a dD cC bB aA

adalah aktivitas dipangkatkan dengan koefisien reaksi F = konsentrasi faraday

n = jumlah elektron yang dipertukarkan dalam reaksi redoks.

(Bird Tony,1987, Penuntun Praktikum Kimia Fisik untuk Universitas, Hal: 67-68)

5.3.Alat dan Bahan

Gb.V.2.1. sel elektrik (sel Daniel)

A. Alat-alat yang digunakan : - batang pengaduk - beakerglass - botol aquadest - buret - corong kaca - corong pemisah - Erlenmeyer - gelas arloji - gelas ukur - karet penghisap - labu ukur - pipet tetes - pipet volume -

statif dan klem -

termometer -

waterbath

B. Bahan-bahan yang digunakan - aquadest (H2O) - asamasetat (CH3COOH) - asamoksalat (H2C2O4.2H2O) - indikator phenolphthalein (C20H14O4) -

(21)

kloroform (CHCl3) -

natriumhidroksida (NaOH) 5.4.Prosedur Percobaan

A. Menentukan koefisien distribusi. -

Membuat 500 mL NaOH 0,2 N dan menstandardisasinya dengan asamoksalat.

-

Menyediakan 5 buah Erlenmeyer dan masing-masing diisi dengan asamasetat 1 N sebanyak 2, 4, 6, 8, dan 10 mL.

-

Memasukkan aquadest ke dalam Erlenmeyer tersebut sebanyak 10, 8, 6, 4, dan 2 mL.

-

Menambahkan ke dalam Erlenmeyer, masing-masing 10 mL kloroform dan mengocoknya selama 3 menit.

-

Memasukkan larutan tersebut ke dalam corong pemisah, membiarkannya hingga membentuk 2 lapisan kemudian memisahkannya.

-

Masing-masing lapisan diukur volumenya, kemudian menitrasinya dengan NaOH yang telah distandardisasi.

B. Pengaruh suhu terhadap koefisien distribusi. -

-

Menyediakan 5 buah Erlenmeyer dan masing-masing diisi dengan asamasetat 1 N sebanyak 2, 4, 6, 8, dan 10 mL.Memasukkan aquadest ke dalam Erlenmeyer tersebut sebanyak 10, 8, 6, 4, dan 2 mL.

-

Memanaskan campuran tersebut dalam waterbath sampai 35°C.

-

Memisahkan campuran tersebut dengan menggunakan corong pemisah. -

Mengeluarkan masing-masing lapisan dan mengukur volumenya, menitrasinya dengan NaOH yang telah distandardisasi dengan menggunakan indikator pp.

5.5.Data Pengamatan

A. Standardisasi NaOH dengan asamoksalat

Tabel 5.5.1. Data standardisasi larutan NaOH dengan asamoksalat No

Volume Asam oksalat (mL) Volume NaOH (mL) 1. 2. 3. 10 10 10 13,1 11,3 11,1

(22)

22

B. Penentuan volume titrasi antara CH3COOH dalam H2O dan CH3COOH

dalam CHCl3

Tabel 5.5.2 Data volume titrasi antara CH3COOH dalam H2O dan

CH3COOH dalam CHCl3

tanpa perubahan temperatur (25°C) Vol. Air (mL) Volume CH3COOH (mL) Volume CHCl3 (mL) Lapisan atas (CH3COOH dan H2O) Lapisan bawah (CH3COOH dan CHCl3) Vlapisan (mL) Vtitrasi (mL) Vlapisan (mL) Vtitrasi (mL) 10 8642 2468 10 10 10 10 10 10 13,5 12,5

(23)

12,3 12 11,6 62,3 69,8 74,2 78,3 86,1 8,5 9,5 9,7 10 10,4 1,3 1,8 2,5 3,4 5,1

Tabel 5.5.3 Data volume titrasi antara CH3COOH dalam H2O dan CH3COOH dalam CHCl3 dengan perubahan temperatur (35°C)

(24)

(25)

(26)

26 Vol. Air (mL) Volume CH3COOH (mL) Vol. CHCl3 (mL) Lapisan atas (CH3COOH dan H2O) Lapisan bawah (CH3COOH dan CHCl3) Vlapisan (mL) Vtitrasi (mL) Vlapisan (mL) Vtitrasi

(27)

(mL) 10 8642 2468 10 10 10 10 10 10 12,5 12,5 14,5 14 13,5 10,6 18,4 30,6 36,5 39,5 999 8,5 9 0,6 1,05 1,65 1,7 2,9 5.6.Hasil Perhitungan

A. Membuat larutan NaOH 0,2 N sebanyak 500 mL V 1000 BE W N NaOH NaOH NaOH × = 0, 2 N = V 1000 x 40 WNaOH W = 4 gram

Jadi, untuk membuat larutan NaOH 0,17 N sebanyak 500 mL adalah dengan menimbang 4 gram NaOH, kemudian melarutkannya dengan aquadest hingga volumenya 500 mL dalam labu ukur. B. Membuat larutan asamoksalat 0,2 N sebanyak 50 mL

N O .2H O C H 2 4 2 2 = V 1000 BE

(28)

28 W O .2H O C H O .2H O C H 2 4 2 2 2 4 2 2 × 0,2 N = 50 1000 63 W O H 2 . O C H 2 4 2 2 × W O 2 .2H 4 O 2 C 2 H = 0,63 gram

Jadi untuk membuat larutan asamoksalat 0,2 N sebanyak 50 mL dengan menimbang 0,63 gram asamoksalat, kemudian melarutkannya dengan aquadest hingga volumenya 50 mL dalam labu ukur. C. Membuat larutan asamasetat 1 N sebanyak 250 mL

dimana : COOH CH3 ρ = 1,049 gr/mL V2CH3COOH = 250 mL N2CH3COOH = 1 N BECH3COOH = 60 gr/mol Konsentrasi = 99,9 % N COOH CH3 = COOH CH3 BE 10 ρ % × × = 60 1000 049 , 1 99 , 0 × ×

(29)

= 60951 , 1047 N = N 4658 , 17 V 1 × N 1 = V 2 × N 2 V1× 17,4658 = 250× 1 V1 = 14,2891 mL

Jadi, untuk membuat larutan asamasetat 1 N sebanyak 250 mL dengan cara memipet 14,2891 mL asamasetat kemudian melarutkannya dengan aquadest hingga volumenya 250 mL dalam labu ukur. D. Standardisasi NaOH dengan asamoksalat

Vtitrasi rata-rata =

(

)

mL 83 , 11 3 mL 11,1 11,3 13,1 = + +

Menentukan konsentrasi larutan NaOH (V . N)NaOH = (V . N)H2C2O4 11,83 mL x NNaOH = 10 x 0,2 NNaOH = 0,1691 N

Jadi normalitas NaOH hasil standardisasi adalah 0,1691 N E. Menentukan normalitas larutan CH3COOH

V1 x N1 = V2 x N2

dimana : V1

= volume lapisan atas V2

= volume titrasi lapisan atas N1

= normalitas lapisan atas N2 = normalitas NaOH V1 x N1 = V2 x N2 13,5 x N1 = 62,3 x 0,1691 N1 = 0,7804 N

(30)

30

Dengan cara yang sama diperoleh normalitas untuk lapisan atas dan lapisan bawah baik dengan perubahan suhu (25oC) maupun dengan perubahan suhu (35oC) pada tabel berikut :

Tabel 5.6.1. Data rata-rata normalitas antara CH3COOH dalam H2O dan

CH3COOH dalam CHCl3 tampa pemanas ( 25oC)

Lapisan atas

(CH3COOH dan H2O)

Lapisan bawah

(31)

Vlapisan

(mL) Vtitrasi

(32)

32 (mL) Normalitas (N) Vlapisan (mL) Vtitrasi (mL) Normalitas (N) 13,5 12,5 12,3 12 11,6 62,3 69,8 74,2 78,3 86,1 0,7804 0,9442 1,0201 1,1034 1,2551 8,5 9,5 9,7 10 10,4 1,3 1,8 2,5 3,4 5,1 0,0259 0,0320 0,0436 0,0575 0,0829

CH3COOH dalam CHCl3 dengan perubahan suhu ( 35oC)

Lapisan atas (CH3COOH dan H2O) Lapisan bawah (CH3COOH dan CHCl3) Vlapisan (mL) Vtitrasi (mL) Normalitas (N) Vlapisan (mL) Vtitrasi (mL) Normalitas (N) 12,5 12,5 14,5 14

(33)

10,6 18,4 30,6 36,5 0,1434 0,2489 0,3569 0,4409 999 8,5 0,6 1,05 1,65 1,7 0,0113 0,0197 0,0310 0,0338

(34)

34

13,5 39,5

(35)

0,4948 9 2,9 0,0545

F. Menentukan harga koefisien distribusi K = anorganik lapisan organik lapisan NN O) H COOH (CH ) CHCl COOH (CH 2 3 3 3 N N + + = 7804 , 0 0259 , 0 = = 0,0332

Dengan cara yang sama diperoleh harga K untuk CH3COOH dalam CHCl3 dan CH3COOH dalam H2O dengan pemanasan ataupun tanpa perubahan suhu (25oC) maupun dengan perubahan suhu (35oC) pada tabel 5.6.3 dan 5.6.4

Tabel 5.6.3. Harga K rata-rata antara lapisan organik dan lapisan anorganik tanpa pemanasan 25oC

Lapisan Organik Lapisan anorganik K 0,0259 0,0320 0,0436 0,0575 0,0829 0,7804 0,9442 1,0201 1,1034 1,2551 0,0332 0,0339 0,0427 0,0521 0,06600456 , 0 5 0660 , 0 0521 , 0 0427 , 0 0339

(36)

36 , 0 0332 , 0 K rata rata = + + + + = −

Lapisan Organik Lapisan anorganik K 0,0113 0,0197 0,0310 0,0338 0,0545 0,1434 0,2489 0,3569 0,4409 0,4948 0,0788 0,0791 0,0869 0,0767 0,1101 0863 , 0 5 1101 , 0 0767

(37)

, 0 0869 , 0 0791 , 0 0788 , 0 K rata rata = + + + + = − 5.7.Grafik 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0 0.5 1 1.5 N Lapisan Organik KoefisienDi stribusi Suhu 25 C Suhu 35 C

Grafik 5.7.1. Hubungan antara lapisan organik dengan lapisan anorganik pada suhu 25oC. 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0 0.2 0.4 0.6 N Lapisan Organik KoefisienDi stribusi Suhu 35 C Suhu 25 C

Grafik 5.7.2. Hubungan antara lapisan organik dengan lapisan anorganik pada suhu 35oC.

5.8.Pembahasan

Dalam buku Perry’s Chemical Hand book edisi 5 pada tabel 15.5 diperoleh harga K pada suhu 25oC adalah 0,0865 sedangkan pada percobaan didapatkan harga K sebesar 0,0456. Harga K percobaan yang kami peroleh lebih kecil dibanding dengan harga K secara teori, hal ini disebabkan karena kurangnya ketelitian dalam menimbang zat yang yang akan dianalisis, memipet volume larutan yang diambil dalam analisa tersebut, volume titran yang banyak keluar pada saat titrasi berlangsung serta penyimpanan zat yang mudah menguap karena tutup yang kurang rapat.

(38)

38

Dalam buku Perry’s Chemical Hand book edisi 5 pada tabel 15.5 diperoleh harga K pada suhu 35oC adalah 0,1088 sedangkan pada percobaan harga K yang kami peroleh sebesar 0,0863. Untuk harga Krata-rata pada suhu 35oC ini belum

sesuai dengan teori. Harga K percobaan yang kami peroleh lebih kecil dibanding dengan harga K secara teori, penyimpangan ini disebabkan karena kurangnya ketelitian dalam menimbang zat yang yang akan dianalisis, memipet volume larutan yang diambil dalam analisa tersebut, volume titran yang banyak keluar pada saat titrasi berlangsung serta penyimpanan zat yang mudah menguap karena tutup yang kurang rapat.

Pada grafik 5.7.1. diperoleh harga K tanpa pemanasan (25oC) lebih kecil daripada harga K dengan pemanasan (35oC). Hal ini sesuai dengan teori yang menyebutkan bahwa semakin tinggi temperatur, maka harga koefisien distribusi yang di dapat semakin besar.

5.9.Kesimpulan

1. Harga Krata-rata dari hasil percobaan pada suhu 25oC adalah 0,0456 dan pada

suhu 35oC adalah 0,0863.

2. Semakin tinggi suhu maka koefisien distribusinya semakin besar.

Praktikum Koefisien Distribusi

Download this Document for FreePrintMobileCollectionsReport Document

Report this document?

Please tell us reason(s) for reporting this document

Top of Form

4da6903523de8cf8

doc

Spam or junk

Porn adult content

Hateful or offensive

If you are the copyright owner of this document and want to report it, please follow

these

directions

to submit a copyright infringement notice.

Report

Cancel

Bottom of Form

This is a private document.

Info and Rating

Reads:

10,968

Uploaded:

07/07/2009

Category:

School Work

>

Study Guides, Notes, & Quizzes

Rated:

(39)

0 5 false false 0

Copyright:

Attribution Non-commercial

beberapa senyawa

padat

distribusi beberapa

distribusi karbon

pembahasan distribusi

grafik distribusi

(

more

)

beberapa senyawa

padat

distribusi beberapa

distribusi karbon

pembahasan distribusi

grafik distribusi

karbon anorganik

fisika distribusi

distribusi pelarut

tidak campur

pengeertian

tetapan koefisien

(

fewer

)

Follow

aggagita

Share & Embed

PreviousNext

1. p.

p.

2.

(40)

40

p.

3. p.

p.

4. p.

(41)

p.

5. p.

p.

6. p.

(42)

42

p.

7. p.

More from this user

PreviousNext

1. 558 p.

6 p.

21 p.

2.

(43)

20 p.

18 p.

20 p.

3. 20 p.

21 p.

20 p.

4. 32 p.

(44)

44

167 p.

18 p.

5. 1 p.

1 p.

3 p.

6. 8 p.

7 p.

(45)

6 p.

7. 11 p.

4 p.

20 p.

8. 7 p.

20 p.

(46)

46

18 p.

9. 20 p.

Recent Readcasters

Add a Comment

Top of Form 4da6903523de8cf8

Submit

Characters: 400

document_comme 4gen Bottom of Form

(47)

KIMIA FISIKA 1 2 SKS

Tujuan Pembelajaran: Setelah mengikuti mata kuliah Kimia Fisika 1, mahasiswa mampu: 1. Memahami prinsip, hukum dan teori kimia sika.

2. Menyelesaikan masalah yang menyangkut gejala kimia sika.

3. Bekerja dalam kelompok.

Silabus: Dalam kuliah Kimia Fisika 1, akan diba- has topik berikut:

1. Mekanika kuantum 2. Keadaan Gas

3. Larutan Elektrolit dan Non-Elektrolit Prasyarat: ENG 110, Kimia Dasar Buku ajar:

1. Maron, S.M. & J.B. Lando, Fundamental of Physical Chemistry, Macmillan Publishing Co. Inc., New York, 1974.

2. Barrow, G.M., Physical Chemistry, McGraw- Hill, 1996.

3. Atkins, P.W., Kimia Fisika, jilid 1 dan 2, Pener- bit Erlangga.

4. Alberty and Daniels, Physical Chemistry, John Willey, Singapore, 1983

CHS120803 KIMIA ORGANIK 1 2 SKS

Tujuan pembelajaran : Mahasiswa mampu

menggunakan aturan dan simbol kimia organik untuk menamai dan menggambarkan struktur, menjelaskan hubungan struktur dengan sifat-

sifat sika dan kereaktifan kimia senyawa-se-

nyawa organik terutama yang banyak digunakan dalam industri kimia, minyak dan gas bumi, dan menjelaskan beberapa mekanisme reaksi kimia organik, khususnya reaksi radikal, reaksi adisi elektrolik dan reaksi substitusi aromatik pada

senyawa alkana, alkena, benzena.

Silabus : Tata nama senyawa organik : alkana,

sistim E,Z stereokimia, kiralitas, sistim R/S. Menggambarkan struktur Lewis & struktur 3D: ikatan ionik dan kovalen., muatan formal, orbital atom, molekul, hibridasi, Hubungan

struktur dan sifat sika : interaksi non-kovalen. Hubungan struktur dan reaktitas kimia : reso- nansi, asam basa, stabilitas karbokation. Dasar- dasar reaksi dan mekanismenya : reaksi radikal, perengkahan (cracking), reaksi adisi elektrolik pada alkena, reaksi polimerisasi, reaksi substitusi eletrolik aromatik pada benzena.

Prasyarat : - Buku ajar:

1. Fesseden, alih bahasa: A.Hadiyana Pujat- maka, Kimia Organik, edisi Kedua Erlangga 1986 2. Morrison, RT and Boyd, RN, Organic Chemis-

try, 3 rd, Prentice Hall 1978. 3. Hand out.

(48)

48

Elektrokimia

Belum Diperiksa

Langsung ke: navigasi, cari

Baterai asam-timbal

Elektrokimia adalah ilmu yang mempelajari aspek

elektronik

dari reaksi kimia. Elemen yang

digunakan dalam

reaksi

elektrokimia dikarakterisasikan dengan banyaknya

elektron

yang

dimiliki. Elektrokimia secara umum terbagi dalam dua kelompok, yaitu

sel galvani

dan

sel

elektrolisis

.

Elektrokimia

Belum Diperiksa

Baterai asam-timbal

Elektrokimia adalah ilmu yang mempelajari aspek

elektronik

dari reaksi kimia. Elemen yang

digunakan dalam

reaksi

elektrokimia dikarakterisasikan dengan banyaknya

elektron

yang

dimiliki. Elektrokimia secara umum terbagi dalam dua kelompok, yaitu

sel galvani

dan

sel

elektrolisis

.

Fotokimia

(49)

Belum Diperiksa

Ilustrasi spektrum elektromagnetik. Terlihat spektrum tampak berikut wilayah ultraungu dan inframerah.

Fotokimia adalah bagian dari ilmu

kimia

yang mempelajari interaksi antara

atom

,

molekul

kecil,

dan

cahaya

(atau

radiasi elektromagnetik

). Sebagaimana disiplin ilmu lainnya, fotokimia

menggunakan sistem satuan

SI

atau metrik. Unit dan

konstanta

yang sering dipergunakan antara

lain adalah meter, detik,

hertz

,

joule

,

mol

,

konstanta gas

R, serta

konstanta Boltzmann

. Semua

unit dan konstanta ini juga merupakan bagian dari bidang

kimia fisik

.

18

/ 18

Sections not available

Zoom Out

Zoom In

Fullscreen

Exit Fullscreen

Select View Mode

View Mode BookSlideshowScroll Top of Form Search within Bottom of Form Readcast Add a Comment

(50)

50

Reading should be social! Post a message on your social networks to let others know what you're reading. Select the sites below and start sharing.

Readcast this Document

Top of Form

4da6903523de8cf8

Login to Add a Comment

Submit 4gen

Bottom of Form

Share & Embed Add to Collections

Download this Document for Free

Auto-hide: off

BAB V

KOEFISIEN DISTRIBUSI 5.1.Tujuan Percobaan 1.

Menentukan koefisien distribusi. 2.

Menetukan pengaruh suhu terhadap besarnya koefisien distribusi. 5.2.Tinjaun Pustaka

(51)

Pada sistem heterogen, reaksi berlangsung antara dua fase atau lebih. Jadi pada sistem heterogen dapat dijumpai reaksi antara padat dan gas, atau antara padat dan cairan. Cara yang paling mudah untuk menyelesaikan persoalan pada sistem heterogen adalah menganggap komponen-komponen dalam reaksi bereaksi pada fase yang sama.

Kesetimbangan heterogen ditandai dengan adanya beberapa fase. Antara lain fase kesetimbangan fisika dan kesetimbangan kimia. Kesetimbangan heterogen dapat dipelajari dengan 3 cara :

a.

Dengan mempelajari tetapan kesetimbangannya, cara ini digunakan untuk kesetimbangan kimia yang berisi gas

b.

Dengan hukum distribusi nerst, untuk kesetimbangan suatu zat dalam 2 pelarut.

c.

Dengan hukum fase, untuk kesetimbangan yang umum.

(Soekarjo, “Kimia Fisika”, hal. 234 )

Hal-hal yang mempengaruhi kesetimbangan : 1. Pengaruh perubahan konsentrasi

Perhatikan sistem keseimbangan sebagai berikut: 2SO2+ O2

2 SO3

Bila ke dalam sistem ditambahkan gas oksigen, maka posisi keseimbangan akan bergeser untuk menetralkan efek penambahan oksigen.

2. Pengaruh tekanan

Bila tekanan dinaikkan, keseimbangan akan bergeser ke kiri yaitu mengarah pada pembentukan NO2. Dengan bergesernya ke kiri, maka volume akan berkurang sehingga akan mengurangi efek kenaikkan tekanan.

(52)

52

Reaksi pembentukan bersifat endotermik dan eksotermik. Jika suhu dinaikkan, maka keseimbangan akan bergeser ke kanan, kearah reaksi yang endotermik sehingga pengaruh kenaikkan suhu dikurangi.

Satu jenis kesetimbangan heterogen yang penting melibatkan pembagian suatu spesies terlarut antara dua fase pelarut yang tidak dapat bercampur. Misalkan dua larutan tak tercampur seperti air dan karbon tetraklorida dimasukkan kedalam bejana. Larutan-larutan ini terpisah menjadi dua fase dengan zat cair yang kerapatannya lebih rendah, dalam hal ini air berada dibagian atas larutan satunya. Contoh penggunaan hukum distribusi dalam kimia yaitu dalam proses ekstraksi dan proses kromatografi.

(Oxtoby, Gillis, “Prinsip-prinsip kimia modern edisi 4 jilid 1”, hal : 339-340)

Persamaan hukum distribusi : GA = GAo + RT ln aA

GB = GBo + RT ln aB

Dalam kesetimbangan maka, GA = GB GAo + RT ln aA = GBo + RT ln aB oA oB B A G G a a ln RT − = K a a K RTG

(53)

G a a ln B A oB oA B A = ⇒ = − = Dimana :GA dan GB

= Tenaga bebas zat terlarut dalam pelarut A dan B GAo dan GBo

= Tenaga bebas Gibbs A dan B R = Konstanta T = suhu aA dan aB = konsentrasi A dan B

Bila larutan encer atau zat terlarut bersifat ideal maka aktifasi (a) dapat diganti C, hingga :

K CC

AA=

Dimana : K = koefisien distribusi CA

= konsentrasi zat terlarut pada pelarut organik CB

= konsentrasi zat terlarut pada pelarut anorganik

(Sukardjo,”Kimia Fisika”, hal. 242)

Hukum distribusi adalah suatu metode yang digunakan untuk

(54)

54 dalam pelarut lain diketahui, asalkan kedua pelarut tidak tercampur sempurna

satu sama lain.

(S. K. Dogra & S. Dogra, “Kimia Fisika dan Soal-soal”, hal : 604)

faktor-faktor yang mempengaruhi koefisien distribusi diantaranya: 1. Temperatur yang digunakan.

Semakin tinggi suhu maka reaksi semakin cepat sehingga volume titrasi menjadi kecil, akibatnya berpengaruh terhadap nilai k.

2. Jenis pelarut.

Apabila pelarut yang digunakan adalah zat yang mudah menguap maka akan sangat mempengaruhi volume titrasi, akibatnya berpengaruh pada perhitungan nilai k.

3. Jenis terlarut.

Apabila zat akan dilarutkan adalah zat yang mudah menguap atau higroskopis, maka akan mempengaruhi normalitas (konsentrasi zat tersebut), akibatnya mempengaruhi harga k.

4. Konsentrasi

Makin besar konsentrasi zat terlarut makin besar pula harga k.

(anonymous, http://www.chemicamp.blogspot.com)

Harga K berubah dengan naiknya konsentrasi dan temperatur. Harga K tergantung jenis pelarutnya dan zat terlarut. Menurut Walter Nersnt, hukum diatas hanya berlaku bila zat terlarut tidak mengalami disosiasi atau asosiasi, hukum di atas hanya berlaku untuk komponen yang sama. Hukum distribusi banyak dipakai dalam proses ekstraksi, analisis dan

penentuan tetapan kesetimbangan. Dalam laboratorium ekstraksi dipakai untuk mengambil zat-zat terlarut dalam air dengan menggunakan pelarut- pelarut organik yang tidak bercampur seperti eter, CHCl3, CCl4, dan benzene.

Dalam industri ekstraksi dipakai untuk menghilangkan zat-zat yang tidak disukai dalam hasil, seperti minyak tanah, minyak goreng dan sebagainya.

(Sukardjo,”Kimia Fisika”, hal : 242-245)

Hukum Distribusi Nernst ini menyatakan bahwa solut akan mendistribusikan diri di antara dua pelarut yang tidak saling bercampur, sehingga setelah kesetimbangan distribusi tercapai, perbandingan konsentrasi solut di dalam kedua fasa pelarut pada suhu konstan akan merupakan suatu tetapan, yang disebut koefisien distribusi (KD), jika di dalam kedua fasa pelarut tidak terjadi reaksi-reaksi apapun. Akan tetapi, jika solut di dalam kedua fasa pelarut mengalami reaksi-reaksi tertentu seperti assosiasi, dissosiasi, maka akan lebih berguna untuk merumuskan besaran yang

(55)

menyangkut konsentrasi total komponen senyawa yang ada dalam tiap-tiap fasa, yang dinamakan angka banding distribusi (D).

(www. FMIPA Universitas Negeri Malang\MIPA\ Distribusi nerst 1998a.mht, 5/27/09,09.35 )

Contoh dalam penggunaan koefisien distribusi dalam teknik kimia yaitu pada aplikasi sel elektrik (sel daniel). Dimana dapat dilihat pada gambar berikut:

(56)

56

V

Anoda tembaga pH meter

(57)

Katoda seng Jembatan garam Zn2+(aq) 1.0 M Cu2+(aq) 1.0 M

Pada sel elektrik seperti gambar diatas elektron akan mengalir dari anoda tembaga ke katoda seng. Hal ini akan menimbulkan perbedaan potensial antara kedua elektroda. Perbedaan potensial akan mencapai maksimum ini dinamakan GGL sel atau Ese. Nilai Esel bergantung pada berbagai faktor. Bila konsentrasi larutan seng dan tembaga adalah 1.0 M dan suhu system 298oK (25oC), Esel berada dalam keadaan standart dan diberi simbol Eosel.

Salah satu faktor yang mempengaruhi Esel dalah konsentrasi. Persamaan

yang menghubungkan konsentrasi dengan Esel dinamakan persamaan nernst.

Bentuk persamaan tersebut adalah sebagai berikut: Es e l = Eo sel - ... a a ... a a ln nF RT bB aA dD cC ,... a , a , a , a dD cC

(58)

58

bB aA

adalah aktivitas dipangkatkan dengan koefisien reaksi F = konsentrasi faraday

n = jumlah elektron yang dipertukarkan dalam reaksi redoks.

(Bird Tony,1987, Penuntun Praktikum Kimia Fisik untuk Universitas, Hal: 67-68)

5.3.Alat dan Bahan

Gb.V.2.1. sel elektrik (sel Daniel)

A. Alat-alat yang digunakan : - batang pengaduk - beakerglass - botol aquadest - buret - corong kaca - corong pemisah - Erlenmeyer - gelas arloji - gelas ukur - karet penghisap - labu ukur - pipet tetes - pipet volume -

statif dan klem -

termometer -

waterbath

B. Bahan-bahan yang digunakan -

(59)

aquadest (H2O) - asamasetat (CH3COOH) - asamoksalat (H2C2O4.2H2O) - indikator phenolphthalein (C20H14O4) - kloroform (CHCl3) - natriumhidroksida (NaOH) 5.4.Prosedur Percobaan

A. Menentukan koefisien distribusi. -

-

Menyediakan 5 buah Erlenmeyer dan masing-masing diisi dengan asamasetat 1 N sebanyak 2, 4, 6, 8, dan 10 mL.

-

Memasukkan aquadest ke dalam Erlenmeyer tersebut sebanyak 10, 8, 6, 4, dan 2 mL.

-

Memasukkan larutan tersebut ke dalam corong pemisah, membiarkannya hingga membentuk 2 lapisan kemudian memisahkannya.

-

Masing-masing lapisan diukur volumenya, kemudian menitrasinya dengan NaOH yang telah distandardisasi.

B. Pengaruh suhu terhadap koefisien distribusi. -

-

Menyediakan 5 buah Erlenmeyer dan masing-masing diisi dengan asamasetat 1 N sebanyak 2, 4, 6, 8, dan 10 mL.Memasukkan aquadest ke dalam Erlenmeyer tersebut sebanyak 10, 8, 6, 4, dan 2 mL.

(60)

60

-

Memanaskan campuran tersebut dalam waterbath sampai 35°C.

-

Memisahkan campuran tersebut dengan menggunakan corong pemisah. -

Mengeluarkan masing-masing lapisan dan mengukur volumenya, menitrasinya dengan NaOH yang telah distandardisasi dengan menggunakan indikator pp.

5.5.Data Pengamatan

A. Standardisasi NaOH dengan asamoksalat

Tabel 5.5.1. Data standardisasi larutan NaOH dengan asamoksalat No

Volume Asam oksalat (mL) Volume NaOH (mL) 1. 2. 3. 10 10 10 13,1 11,3 11,1

(61)

B. Penentuan volume titrasi antara CH3COOH dalam H2O dan CH3COOH

dalam CHCl3

Tabel 5.5.2 Data volume titrasi antara CH3COOH dalam H2O dan

CH3COOH dalam CHCl3

tanpa perubahan temperatur (25°C) Vol. Air (mL) Volume CH3COOH (mL) Volume CHCl3 (mL) Lapisan atas (CH3COOH dan H2O) Lapisan bawah (CH3COOH dan CHCl3) Vlapisan (mL) Vtitrasi (mL)

(62)

62 Vlapisan (mL) Vtitrasi (mL) 10 8642 2468 10 10 10 10 10 10 13,5 12,5 12,3 12 11,6 62,3 69,8 74,2 78,3 86,1 8,5 9,5 9,7 10 10,4 1,3 1,8 2,5 3,4 5,1

Tabel 5.5.3 Data volume titrasi antara CH3COOH dalam H2O dan CH3COOH dalam CHCl3 dengan perubahan temperatur (35°C)

(63)

(64)

(65)

(66)

66 Vol. Air (mL) Volume CH3COOH (mL) Vol. CHCl3 (mL) Lapisan atas (CH3COOH dan H2O) Lapisan bawah (CH3COOH dan CHCl3) Vlapisan (mL) Vtitrasi (mL) Vlapisan (mL) Vtitrasi (mL) 10 8642 2468 10 10 10 10 10 10 12,5 12,5 14,5 14 13,5 10,6 18,4 30,6 36,5 39,5 999

(67)

8,5 9 0,6 1,05 1,65 1,7 2,9 5.6.Hasil Perhitungan

A. Membuat larutan NaOH 0,2 N sebanyak 500 mL V 1000 BE W N NaOH NaOH NaOH × = 0, 2 N = V 1000 x 40 WNaOH W = 4 gram

Jadi, untuk membuat larutan NaOH 0,17 N sebanyak 500 mL adalah dengan menimbang 4 gram NaOH, kemudian melarutkannya dengan aquadest hingga volumenya 500 mL dalam labu ukur. B. Membuat larutan asamoksalat 0,2 N sebanyak 50 mL

N O .2H O C H 2 4

(68)

68 2 2 = V 1000 BE W O .2H O C H O .2H O C H 2 4 2 2 2 4 2 2 × 0,2 N = 50 1000 63 W O H 2 . O C H 2 4 2 2 × W

(69)

O 2 .2H 4 O 2 C 2 H = 0,63 gram

Jadi untuk membuat larutan asamoksalat 0,2 N sebanyak 50 mL dengan menimbang 0,63 gram asamoksalat, kemudian melarutkannya dengan aquadest hingga volumenya 50 mL dalam labu ukur. C. Membuat larutan asamasetat 1 N sebanyak 250 mL

dimana : COOH CH3 ρ = 1,049 gr/mL V2CH3COOH = 250 mL N2CH3COOH = 1 N BECH3COOH = 60 gr/mol Konsentrasi = 99,9 % N COOH CH3 = COOH CH3 BE 10 ρ % × × =

(70)

70 60 1000 049 , 1 99 , 0 × × = 60951 , 1047 N = N 4658 , 17 V 1 × N 1 = V 2 × N 2 V1× 17,4658 = 250× 1 V1 = 14,2891 mL

Jadi, untuk membuat larutan asamasetat 1 N sebanyak 250 mL dengan cara memipet 14,2891 mL asamasetat kemudian melarutkannya dengan aquadest hingga volumenya 250 mL dalam labu ukur. D. Standardisasi NaOH dengan asamoksalat

Vtitrasi rata-rata =

(

)

mL 83

(71)

, 11 3 mL 11,1 11,3 13,1 = + +

Menentukan konsentrasi larutan NaOH (V . N)NaOH = (V . N)H2C2O4 11,83 mL x NNaOH = 10 x 0,2 NNaOH = 0,1691 N

Jadi normalitas NaOH hasil standardisasi adalah 0,1691 N E. Menentukan normalitas larutan CH3COOH

V1 x N1 = V2 x N2

dimana : V1

= volume lapisan atas V2

= volume titrasi lapisan atas N1

= normalitas lapisan atas N2 = normalitas NaOH V1 x N1 = V2 x N2 13,5 x N1 = 62,3 x 0,1691 N1 = 0,7804 N

(72)

72

Dengan cara yang sama diperoleh normalitas untuk lapisan atas dan lapisan bawah baik dengan perubahan suhu (25oC) maupun dengan perubahan suhu (35oC) pada tabel berikut :

CH3COOH dalam CHCl3 tampa pemanas ( 25oC)

Lapisan atas

(CH3COOH dan H2O)

Lapisan bawah

(73)

(74)

74 Vlapisan (mL) Vtitrasi (mL) Normalitas (N) Vlapisan (mL) Vtitrasi (mL) Normalitas (N) 13,5 12,5 12,3 12 11,6

(75)

62,3 69,8 74,2 78,3 86,1 0,7804 0,9442 1,0201 1,1034 1,2551 8,5 9,5 9,7 10 10,4 1,3 1,8 2,5 3,4 5,1 0,0259 0,0320 0,0436 0,0575 0,0829

CH3COOH dalam CHCl3 dengan perubahan suhu ( 35oC)

Lapisan atas (CH3COOH dan H2O) Lapisan bawah (CH3COOH dan CHCl3) Vlapisan (mL) Vtitrasi (mL) Normalitas (N) Vlapisan (mL) Vtitrasi (mL) Normalitas (N) 12,5 12,5 14,5 14 10,6 18,4 30,6 36,5

(76)

76 0,1434 0,2489 0,3569 0,4409 999 8,5 0,6 1,05 1,65 1,7 0,0113 0,0197 0,0310 0,0338

(77)

(78)

78 13,5 39,5 0,4948 9 2,9 0,0545

F. Menentukan harga koefisien distribusi K = anorganik lapisan organik lapisan NN O) H COOH (CH ) CHCl COOH (CH 2 3 3 3 N N + +

(79)

= 7804 , 0 0259 , 0 = = 0,0332

Dengan cara yang sama diperoleh harga K untuk CH3COOH dalam CHCl3 dan CH3COOH dalam H2O dengan pemanasan ataupun tanpa perubahan suhu (25oC) maupun dengan perubahan suhu (35oC) pada tabel 5.6.3 dan 5.6.4

Lapisan Organik Lapisan anorganik K 0,0259 0,0320 0,0436 0,0575 0,0829 0,7804 0,9442 1,0201 1,1034 1,2551 0,0332 0,0339 0,0427 0,0521 0,06600456 , 0 5 0660 , 0 0521 , 0 0427

(80)

80 , 0 0339 , 0 0332 , 0 K rata rata = + + + + = −

(81)

(82)

82

Lapisan Organik Lapisan anorganik K 0,0113 0,0197 0,0310 0,0338 0,0545 0,1434 0,2489 0,3569 0,4409 0,4948 0,0788 0,0791 0,0869 0,0767 0,1101 0863 , 0 5 1101 , 0 0767

(83)

, 0 0869 , 0 0791 , 0 0788 , 0 K rata rata = + + + + = − 5.7.Grafik 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0 0.5 1 1.5 N Lapisan Organik KoefisienDi stribusi Suhu 25 C

(84)

84

Suhu 35 C

Grafik 5.7.1. Hubungan antara lapisan organik dengan lapisan anorganik pada suhu 25oC. 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0 0.2 0.4 0.6 N Lapisan Organik KoefisienDi stribusi Suhu 35 C Suhu 25 C

Grafik 5.7.2. Hubungan antara lapisan organik dengan lapisan anorganik pada suhu 35oC.

5.8.Pembahasan

Dalam buku Perry’s Chemical Hand book edisi 5 pada tabel 15.5 diperoleh harga K pada suhu 25oC adalah 0,0865 sedangkan pada percobaan didapatkan harga K sebesar 0,0456. Harga K percobaan yang kami peroleh lebih kecil dibanding dengan harga K secara teori, hal ini disebabkan