LAPORAN RINGKAS
PRAKTIKUM ANALISIS BAHAN
PENGUKURAN SUHU DAN KENAIKAN TITIK DIDIH LARUTAN (A)
(F)
LABORATORIUM ANALISIS BAHAN DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA
2022
Kumpul
Ambil Revisi
Maks Revisi
Kembali Kode Kelas
A
NAMA : MONIKA DWI LESTARI NIM : 21/476783/TK/52507 HARI/TGL : SENIN / 14 MARET 2022
ASISTEN : ALETHEA NATHALIE WINATA
1 I. TUJUAN PERCOBAAN
Tujuan percobaan ini adalah:
1. Mengetahui prinsip kerja dan peneraan termometer berisi zat alir dan thermocouple digital.
2. Menerapkan hasil peneraan untuk pengukuran kenaikan titik didih larutan.
3. Menentukan pengaruh konsentrasi zat terlarut elektrolit atau non elektrolit terhadap kenaikan titik didih air.
II. METODOLOGI PERCOBAAN A. Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini antara lain:
1. Garam dapur (NaCl)
Sedikit berbahaya jika terjadi kontak kulit dan kontak mata. Apabila terkontak dengan mata, maka periksa dan lepaskan semua lensa kontak.
Jika terjadi kontak, segera basuh mata dengan banyak air setidaknya selama 15 menit. Air dingin dapat digunakan. Dapatkan perhatian medis.
Apabila terjadi kontak dengan kulit dan mengiritasi, maka cuci dengan sabun dan air. Tutupi kulit yang teriritasi dengan emolien. Dapatkan tindakan medis bila iritasi berkelanjutan.
2. Glukosa anhidrat
Sedikit berbahaya jika terjadi kontak mata (iritan), tertelan, terhirup.
Apabila terjadi kontak dengan mata, maka segera basuh mata dengan air mengalir selama minimal 15 menit, kelopak mata tetap terbuka. Air dingin dapat digunakan.
3. Aquadest
Aquadest merupakan komponen yang cukup aman untuk digunakan .
4. Air ledeng
Air ledeng merupakan komponen yang cukup aman untuk digunakan.
5. Es batu
Es batu merupakan komponen yang cukup aman untuk digunakan.
2 B. Alat
Alat-alat yang digunakan dalam percobaan Pengukuran Suhu dan Kenaikan Titik Didih Larutan ditunjukkan oleh gambar rangkaian alat berikut:
Gambar 1. Rangkaian Alat Utama Percobaan Peneraan Sumber : Dokumen praktikan, 2022
Keterangan :
1. Panel instrumen 2. Blower
3. Water heater
4. Termometer alkohol 110℃ 5. Termometer raksa 110℃
6. Tombol on/off temperature measurement bench 7. Tombol on/off blower
8. Tombol on/off water heater 9. Pengatur skala water heater
10.Steker temperature measurement bench 11.Display tegangan listrik
1 2
3 4 5
6
7
8 9
10
12 11 13
3 12.Steker water heater
13.Vacuum flask
Gambar 2. Rangkaian Alat Pengukuran Kenaikan Titik Didih Larutan Sumber : Dokumen praktikan, 2022
C. Cara Kerja
1. Peneraan Alat Ukur Suhu (Menggunakan Termometer Raksa) a. Pengukuran Suhu Udara
Suhu udara pada udara terbuka yang ditunjukkan termometer raksa, termometer alkohol, dan themocouple dicatat setelah suhu yang ditunjukkan alat ukur konstan.
b. Pengukuran Suhu Air Ledeng
Air ledeng dimasukkan secukupnya ke dalam gelas beker 250 mL kemudian termometer raksa dicelupkan.Suhu termometer raksa dicatat setelah nilainya konstan. Pengukuran suhu diulangi dengan termometer alkohol dan thermocouple.
c. Pengukuran Suhu Air Mendidih 1
2
3 4
5
6 8 7
9 10
11
Keterangan :
1. Labu Leher Tiga 2. Pendingin bola 3. Pemanas mantel 4. Tombol on/off
pemanas mantel 5. Pengatur skala
pemanas 6. Statif 7. Klem
8. Termometer alkohol 110℃ + sumbat 9. Sumbat
10. Thermocouple digital
11. Thermocouple probe
4 Air ledeng dididihkan secukupnya dalam water heater pada skala 4. Termometer raksa, termometer alkohol, dan thermocouple dicelupkan pada water heater yang sedang mendidih. Suhu tiap alat ukur dicatat setelah nilainya konstan.
d. Pengukuran Suhu Es Melebur
Es batu dimasukkan ke dalam vacuum flask sampai mencair.
Sebagian es yang mencair dituangkan ke dalam baskom kemudian termometer raksa, termometer alkohol, dan thermocouple dicelupkan secara bersamaan. Suhu yang ditunjukkan setiap alat ukur dicatat setelah nilainya konstan.
e. Pengukuran Suhu Udara Panas
Termometer raksa, termometer alkohol, dan probe thermocouple dipasang pada lubang di pipa blower. Blower dihidupkan dengan menekan tombol on. Suhu yang ditunjukkan setiap alat ukur dicatat setelah nilainya konstan.
f. Pengukuran Suhu Es + Garam
Es batu ditambahkan garam dapur secukupnya dan dimasukkan ke dalam vacuum flask lalu dibiarkan hingga mencair. Leburan es + garam dituangkan ke dalam baskom setelah sebagian es mencair. Termometer raksa, termometer alkohol, dan thermocouple dicelupkan secara bersamaan ke dalam baskom. Suhu tiap alat ukur suhu dicatat setelah mencapai nilai konstan.
2. Pengukuran Kenaikan Titik Didih a. Pengukuran titik didih aquadest
Aquadest diambil sebanyak 250 mL dengan gelas beker 250 mL.
Gelas beker berisi aquadest 250 mL dipanaskan di atas kompor sampai mendidih. Termometer alkohol dan thermocouple dimasukkan ke dalam gelas beker kemudian suhu yang ditunjukkan dicatat setelah nilainya konstan.
5 b. Pengukuran titik didih larutan gula (glukosa anhidrat)
Glukosa Anhidrat ditimbang sebanyak tiga kali penimbangan dan diperoleh massa hasil penimbangan sebesar 36,1274 gram, 36,0667 gram, dan 36,0009 gram dalam gelas beker dengan neraca analisis digital.
Aquadest dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL sampai tanda batas sebnyak dua kali lalu dimasukkan ke gelas beker 600 mL. Glukosa Anhidrat yang telah ditimbang dimasukkan dalam gelas beker 600 mL yang sudah terisi aquadest 200 mL lalu dilarutkan dengan bantuan magnetic stirrer. Larutan gula dituangkan ke dalam labu leher tiga 500 mL sebanyak 100 mL. Larutan gula dalam labu leher tiga yang dilengkapi pendingin bola dipanaskan di atas pemanas mantel pada skala 250. Sisa larutan yang belum dimasukkan ke labu leher tiga dipanaskan di atas kompor listrik dengan wadah gelas beker 600 mL dan ditutup dengan gelas arloji sambil di cek kenaikan suhunya dengan thermocouple hingga mencapai suhu sekitar 80°C. Setelah itu, larutan gula bersuhu sekitar 80°C dimasukkan ke dalam labu leher tiga kemudian dipanaskan dengan pemanas mantel sampai larutan mendidih. Suhu larutan mendidih diukur dengan termometer alkohol dan thermocouple kemudian suhunya dicatat setelah nilai yang ditunjukkan mulai konstan. Larutan gula yang sudah diukur suhunya dipindahkan dari labu leher tiga ke gelas beker 600 mL lalu ditambahkan padatan Glukosa Anhidrat pada penimbangan kedua dan diaduk menggunakan gelas pengaduk. Setelah itu, proses percobaan yang sama diulangi dari langkah membagi larutan ke dalam labu leher tiga dan gelas ukur 600 mL hingga proses penambahan padatan Glukosa Anhidrat. Percobaan diakhiri apabila telah sampai pada tahap pengukuran suhu larutan gula setelah massa Glukosa Anhidrat pada penimbangan ketiga ditambahkan hingga diperoleh tiga data percobaan.
c. Pengukuran titik didih larutan garam (NaCl)
Natrium Klorida (NaCl) ditimbang sebanyak tiga kali penimbangan dan diperoleh massa hasil penimbangan sebesar 12,0011 gram, 12,0034 gram, dan 12, 0067 gram dalam gelas beker dengan neraca
6 analisis digital. Aquadest dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL sampai tanda batas sebnyak dua kali lalu dimasukkan ke gelas beker 600 mL.
Natrium Klorida yang telah ditimbang dimasukkan dalam gelas beker 600 mL yang sudah terisi aquadest 200 mL lalu dilarutkan dengan bantuan magnetic stirrer. Larutan garam dituangkan ke dalam labu leher tiga 500 mL sebanyak 100 mL. Larutan garam dalam labu leher tiga yang dilengkapi pendingin bola dipanaskan di atas pemanas mantel pada skala 250. Sisa larutan yang belum dimasukkan ke labu leher tiga dipanaskan di atas kompor listrik dengan wadah gelas beker 600 mL dan ditutup dengan gelas arloji sambil di cek kenaikan suhunya dengan thermocouple hingga mencapai suhu sekitar 80°C. Setelah itu, larutan garam bersuhu sekitar 80°C dimasukkan ke dalam labu leher tiga kemudian dipanaskan dengan pemanas mantel sampai larutan mendidih. Suhu larutan mendidih diukur dengan termometer alkohol dan thermocouple kemudian suhunya dicatat setelah nilai yang ditunjukkan mulai konstan. Larutan garam yang sudah diukur suhunya dipindahkan dari labu leher tiga ke gelas beker 600 mL lalu ditambahkan padatan NaCl pada penimbangan kedua dan diaduk menggunakan gelas pengaduk. Setelah itu, proses percobaan yang sama diulangi dari langkah membagi larutan ke dalam labu leher tiga dan gelas ukur 600 mL hingga proses penambahan padatan Natrium Klorida.
Percobaan diakhiri apabila telah sampai pada tahap pengukuran suhu larutan garam setelah massa Natrium Klorida pada penimbangan ketiga ditambahkan hingga diperoleh tiga data percobaan.
III. ANALISIS DATA
1. Peneraan Alat Ukur Suhu a. Konversi Suhu dari ℃ ke K
Persamaan (1) digunakan untuk mengkonversi suhu :
T(K) = T(℃) + 273,15 (1)
Dengan, T(K) = Suhu dalam Kelvin
T(℃) = Suhu dalam derajan Celcius
7 Data suhu yang terukur pada air mendidih di termometer raksa digunakan sebagai contoh perhitungan konversi suhu dengan persamaan (1) :
T(K) = 99,1 ℃ + 273,15
= 372,25 K
Cara konversi yang sama dilakukan pada data suhu pada media terukur berikutnya dan disajikan dalam tabel berikut :
Tabel I. Data Perhitungan Konversi Suhu Media Terukur Termometer
Raksa
Termometer
Alkohol Thermocouple
℃ K ℃ K ℃ K
Air Mendidih 99,1 372,2500 100,1 373,2500 100 373,1500 Udara Blower 60,1 333,2500 59,1 332,2500 60 333,1500 Udara 29,3 302,4500 29,2 302,3500 29,2 302,3500 Air 28,0 301,1500 27,9 301,0500 27,9 301,0500 Es Melebur 9,1 282,2500 9,4 282,5500 9,5 282,6500 Air Es + Garam 7,0 280,1500 7,2 280,3500 7,8 280,9500
b. Peneraan Termometer Raksa dengan Termometer Alkohol
Hubungan antara suhu yang ditunjukkan termometer raksa (T1, K) dengan suhu yang ditunjukkan alat ukur yang ditera (T2, K) dinyatakan dengan persamaan:
T2 = AT1 + B (2)
Dengan regresi linier (least-square method) diperoleh : A = ∑ ∑ ∑
∑ (∑ ) (3)
B = ∑ ∑ (4)
Dengan,
ƩT1 = Jumlah semua data suhu termometer raksa ƩT2 = Jumlah semua data suhu termometer alkohol n = Jumlah data
8 Tabel II. Data Perhitungan Regresi Linier Termometer Raksa dan Termometer
Alkohol
Media Terukur T1 (K) T2 (K) T12 (K2) T1 x T2 (K2) Air Mendidih 372,2500 373,2500 138570,0625 138942,3125 Udara Blower 333,2500 332,2500 111055,5625 110722,3125 Udara 302,4500 302,3500 91476,0025 91445,7575
Air 301,1500 301,0500 90691,3225 90661,2075 Es Melebur 282,2500 282,5500 79665,0625 79749,7375 Air es + garam 280,1500 280,3500 78484.0225 78540,0525 Σ 1871,5000 1871,8000 589942,0350 590061,3800
Persamaan regresi linier dari termometer raksa dan termometer alkohol dapat dicari dengan persamaan (3) dan (4) dengan perhitungan sebagai berikut:
A = ( )( ( )( , ) – ( , )( , )
, ) ( , )
A = 1,0042
B = ( , ) ( , )( , )
B = -1,2486
Berdasarkan hasil perhitungan A dan B, diperoleh persamaan linier hubungan suhu termometer raksa dan suhu termometer alkohol dengan mengikuti persamaan (2):
T2 K = 1,0042T1 K – 1,2486 K (4)
Sebagai contoh perhitungan suhu termometer alkohol dari persamaan (4) digunakan data suhu air mendidih :
T2 K = 1,0042 . (372,25) K – 1,2486 K
= 372,5649 K
Kesalahan relatif persamaan terhadap data percobaan dihitung sebagai berikut:
9 Kesalahan relatif = ! "#$ x 100% (5) Kesalahan relatif dihitung terhadap data percobaan suhu air mendidih menggunakan persamaan (5), berikut adalah contoh perhitungannya:
T1 = 372,2500 K T2 percobaan = 373,2500 K T2 persamaan = 372,5649 K
Kesalahan relatif = % , , , %x 100%
= 0,1839 %
Cara perhitungan yang sama dilakukan untuk menghitung T2 persamaan dan kesalahan relatif pada data termometer alkohol sehingga diperoleh hasil perhitungan pada tabel berikut :
Tabel III. Data Hasil Perhitungan Kesalahan Relatif Termometer Alkohol Media Terukur T1 (K) T2percobaan (K) T2persamaan (K) Kesalahan
Relatif (%) Air Mendidih 372,2500 373.2500 372,5649 0,1838 Udara Blower 333.2500 332.2500 333,4011 0,3452
Udara 302.4500 302.3500 302,2709 0,0262
Air 301.1500 301.0500 301,1662 0,0386
Es Melebur 282.2500 282.5500 282,1869 0,1287 Air + Garam 280.1500 280.3500 280,0780 0,0971
Σ 0,8197
Kesalahan relatif rata-rata = & '()*+*,*- .(+*/01
(6)
Dengan, n = jumlah data
Perhitungan kesalahan relatif rata-rata dengan persamaan (6) diperoleh:
Kesalahan relatif rata-rata = , % = 0,1366 %
c. Peneraan Termometer Raksa dengan Thermocouple
Hubungan antara suhu yang ditunjukkan termometer raksa (T1, K) dengan suhu yang ditunjukkan oleh thermocouple digital (T2, K) dinyatakan
10 dengan persamaan (3) dan (4). Data pada tabel I digunakan dalam perhitungan regresi linier menggunakan persamaan ini.
Tabel IV. Data Perhitungan Regresi Linier Termometer Raksa dan Thermocouple
Media Terukur T1 (K) T2 (K) T12 (K2) T1 x T2 (K2) Air Mendidih 372,2500 373,1500 138570,0625 138905.0875 Udara Blower 333,2500 333,1500 111055,5625 111022,2375 Udara 302,4500 302,3500 91476.0025 91445,7575
Air 301,1500 301,0500 90691,3225 90661,2075 Es Melebur 282,2500 282,6500 79665,0625 79777,9625 Air es + garam 280,1500 280,9500 78484,0225 78708,1425 Σ 1871,5000 1873,3000 589942,0350 590520,3950
Persamaan regresi linier dari termometer raksa dan termometer alkohol dapat dicari dengan persamaan (3) dan (4) menggunakan data air mendidih dengan perhitungan sebagai berikut:
A = ( )( ( )( , ) – ( , )( , )
, ) ( , )
A = 1,0027
B = ( , ) ( , )( , )
B = -0,5521
Berdasarkan hasil perhitungan A dan B, diperoleh persamaan linier hubungan suhu termometer raksa dan suhu thermocouple dengan mengikuti persamaan (2):
T2 K = 1,0027T1 K – 0,5521 K (7)
Sebagai contoh perhitungan suhu thermocouple dari persamaan (7) digunakan data suhu air mendidih :
T2 K = 1,0027 . 372,25 K – 0,5521 K
= 372,7030 K
11 Kesalahan relatif persamaan terhadap data percobaan dihitung menggunakan persamaan (5) dan digunakan data pengukuran suhu air mendidih, berikut adalah contoh perhitungannya :
T1 = 372,2500 K T2 percobaan = 373,2500 K T2 persamaan = 372,7030 K
Kesalahan relatif = % , , , %x 100%
= 0,1199 %
Cara perhitungan yang sama dilakukan untuk menghitung T2 persamaan dan kesalahan relatif pada data thermocouple sehingga diperoleh hasil perhitungan pada tabel berikut :
Tabel V. Data Hasil Perhitungan Kesalahan Relatif Thermocouple Media Terukur T1 (K) T2percobaan (K) T2persamaan (K) Kesalahan
Relatif (%) Air Mendidih 372,2500 373.1500 372,7030 0,1199 Udara Blower 333.2500 333.1500 333,5977 0,1342
Udara 302.4500 302.3500 302,7145 0,1204
Air 301.1500 301.0500 301,4110 0,1198
Es Melebur 282.2500 282.6500 282,4600 0,0673 Air + Garam 280.1500 280.9500 280,3543 0,2125
Σ 0,7741
Perhitungan kesalahan relatif rata-rata dengan persamaan (6) diperoleh:
Kesalahan relatif rata-rata = , % = 0,1290 % 2. Pengukuran Kenaikan Titik Didih Larutan
Suhu yang didapat dari percobaan kenaikan titik didih larutan, dimasukkan ke persamaan yang didapat dari perhitungan peneraan alat ukur suhu.
Persamaan yang digunakan untuk menera hasil suhu terukur ditulis dalam bentuk fungsi T1=f(T2)
T1 = 3 (8)
12 Nilai konstanta A dan B yang didapatkan pada persamaan regresi linier untuk termometer alkohol dan thermocouple disubtitusikan ke dalam persamaan (8), sehingga diperoleh :
Persamaan untuk termometer alkohol : T1 = 4 ,
, (9)
Persamaan untuk thermocouple digital : T1 = 4 ,
, (10)
Data suhu aquadest digunakan sebagai contoh perhitungan suhu hasil peneraan terhadap termometer raksa (T2) menggunakan persamaan (9) dan (10) dengan perhitungan sebagai berikut:
Termometer alkohol : T1 = , 4 ,
,
= 365,3641 K Thermocouple digital : T1 = , 4 ,
,
= 371,6985 K
Berikut adalah tabel hasil perhitungan pada sampel lain pada percobaan:
Tabel VI. Data Hasil Perhitungan Suhu Peneraan dan Suhu Terukur No Bahan Suhu terukur dari percobaan
(T2)
Suhu hasil peneraan terhadap termometer raksa (T1) Termometer
Alkohol (K)
Thermocouple (K)
Termometer alkohol (K)
Thermocouple (K) 1 Aquadest 365,6500 372,1500 365,3641 371,6985 2 Garam 373,1500 373,5500 372,8327 373,0947
3 374,2500 374,6500 373,9281 374,1918
4 375,3500 376,2500 375,0235 375,7875
5 Gula 371,0500 372,8500 370,7415 372,3966
6 371,7500 374,0500 371,4386 373,5934
7 373,0500 374,7500 372,7331 374,2915
13 Data suhu yang diperoleh pada tabel VI digunakan untuk menghitung kenaikan titik didih larutan (ΔTb).
a. Perhitungan Molalitas Larutan
Molalitas larutan dihitung dengan persamaan berikut : 5 = 78998 : ; ; < =;
>? : ; ; < =; ×78998 : ; < =; (11)
Dengan, massa zat terlarut = massa garam atau massa gula (gram)
Mr zat terlarut = garam (58,5 mol/gram) atau gula (324 mol/gram)
Massa zat pelarut = massa aquadest = 200 gram
Sebagai contoh perhitungan molalitas larutan dengan persamaan (11) menggunakan sampel larutan garam nomer 1 :
5 = 12,0011 DEF5
58,5 DEF5/5JK × 1000 200 DEF5 m = 1,0257 molal
b. Perhitungan Kenaikan Titik Didih Larutan
Kenaikan titik didih hasil percobaan dihitung menggunakan persamaan berikut:
ΔTb = Tlarutan - Taquadest (12)
Dengan, ΔTb = kenaikan titik didih (℃) Tlarutan = titik didih larutan (℃) Taquadest = titik didih aquadest (℃)
Sebagai contoh perhitungan kenaikan titik didih larutan dengan persamaan (12) menggunakan sampel larutan gula nomer 1 :
ΔTb = (371,05 - 365,65) ℃ = 5,40 ℃
c. Kenaikan Titik Didih Larutan Non Elektrolit
Perhitungan kenaikan titik didih untuk larutan non elektrolit dihitung menggunakan persamaan berikut :
ΔTb = m × Kb (13)
Dengan, ΔTb = kenaikan titik didih (℃ ) m = molalitas larutan (molal)
Kb = konstanta kenaikan titik didih (℃/5JKFK )
14 Nilai Kb untuk aquadest adalah 0,52 ℃/5JKFK (dikutip dari Modul Praktikum Analisis Bahan 2022 dari Ebbing,1990)
Sebagai contoh perhitungan kenaikan titik didih larutan non elektrolit dengan persamaan (13) digunakan sampel gula nomor 1. Molalitas sampel diperoleh dengan melakukan perhitungan dengan persamaan (11):
5 = , ×
= 0,5575 molal
Diperoleh kenaikan titik didih : ΔTb = 0,5575 molal × 0,52 = 0,2899 ℃
d. Kenaikan Titik Didih Larutan Elektrolit
Kenaikan titik didih untuk larutan elektrolit dihitung menggunakan persamaan berikut :
ΔTb = m × Kb [1+(n-1)]L (14)
Dengan, ΔTb = kenaikan titik didih ℃ m = molalitas larutan (molal)
Kb = Konstanta kenaikan titik didih (℃/5JKFK ) n = jumlah ion
L = derajat ionisasi
Sebagai contoh perhitungan kenaikan titik didih larutan elektrolit dengan persamaan (14) digunakan sampel garam nomor 1. Berdasarkan contoh perhitungan pada persamaan (11) diperoleh molalitas sampel ini sebesar 1,0257 molal. Berikut adalah perhitungan kenaikan titik didihnya:
ΔTb = 1,0257 molal × 0,52 [1+(2-1)] 1 ΔTb = 1,0667 ℃
Metode perhitungan yang sama dilakukan pada data larutan gula dan garam lain untuk menentukan molalitas, kenaikan titik didih, kenaikan titik didih larutan non elektrolit untuk larutan gula dan titik didih larutan elektrolit untuk larutan garam masing-masing menggunakan persamaan (11), (12), (13), dan (14). Seluruh hasil perhitungan pada masing-masing larutan disajikan dalam tabel berikut.
15 Tabel VII. Hasil Perhitungan Kenaikan Titik Didih Larutan
No
Lar- utan
Massa
(gram)
T larutan (K) Molalit -as (molal)
ΔTb rumus
(K)
ΔTb Percobaan (K) Termo-
meter Alkohol
Thermo- couple Digital
Termo -meter Alkoh
ol
Thermo -couple
Digital
1 Garam 12,001 1
373,15 373,55 1,0257 1,0668 7,5000 1,4000
2 24,004
5
374,25 374,65 2,0517 2,1337 8,6000 2,5000
3 36,011
2
375,35 376,25 3,0779 3,2010 9,7000 4,1000
4 Gula 36,127 4
371,05 372,85 0,5575 0,2899 5,4000 0,7000
5 72,194
1
371,75 374,05 1,1141 0,5793 6,1000 1,9000
6 103,19
5
373,05 374,75 1,6697 0,8682 7,4000 2,6000
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Peristiwa kenaikan titik didih merupakan salah satu sifat koligatif dari suatu larutan kimia. Berdasarkan hukum Roult, kenaikan titik didih bergantung pada konsentrasi zat terlarut. Dalam percobaan ini dilakukan peneraan larutan elektrolit (garam) dan larutan non elektrolit (gula) dengan berbagai konsentrasi untuk menentukan kenaikan titik didihnya. Alat ukur suhu yang digunakan adalah termometer alkohol dan thermocouple digital. Sebelum dilakukan pengukuran suhu larutan, dilakukan peneraan pada kedua alat ukur suhu ini terhadap termometer raksa. Hal ini bertujuan untuk mengukur ketepatan alat ukur. Percobaan ini dilakukan dalam dua tahap yaitu tahap peneraan alat ukur dan tahap pengukuran kenaikan titik didih larutan.
16 1. Peneraan Alat Ukur Suhu
Tahap peneraan alat ukur suhu dilakukan untuk mengetahui kesalahan relatif dari alat ukur yang akan digunakan untuk mengukur suhu pada tahap pengukuran kenaikan titik didih. Kesalahan relatif dari setiap alat ukur dapat digunakan untuk menganalisa tingkat akurasi dan kepresisian pengukuran (Farizky, 2020). Proses pengukuran kesalahan relatif dilakukan dengan menggunakan termometer alkohol, termometer raksa, dan thermocouple digital. Media yang diukur suhunya adalah air mendidih, udara blower, air, es + garam, dan udara. Hubungan antara suhu termometer raksa (T1) dan termometer alkohol (T2) dapat dilihat dalam grafik berikut :
Gambar 3. Grafik Peneraan Termometer Alkohol terhadap Termometer Raksa Sumber : Dokumen praktikan, 2022
Persamaan regresi linear yang menyatakan hubungan antara suhu termometer alkohol dan termometer raksa dalam gambar 3 sesuai dengan persamaan (4) yaitu :
T2 = 1,0042 T1 – 1,2486 (16)
Dalam grafik diperoleh T2 percobaan dan T2 persamaan. Pada grafik dapat diketahui bahwa titik biru hampir sebagian besar berhimpitan dengan garis berwarna orange. Namun, pada perhitungan dengan persamaan (6) diperoleh bahwa terdapat kesalahan relatif rata-rata sebesar 0,1366 %. Hal
T2 = 1.0042T1 - 1.2486 R² = 0.9997
270 290 310 330 350 370 390
270 320 370 420
Termometer Raksa
Linear (Termometer Raksa)
17 ini mengindikasikan bahwa hasil peneraan dengan menggunakan alat ukur termometer alkohol memiliki hasil yang mendekati dari hasil perhitungan suhu dengan termometer raksa. Tidak hanya itu, R-square yang bernilai 0,9997 memberi tahu bahwa hasil perhitungan cukup akurat karena nilainya hampir mendekati satu sehingga data yang diperoleh cukup linear.
Metode yang sama digunakan untuk melakukan peneraan alat ukur suhu thermocouple digital. Hubungan antara suhu pada termometer raksa dan thermocouple digital ditunjukkan dalam tabel berikut:
Gambar 4. Grafik Peneraan Thermocouple Digital terhadap Termometer Raksa Sumber : Dokumen praktikan, 2022
Persamaan regresi linear yang menyatakan hubungan antara suhu thermocouple digital dan termometer raksa dalam gambar 4 sesuai dengan persamaan (5) yaitu :
T2 = 1,0027 T1 – 0,5521 (17)
Dalam grafik diperoleh T2 percobaan dan T2 persamaan. Pada grafik dapat diketahui bahwa terdapat titik-titik yang kurang berhimpitan dengan garis. Hal ini disebabkan karena terdapat kesalahan relatif rata-rata sebesar 0,1290% yang membuat data tidak tepat berhimpitan dengan sempurna satu sama lain. Nilai kesalahan relatif terbesar dalam percobaan ini ditunjukkan pada pengukuran suhu air + garam yaitu sebesar 0,2125%. R-square yang
T2 = 1.0027 T1 - 0.5521 R² = 0.9998
270 290 310 330 350 370 390
270 290 310 330 350 370 390
Suhu Thermocouple T2 (K)
Suhu Termometer Raksa T1 (K)
T2 Percobaan T2 Persamaan Linear (T2 Percobaan)
18 bernilai 0,9998 memberi tahu bahwa hasil perhitungan akurat karena nilainya hampir mendekati satu dan lebih besar dari nilai R-square pada poengukuran dengan termometer alkohol sehingga data yang diperoleh cukup baik karena mendekati linier.
Penyimpangan data hasil pengukuran dapat terjadi karena adanya kesulitan pada percobaan. Kesulitan yang dihadapi pada tahapan ini adalah mencari daerah uji dengan titik yang memiliki nilai suhu konstan. Pada tahap pengukuran, suhu naik dan turun dengan cepat yang ditunjukkan pada skala termometer karena persebaran panas yang tidak merata sehingga sulit dipastikan nilai suhu yang terukur secara tepat dan akurat. Selain itu, terjadi kesulitan pada proses pemegangan termometer karena pegangan pada ujung termometer merupakan tali yang menyebabkan posisi termometer tidak stabil. Tali digunakan untuk pegangan agar suhu tubuh tidak mengganggu perhitungan suhu sampel.
2. Pengukuran Kenaikan Titik Didih Larutan
Pada percobaan pengukuran kenaikan titik didih larutan digunakan dua buah larutan yaitu larutan garam natrium klorida (NaCl) dan larutan gula dari glukosa anhidrat. Kenaikan titik didih termasuk ke dalam sifat koligatif larutan karena tidak bergantung pada jenis zat terlarut, tetapi hanya bergantung pada konsentrasi partikel dalam larutan. Kenaikan titik didih terjadi pada larutan dengan zat terlarut termasuk dalam zat non-volatil yaitu zat yang tidak mudah menguap. Hubungan konsentrasi zat terlarut dan kenaikan titik didih dinyatakan dalam persamaan (13) yang menunjukkan bahwa kedua variable berbanding lurus sehingga semakin banyak konsentrasi zat terlarut maka titik didih larutan akan menjadi naik. Grafik berikut ini menunjukkan hubungan molalitas dan kenaikan titik didih pada larutan garam dan larutan gula :
19 Gambar 5. Grafik Hubungan Molalitas dan Kenaikan Titik Didih pada
Larutan Garam
Sumber : Dokumen praktikan, 2022
Grafik hubungan molalitas dan kenaikan titik didih pada gambar 5 menunjukkan bahwa semakin besar massa zat yang terlarut maka semakin naik titik didih dari larutan tersebut. Massa zat terlarut dinyatakan secara tersirat didalam nilai molalitas. Penambahan konsentrasi garam NaCl dalam larutan membuat titik didihnya semakin meningkat. Larutan ini termasuk ke dalam larutan elektrolit sehingga titik didihnya dipengaruhi oleh faktor van Hoff yang merupakan efek zat terlarut terhadap kenaikan titik didih karena terjadinya penguraian ion-ion. Berdasarkan data pada grafik, dapat diketahui bahwa molalitas larutan garam lebih besar daripada molalitas larutan gula karena adanya penguraian ion-ion garam NaCl dalam pelarut sebab larutan garam NaCl termasuk dalam larutan elektrolit. Larutan gula merupakan larutan non elektrolit sehingga jumlah zat terlarut cenderung tetap karena tidak terurai menjadi ion-ion. Semakin banyak zat yang terlarut di dalam sebuah larutan maka akan meningkatkan interaksi antara zat pelarut dan zat terlarut sehingga akan menurunkan tekanan uap larutan. Suatu zat cair akan mendidih apabila tekanannya sama dengan tekanan udara di sekitar, sehingga untuk mencapai tekanan yang sama dengan lingkungan maka diperlukan energy yang lebih banyak lagi. Hal ini akan memberi arti bahwa
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0
0.8 1.3 1.8 2.3 2.8 3.3
Kenaikan Titik Didih (ΔTb), ℃
Molalitas Larutan Garam, molal
ΔTb Persamaan
ΔTb Percobaan Termometer Alkohol ΔTb Percobaan Thermocouple
20 terdapat kenaikan titik didih karena sistem berusaha untuk mencapai tekanan yang sama dengan lingkungan agar dapat mendidih.
Gambar 6. Grafik Hubungan Molalitas dan Kenaikan Titik Didih pada Larutan Gula
Sumber : Dokumen praktikan, 2022
Grafik hubungan molalitas dan kenaikan titik didih pada larutan gula yang ditunjukkan pada gambar 6 memberi tahu bahwa penambahan massa zat terlarut yang dinyatakan dalam molalitas akan meningkatkan nilai titik didih dari sebuah larutan. Peningkatan molalitas larutan gula akan meningkatkan interaksi antara zat pelarut dan zat terlarut sehingga akan menurunkan tekanan uap dari larutan. Larutan dikatakan mendidih apabila tekanannya sama dengan tekanan udara atmosfir. Oleh karena itu, untuk meningkatkan tekanan sistem, maka larutan gula akan menyerap lebih banyak energi kalor agar proses pendidihan dapat terjadi. Dengan kata lain, titik didih larutan akan semakin naik seiring dengan pertambahan molalitas larutan.
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0
0.5 1.0 1.5 2.0
Kenaikan Titik Didih (ΔTb), ℃
Molalitas Larutan Gula, molal
ΔTb Persamaan
ΔTb Percobaan Termometer Alkohol ΔTb Percobaan Thermocouple
21 Gambar 7. Grafik Perbandingan Kenaikan Titik Didih Larutan Garam dan
Larutan Gula
Sumber : Dokumen praktikan, 2022
Grafik perbandingan kenaikan titik didih larutan garam dan larutan gula pada gambar 7 menunjukkan bahwa kenaikan titik didih larutan garam selalu lebih besar daripada kenaikan titik didih larutan gula. Hal ini disebabkan karena larutan garam NaCl bersifat elektrolit sehingga terjadi lebih banyak penguraian menjadi ion-ion daripada larutan gula yang bersifat non elektrolit. Larutan garam akan terionisasi menjadi dua ion yaitu natrium dan klorin sehingga menyebabkan interaksi antar zat yang terlarut yang menjadi ion dengan zat pelarut menjadi bertambah besar. Akibatknya terjadi penurunan tekanan uap yang lebih besar dibandingkan larutan gula yang tidak mengion. Sehingga, untuk mendidihkan larutan garam diperlukan kalor yang lebih banyak untuk menaikkan tekanan larutan agar sama dengan tekanan atmosfer. Oleh karena itu, dikatakan bahwa kenaikan titik didih larutan garam selalu lebih besar daripada kenaikan titik didih larutan gula.
Dalam dunia industri, prinsip kenaikan titik didih ini dimanfaatkan dalam proses penyulingan minyak bumi dan penyulingan gula. Pada proses penyulingan minyak bumi perlu diketahui titik didih masing-masing kandungan bahan tertentu dalam minyak bumi kemudian pada saat proses
0.0000 0.5000 1.0000 1.5000 2.0000 2.5000 3.0000 3.5000
0.0000 1.0000 2.0000 3.0000 4.0000
Kenaikan Titik Didih (K)
Molalitas (molal)
Kenaikan Titik Didih Larutan Garam
Kenaikan Titik Didih Larutan Gula
Linear (Kenaikan Titik Didih Larutan Garam)
Linear (Kenaikan Titik Didih Larutan Gula)
22 pemanasan suhunya dinaikkan secara perlahan agar zat terlarut dapat menguap dan dapat dipisahkan dari zat lainnya.
Pada proses penyulingan gula ada tahap yang memanfaatkan kenaikan titik didih pada cairan tebu dengan memperhatikan suhu titik didih yang dipengaruhi oleh konsentrasi gula dalam larutan yang akan digunakan untuk memantau tingkat kejenuhan larutan agar proses kristalisasi gula dapat berjalan dengan optimal.
VI. KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah :
1. Prinsip kerja termometer adalah dengan memanfaatkan perubahan volume zat cair atau gas karena pemuaian atau penyusutan karena adanya perubahan suhu. Prinsip kerja Thermocouple digital adalah dengan memanfaatkan prinsip pemuaian sistem bimetal yang terdiri dari dua logam yang berbeda karena adanya perubahan suhu yang kemudian diubah menjadi sinyal elektrik dengan outputnya berupa data tegangan yang menunjukkan suhu objek.
2. Hasil perhitungan peneraan alat ukur pada percobaan ini adalah : a. Termometer raksa dengan termometer alkohol
T2 (K) = 1,0042T1 – 1,2486
Kesalahan relatif rata-rata = 0,1366%
b. Termometer raksa dengan thermocouple T2 (K) = 1,0027T1 – 0,5521
Kesalahan relatif rata-rata = 0,1290%
3. Kenaikan titik didih berbanding lurus dengan konsentrasi zat terlarut dalam suatu larutan. Konsentrasi dapat dinyatakan dalam bentuk molalitas.
Semakin tinggi nilai molalitas suatu zat terlarut maka akan terjadi kenaikan titik didih larutan sehingga untuk mendidihkan larutan tersebut, diperlukan suhu yang lebih tinggi untuk proses pendidihannya.
23 Konsentrasi zat terlarut pada larutan garam lebih banyak daripada larutan gula karena larutan garam NaCl termasuk dalam larutan elektrolit sehingga terjadi penguraian menjadi ion-ion penyusunnya. Pada larutan gula tidak terjadi penguraian ion-ion sebab jenis ikatan antar atomnya merupakan ikatan kovalen dan buka ikata ion sehingga tidak terjadi penambahan konsentrasi. Konsentrasi yang semakin bertambah akan membuat terjadinya kenaikan pada titik didih larutan sesuai dengan hukum Roult.
Asisten, Yogyakarta, 21 Maret 2022
Althea Nathalie Winata Monika Dwi Lestari
PRAKTIKUM ANALISIS BAHAN 2022 20
POIN-POIN PENILAIAN NAMA :
NIM :
No. Penilaian Nilai Max
1 TUJUAN 2
2 METODOLOGI PERCOBAAN 20
3 ANALISIS DATA 20
4 PEMBAHASAN 50
Grafik hasil peneraan termometer alkohol dan thermocouple terhadap termometer raksa. Bahas persamaan yang paling mewakili data percobaan berdasarkan kesalahan relatif dan jika ada hasil yang
menyimpang.
10
Kesulitan-kesulitan yang dialami pada tahap tersebut. 5 Grafik molalitas terhadap ΔTb dengan thermocouple dan
termometer alkohol pada larutan garam (1 grafik). Bahas grafiknya, jika terdapat penyimpangan antara data percobaan dengan garis persamaan, berikan alasannya.
10
Grafik molalitas terhadap ΔTb dengan thermocouple dan termometer alkohol pada larutan gula (1 grafik). Bahas grafiknya, jika terdapat penyimpangan antara data percobaan dengan garis persamaan, berikan alasannya.
10
Membandingkan perbedaan kenaikan titik didih antara larutan gula dan garam yang dijelaskan melalui grafik hubungan molalitas terhadap ΔTb (1 grafik).
10
Menjelaskan manfaat atau penerapan prinsip kenaikan titik
didih di dunia industri. 5
5 KESIMPULAN 8
TOTAL 100
MONIKA DWI LESTARI 21/476783/TK/52507
