LAPORAN PRAKTIKUM TERMODINAMIKA SEMESTER GENAP 2021/2022
VOLUME MOLAR PARSIAL
NAMA : Fadhilah Amelia NIM : 2010208002
Dosen : Ravensky Yurianty Pratiwi, S.Pd M,Si
LABORATORIUM IPA
FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI RADEN FATAH
2022
VOLUM MOLAR PARSIAL I. TUJUAN
Menentukan volum molal parsial dari komponen penyusun larutan II. DASAR TEORI
Akuades atau air mempunyai rumus kimia H2O. Air tidak bersifat korosif, iritasi, permeator ataupun sensitif untuk mata, kulit, atau menelan. Akuades juga tidak berbahaya jika terhirup. Akuades tidak memiliki efek karsinogenik dan mutagenic. Bahan ini tidak mudah terbakar ataupun meldak. Akuades merupakan senyawa netral yang memiliki pH 7, tidak berbau dan tidak berwarna serta tidak berasa. Air mempunyai titik didih 100 C dan merupakan senyawa yang stabil (Anonim, 2015)
Natrium klorida, juga dikenal dengan garam dapur atau halit, adalah senyawa kimia dengan rumus kimia NaCl. Senyawa ini adalah garam yang paling mempengaruhi salinitas laut dan cairan eksraseluler pada banyak organisme multiseluler. Massa molar 58,44 g/mol, tidak berwarna/berbentuk kristal putih, densitas 2,16 g/cm3, titik leleh 801 C ( 1074 K) titik didih 1465 C (1738 K), kelarutan dalam air 35,9 g/100mL (25 C). Larutan ini berbahaya pada kontak mata dan kulit. Kontak langsung dengan mat dapaty ditangani dengan membasuh mata dengan air mengalir dan mata terbula terus menerus dalam waktu 15 menit. Pada kontak kulit dapat segera dibasuh dengan air dingin sekurang – kurangnya 15 menit. Pakain atau sepatu yang terkena harus dikeluarkan dan dibersihkan sebelum digunakan kembali.
Ammonium klorida susunannya terdiri atas butir – butir cair / pada di dalam suatu gas. Ammonium klorida ini dapat digunakan sebagai obat pembunuh serangga dalam pertanian dan perkebunan. Ammonium klorida dapat menyebabkan iritasi pada saluran pernafasan, dan iritasi pada saluran pencernaan sehingga menyebabkan diare. Kontak langsung dengan mata dapat ditangani dengan membasuh mata dengan air mengalir dan mata terbuka terus menerus dalam waktu 15 menit. Pada kontak kulit dapat segera dibasuh dengan air dingin sekurang –
kurangnya 15 menit. Pakaian atay sepatu yang terkena harus dikeluarkan dan dibersihkan sebelum digunakan kembali. Terkena kulit segera basuh dengan air selama 15 menit
Campuran merupakan kmpulan dua materi atau lebih yang dapat dipisahkan dengan proses fisika. Campuran memiliki komposisi yang beragam dan perbandingan yang tidak tetap, terbentuk melalui proses fisika, dapat dipisahkan dengan proses fisika ( seperti filtrasi, evaporasi, dan distilasi) setiap komponen pada campuran homogen tidak memiliki batas sehingga tidak dapat dibedakan senyawa penyusunnya. Zat penyusun pada campuran homogen memiliki sifat yang sama dan merata dalam segala hal, seperti kesamaan rasa, massa jenis, warna dan bau.
Campuran homogen disebut juga larutan, yang terdiri dari zat terlarut dan pelarut. Jumlah zat pelarut lebih banyak dari pada zat terlarut.
Apabila suatu volume yang besar dari air murni ditambhkan 1 mol H2O maka volumenya bertambah 18 cm3 dan kita dapat mengatakan bahwa 18cm3 mol-1 adalah volume molar air murni. Walaupun mengatakan demikian, jika kita menambahkan 1 mol H2O ke dalam etanol murni yang volumenya besarr maka pertambahan volume hanya 14 cm3. Alasan dari perbedaan kenaikan volume ini adalah volume yang ditempati oleh sejumlah tertentu molekul air bergantung pada molekul – molekul yang mengelilinginya. Begitu banyak etanol yang ada sehingga setiap molekil H2O dikelilingi oleh etanol murni, kumpulan molekul – molekul ini menyebabkan etanol hanya menempati ruang sebesar, 14 cm3, kuantitas 14 cm3 mol-1 adalah volume molar parsial air dalam etanol murni, yaitu volume campuran yang dapat dianggap berasal dari suatu komponen
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 molecular dan perubahan gaya-gaya yang bekerja antar molekul inilah yang menghasilkan variasi sifat termodinamika campuran jika komposisinya berubah. Volume molar parsial VJ dari suatu zat J
pada beberapa komponen umum didefinisikan secara formal sebagai berikut.
C. Vj = P, t, n¢ ……….( 1 )
Dengan nJ sebagai jumlah (jumlah mol) J dan subskrip n’
menunjukkan bahwa jumlah zat lain tetap. Volume molar parsial adalah kemiringan grafik volume total, ketika jumlah J berubah, sedangkan tekanan, temperature, dan jumlah komponen lain tetap. Nilainya bergantung pada komposisi, seperti yang kita lihat untuk air dan etanol.
Definisi ini menunjukkan bahwa ketika komposisi campuran berubah sebesar penambahan dnA zat A dan dnB zat B, maka volume total campuran berubah sebesar
D. dV = p,T, nB dnA p,T, nA
dnB = VA dnA + VB dnB ……..(2)
(Atkins, 1994)
Faktor – Faktor yang mempengaruhi perubahan volume molar parsial adalah adanya perbedaan antara gaya intermolekular pada larutan dan pada komponen murni penyusun larutan tersebut, dan adanya perbedaan antara bentuk dan ukuran molekul suatu larutan dan pada komponen murni penyusun larutan tersebut. Ada tiga sifat termodinamik molal parsial utama, yakni: (i) volume molal parsial dari komponen- komponen dalam larutan (juga disebut sebagai panas differensial larutan), (ii) entalpi molal parsial, dan (iii) energi bebas molal parsial (potensial kimia). Sifat-sifat ini dapat ditentukan dengan bantuan (i) metode grafik, (ii) menggunakan hubungan analitik yang menunjukkan V dan ni, dan (iii) menggunakan suatu fungsi yang disebut besaran molal nyata (Rao dan Fasad, 2003)
III. ALAT DAN BAHAN 1. Alat
a. Piknometer
b. Labu takar 100 mL c. Erlenmeyer 250 mL
d. Gelas Piala 200 mL dan 100 mL e. Pipet Ukur 100 mL
f. Pengaduk Kaca 2. Bahan
a. NaCl b. NH4Cl c. Aquades
IV. PROSEDUR KERJA 1. NaCl
a. Mengencerkan NaCl 3 M dengan pelarut air pada labu ukur 50 mL dengan variasi konsentrasi 1,5 M ; 0,750 M ; 0,500 M ; 0,375 M
b. Menimbang piknometer kosong
c. Menimbang piknometer yang diisi penuh dengan aquades, dicatat massa dan suhunya
d. Menimbang piknometer yang diisi penuh dengan NaCl berbagai konsentrasi dimulai dari konsentrasi terendah, dicatat massanya
e. Mencatat temperatur didalam piknometer setiap penimbangan f. Melakukan duplo pengukuran
2. NH4Cl
a. Mengencerkan NH4Cl 3 M dengan pelarut air pada labu ukur 100 mL denganvariasi konsentrasi 0,5 M ; 0,25 M ; 0,16 M ; 0,125 M.
b. Menimbang piknometer kosong
c. Menimbang piknometer yang diisi penuh dengan aquades, dicatat massa dan suhunya
d. Menimbang piknometer yang diisi penuh dengan NaCl berbagai konsentrasi dimulai dari konsentrasi terendah, dicatat massanya
e. Mencatat temperatur didalam piknometer setiap penimbangan
f. Melakukan duplo
V. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Hasil
1. NaCl
a. Pengenceran 1,5 M NaCl M1 . V1 = M2 . V2
3 . V1 = 1, 5 . 150 V1 = 225
3 V1 = 75
b. Pengenceran 0,750 M NaCl M1 . V1 = M2 . V2
3 . V1 = 0,750. 150 V1 = 112,5
3 V1 = 37,5
c. Pengenceran 0,500 M NaCl M1 . V1 = M2 . V2
3 . V1 = 0,500 . 150 V1 = 75
3 V1 = 25
d. Pengencean 0,375 M NaCl
M1 . V1 = M2 . V2
3 . V1 = 0, 375 . 150 V1 = 56,25
3 V1 = 18,75
e. Berat Jenis larutan 1,5M d = d0(W−We)
(W0−We)
d = 0,99(81,395−22,34) (77,84−22,34) d = 1,0528
f. Berat Jenis larutan 0,75 M d = d0
(
W−We)
(
W0−We)
d = 0,99(79,76−22,34) (77,84−22,34) d = 1,0242
g. Berat jenis larutan 0,5 M d = d0
(
W−We)
(
W0−We)
d = 0,99(78,845−22,34) (77,84−22,34) d = 1,0079
h. Berat jenis larutan 0,375 M d = d0
(
W−We)
(
W0−We)
d = 0,99(78,715−22,34) (77,84−22,34) d = 1,0056
i. Molalitas larutan 1,5 M m =
1 d
M− M2 1000
m =
1 1,0582
1,5 −58,5 1000 m = 1,5544
j. Molalitas larutan 0,75 M m =
1 d
M− M2 1000 m =
1 1,0242
0,75 −58,5 1000 m = 0,7650
k. Molalitas larutan 0,5 M m =
1 d
M− M2 1000 m =
1 1,0079
0,5 −58,5 1000 m = 0,6989
l. Molalitas larutan 0,375 M m =
1 d
M− M2 1000 m =
1 1,0056
0,375 − 58,5 1000 m = 0,3812
m. Volume molal semu zat terlarut 1,5 M
Ø = M2−
(
M2−1000m) (WW0−W−W0e)
d
Ø = 58,5−
(
58,5−1,55441000)(
81,39577,84−22,34−77,84)
1,0528 Ø = 91,1183
n. Volume molal semu zat terlarut 0,75 M
Ø = M2−
(
M2−1000m) (WW0−W−W0e)
d
Ø = 58,5−
(
58,5−0,76501000)(
79,7677,84−77,84−22,34)
1,0242
Ø = 99,1795
o. Volume molal semu zat terlarut 0,5 M
Ø = M2−
(
M2−1000m) (WW0−W−W0e)
d
Ø = 58,5−
(
58,5−0,69891000)(
78,845−77,84 77,84−22,34)
1,0079 Ø = 82,6856
p. Volume Molal semu zat terlarut 0,375
Ø = M2−
(
M2−1000m) (WW0−W−W0e)
d
Ø = 58,5−
(
58,5−0,38121000)(
78,715−77,84 77,84−22,34)
1,0056 Ø = 98,2171
q. Massa piknometer kosong = 22,34 gr
r. Massa piknometer yang diisi penuh aquades = 77, 84 gr s. Suhu = 29 ( diisi dengan aquades)
t. Tabel Pengamatan
Konsentrasi Massa rata rata
d ( g/Ml)
m (molal)
Ø (mL/mol)
V1
mL/mol
V2
mL/mol
0,375 M 78,715 1,0056 0,3812 98,2171 18,75 150
0, 500 M 78,845 1,0079 0,6989 82,6856 25 150
0, 750 M 79,76 1,0242 0,7650 99,1795 37,5 150
1,500 M 81,395 1,0528 1,5544 91,1183 75 150
2. NH4Cl
a. Pengenceran 0,5 M NH4Cl M1 . V1 = M2 . V2
3 . V1 = 0,5 . 250 V1 = 125
3 V1 = 41,6
b. Pengenceran 0, 25 M NH4Cl M1 . V1 = M2 . V2
3 . V1 = 0,25 . 250 V1 = 62,5
3 V1 = 20,83
c. Pengenceran 0,16 M NH4Cl M1 . V1 = M2 . V2
3 . V1 = 0,16 . 250 V1 = 40
3 V1 = 13,33
d. Pengenceran 0,125 M NH4Cl M1 . V1 = M2 . V2
3 . V1 = 0,125 . 250 V1 = 31,25
3 V1 = 10,41
e. Berat Jenis larutan 0,5 M d = d0(W−We)
(W0−We)
d = 0,99(129,72915−31,59) (129,5807−31,59) d = 0,99
f. Berat Jenis larutan 0,25 M d = d0(W−We)
(W0−We)
d = 0,99(130,282−31,59) (129,5807−31,59) d = 1,01
g. Berat Jenis larutan 0,16M d = d0(W−We)
(W0−We)
d = 0,99(130, 44715−31,59) (129,5807−31,59) d = 1,012
h. Berat Jenis larutan 0,125 M d = d0(W−We)
(W0−We)
d = 0,99(131,10175−31,59) (129,5807−31,59) d = 1,00
i. Molalitas larutan 0,5 M m =
1 d
M− M2 1000 m =
1 0,99
0,5−5 3,5 1000 m = 0,52
j. Molalitas larutan 0,25 M m =
1 d
M− M2 1000 m =
1 1,01
0,25−53,5 1000 m = 0,25
k. Molalitas larutan 0,160 M m =
1 d
M− M2 1000
m =
1 1,01 2
0,16 −53,5 1000 m = 0,16
l. Molalitas larutan 0,125 m =
1 d
M− M2 1000 m =
1 1, 00
0, 125−53,5 1000 m = 0,126
m. Volume molal semu zat terlarut 0,5 M
Ø = M2−
(
M2−1000m) (WW0−W−W0e)
d
Ø = 5 3,5−
(
5 3,5−10000,52)(
129,72915129,5807−129,5807−31,59)
0,99 Ø = 56,9896
n. Volume molal semu zat terlarut 0,25 M
Ø = M2−
(
M2−1000m) (WW0−W−W0e)
d
Ø = 53,5−
(
53,5−10000,25)(
130,282−129,5807 129,5807−31,59)
1,01 Ø = 80,713
o. Volume molal semu zat terlarut 0,16 M
Ø = M2−
(
M2−1000m) (WW0−W−W0e)
d
Ø = 53,5−
(
53,5−10000,16)(
130,44715−129,5807 129,5807−31,59)
1, 0 1 2
Ø = 106,7482
p. Volume molal nsemu zat terlarut 0,125
Ø = M2−
(
M2−1000m) (WW0−W−W0e)
d
Ø = 53,5−
(
53,5−0,1261000)(
131,10175129,5807−31,59−129,5807)
1, 00 Ø = 175,6866
q. Massa piknometer kosong = 31, 590 gr
r. Massa piknometer yang diisi penuh aquades = 129,5807 gr s. Suhu = 30 C ( diisi dengan aquades)
t. Tabel Pengamatan
Konsentrasi Massa rata rata
d ( g/Ml)
m (molal)
Ø (mL/mol
)
V1
mL/mol
V2
mL/mol
0,125 M 131,10175 1,00 0,126 175,6866 10,41 250
0, 160 M 130,44715 1,012 0,16 106,7482 13,33 250
0, 250 M 130,282 1,01 0,25 80,713 20,83 250
0, 500 M 129,72915 0,99 0,52 56,9896 41,6 250
2 Pembahasan
Percobaan kali ini adalah volume molal parsial, bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah NaCl dan NH4Cl dengan pelarut akuades. Volume molal parsial adalah volume perbandingan antara pelarut dengaadengan zat terlarut. Volume molal parsial ditentukan oleh banyaknya mol zat terlarut yang terkandung dalam 1000gr pelarut. Volume molar memiliki 3 sifat termodinamika utama yaitu molal parsial dari komponen – komponen dalam larutan, entalpi molal parsial ( juga disebut panas diferensial larutan) dan energi bebas molal parsial ( disebut potensial kimia)
Sifat – sifat ini dapat ditentukan dengan bantuan melalui metode grafik, dengan menggunakan hubungan analitik yang menunjukkan J
dan ni, serta dengan menggunakan suatu fungsi yang disebut besaran molal nyata yang ditentukan sebagai Ø. Sifat termodinamika molal parsial yang jika salah satu sifat ( misalnya volume molal parsial) komposisinya diubah, maka berpengaruh pada harga volume molal itu sendiri. Misalnya, harga konsentrasi diubah, maka volume molalnya juga akan berubah dari keadaan awal. Akan tetapi, jika salah satu sifatnya yang diubah, misalnya entalpi molal parsialnya, maka hal tersebut tidak akan mempengaruhu harga sifat molal parsialnya, karena yang dihitung perubahannya hanyalah jumlah molnya bukam sifat – sifat termodinamika molal parsialnya
Percobaan kali ini menggunakan variasi konsentrasi dari larutan NaCl. NaCl digunakan sebagai bahan zzat terlarut dikarenakan NaCl merupakan elektrolit kuay yang dapat terurai menjadi ion Na+ dan Cl- di dalam air dan mampu menyerap air tanpa adanyan penambahan volume suatu larutan, sehingga disebut dengan volume molal parsial semu. Begitu pula NH4Cl yang juga merupakan elektrolit kuat. Bahkan pada beberapa penilitian NH4Cl memiliki daya hantar listrik yang besar dibandingkan NaCl. Hal ini disebabkan karena NH4+ merupakan senyawa yang memiliki ukuran lebih besar dibanfingkan Na+. Reaksi yang terjadi pada langkah ini adalah :
NaCl(aq) Na+(aq) + Cl- NH4Cl(aq) NH4- + Cl-
Variasi konsentrasi yang digunakan adalah 0,375 M; 0,500 M;
0,750 M dan 1,500M. Variasi konsentrasi ini dapat diperoleh dengan cara mengencerkan larutan NaCl 3,0 M. Larutan NH4Cl juga dieencerkan pengenceran dapat didapatkan dengan persamaan berikut :
M1V1 = M2V2
Penentuan volum molal larutan NaCl dapat diketahui dengan mengukur berat jenis dai larutan NaCl. Pengukuran massa jenis ini bertujuan untuk mengetahui hubungan antar konsentrasi dengan
volum molal parsial. Pada percobaan ini, temperatur dari setiap larutan NaCl diukur. Hal ini dilakukan untuk mengetahui d0 ( berat jenis air pada berbagai temperatur) pada setiap temperatur yang berbeda maka nilai dari d0 berbebda. Berdasarkan data yang telah diperoleh diketahui bahwa semakin besar. Peroleahan data tersebut sesuai dengan literatur yang menyebutkan bahwa semakin besar konsentrasi maka masa jenisnya juga akan semakin banyak masa jenis dari larutan tersebut juga akan semakin banyak pula.
Langkah pertama yang dialakukan adalah menimbang piknometer kosong dicatat sebagau We penimbangan dilakukan dengan 2 kali pengulangan. Selanjutnya piknometer diisi dengan air sampai penuh dan ditimbang dengan 2 kali pengulangan, kemudian diambil rata – ratanya dan dicatat sebagi W0 . Selama penimbangan piknometer, suhu juga dicatat untuk mengamati perubahan – perubahan suhu yang terjadi., karena suhu juga dapat memengaruhi hasil. Semakin tinggi konsentrasi harusnya semakin tinggi suhu yang terjadi.
Pertambahan molekul, menyebabkan pertambahan kemungkinan terjadinya tumbukan. Ketika tumbukan terjadi, maka hal tersebut menghasilkan energi panas. Sehingga, suhu larutan dapat meningkat seiring pertambahan konsentrasi.
Selanjutnya dilakukan pengenceran karutan NaCl 3,0 M dan NH4Cl 0,1 M. Laitan NH4Cl diencerkan ½ ¼ 1/6 dan 1/8 dengan konnsentasi menjadi 0,125 M; 0,160 M; 0,250M; 0,500 M. Larutan 3,0M juga dieencerkan dari ½ sampai 1/7 sehingga konsentrasinya menjadi 0,375 M; 0,500 M; 0,750M; 1.500 M. Masing – masing larutan yang sudah diencerkan kemudian dimasukkan ke dalam piknometer dan ditimbang secara duplo. Penimbangan larutan dilakukan dari konsentrasi terendah. Hal ini dilakukan agar tidak mempengaruhu hasil pada pengukuran selanjutnya dan mempermudah pencucian piknometer. Massa hasil penimbangan masing – masing konsentrasi didapat seperti dapat dilihat dalam
tabel hasil menunjukkan peningkatan dengan meningkatnya konsentrasi.
Massa hasil penimbangan piknometer dengan larutan selanjutnya disebut sebagai W. Langkah berikutnya yang dilakukan dari nilai W tersebut adalah melakukan pengukuran berat jenis larutan NaCl dan NH4Cl untuk masing-masing variasi konsentrasi. Pengukuran berat jenis larutan ini menggunakan piknometer. Persamaan yang digunakan untuk menghitung berat jenis larutan ini adalah:
d = d0(W−We) (W0−We)
d adalah berat jenis larutan, W adalah berat piknometer dipenuhi larutan, We merupakan berat piknometer kosong, d0 merupakan berat jenis pada temperatur tertentu sesuai literatur dan W0 merupakan piknometer yang diisi air. Volum larutan merupakan fungsi temperatur, tekanan dan jumlah mol komponen. Artinya volum larutan dipengaruhi oleh temperatur, tekanan dan jumlah mol komponen. Berat jenis larutan yang diperoleh dari hasil percobaan untuk masing-masing konsentrasi untuk NaCl dari konsentrasi terendah antara lain, 1,0056; 1,0079; 1, 0242 dan 1,0528 g/mL Berat jenis untuk NH4Cl 1,00; 1,012; 1,01 dan 0,99 g/mL yang didapat diantaranya g/mL. Hasil ini menujukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi larutan maka densitasnya juga semakin besar. Hal ini disebabkan karena semakin tinggi konsentrasi suatu larutan, menunjukkan jumlah partikel dalam larutan tersebut semakin banyak.
Hasil dari densitas yang telah ditentukan maka dapat dicari molal masing-masing konsentrasi larutan tersebut dengan menggunakan rumus berikut :
m =
1 d
M− M2 1000
Hasil yang didapat pada tabel menunjukkan bahwa molalitas (m) sebanding dengan konsentrasi (M) dimana semakin besar konsentrasi (M) maka semakin besar pula molalitas (m) larutannya. Setelah didapat hasilnya, maka dikonversikan kedalam rumus untuk mencari harga volume molal parsial semu (Ø) dengan menggunakan rumus berikut :
Ø = M2−
(
M2−1000m) (WW0−W−W0e)
d VI. KESIMPULAN
Volume molal parsial penambahan volume yang terjadi bila satu mol komponen ditambahkan pada larutan. Volume molal parsial dapat ditentukan dengan menggunakan metode penimbangan menggunakan pinkometer untuk menentukan berat jenis yang kemudian digunakan untuk mendapatkan molal larutan. Dari praktikum ini dapat dilihat bahwa semakin besar konsentrasi maka volume molal parsial akan semakin kecil. Hal tersebut terjadi karena Konsentrasi berhubungan dengan n (jumlah mol). Sehingga, pertambahan konsentrasi akan memperkecil volume molal parsial.
VII. PERTANYAAN DAN JAWABAN
1. Apakah yang dimaksud dengan molaritas dan molalitas larutan
2. Apakah yang dimaksud dengan volum molal parsial? Jelaskan disertai contoh konkritnya dalam kejadian sehari hari
3. Dapatkah φ mempunyai harga negatip? Jelaskan!
Jawab :
1. Molaritas adalah besaran yang menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam tiap satuan volume larutan. Satuan molaritas adalah molar (M) yang sama dengan mol/liter. Jika terdapat n mol senyawa terlarut dalam V liter larutan, maka rumus molaritas larutan adalah sebagai berikut.
M=n/V
Sedangkan, Molalitas adalah besaran yang menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam tiap satuan berat pelarut. Satuan molalitas adalah molal (m) yang sama dengan mol/kilogram. Jika n mol senyawa dilarutkan dalam P kilogram pelarut, maka rumus molalitas larutan adalah sebagai berikut. m=n/P
