KELARUTAN SEBAGAI FUNGSI TEMPERATUR
I.TUJUAN PERCOBAAN
Memahami pengertian larutan jenuh,menentukan harga kelarutan dan mengetahui pengaruh temperatur terhadap kelarutan suatu zat
Dapat menentukan panas pelarutan suatu zat
II.DASAR TEORI
Kelarutan zat terlarut diketahui dari konsentrasi dalam larutan jenuhnya ,biasanya dinyatakan dalam banyaknya mol zat terlarut per liter larutan jenuh (Petrucci dan Suminar,1992).
Kelaruta(s) suatu endapan menurut defenisi adalah sama dengan konsentrasi molar dari larutan jenuhnya (Vogel , 1990).Larutan jenuh merupakan larutan dimana zat terlarutnya (molekul atau ion) telah maksimum pada suhu tertentu .Untuk zat elektrolit yang sukar larut ,larutan jenuhnya dicirikan oleh nilai Ksp .Nilai Ksp pada suhu 250 C telah didafatar.Jika larutan mengandung zat terlarutnya melebihi jumlah maksimum kelarutannya pada suhu tertentu , maka dikatakan bahwa larutan telah lewat jenuh(Mulyono,2005).Kelarutan bergantung pada berbagai kondisi seperti suhu , tekanan ,konsentrasi bahan – bahan lain dalam larutan itu,dan pada komposisi pelarutnya.
Perubahan kelarutan dengan tekanan tak mempunyai arti penting yang praktis dalam anlisis anorganik kualitatif,karena semua pekerjaan dilakukan dalam bejana terbuka pada tekanan atmosfer ; perubahan yang sedikit dari tekanan atmosfer tak mempunyai pengaruh yang berarti atas kelarutan.Terlebih penting adalah perubahan kelarutan dengan suhu.Umumnya dapat dikatakan bahwa kelarutan endapan bertambah besar dengan kenaikan suhu ,meskipun dalam beberapa hal yang istimewa (seperti kalium sulfat) terjadi hal yang sebaliknya. Laju kenaikan dengan suhu berbeda-bedadalam beberapa hal sangat kecil sekali dsalam hal-hal lainnya sangat besar (Vogel,1990).
Secara matematis hubungan antara suhu dan kelarutan diberikan dalam persamaan Van’t Hoff sebagai:
dlnS/dT=∆H/〖RT〗^2
dlnS=∆H/〖RT 〗^2 dT
∫_S1^S2▒〖dlnS=∫_T1^T2▒∆H/〖RT〗^2 〗 dT
ln S2/S1=∆H/R (-1/T2-(-1/T1) )
ln S2/S1=∆H/R (1/T1-1/T2)
ln〖S2/S1〗=∆H/R ((T2-T1)/T2T1)
Alkalimeteri adalah pengukuran konsentrasi basa dengan menggunakan larutan baku asam, bisa asam kuat atau asam lemah.Titrasi adalah proses mengukur volume larutan yang terdapat dalam buret yang ditambahkan ke dalam larutan lain yang diketahui volumenya sampai terjadi reaksi sempurna.( http://arifqbio.multiply.com/journal/item/7,3 November 2009).Contoh titrasi alkalimetri:
Titrasi asam kuat oleh basa kuat
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Titrasi asam lemah oleh basa kuat
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
III.ALAT DAN BAHAN
Alat
Termostat 0 – 500C
Thermometer -10 – 700C
Tabung reaksi besar
Buret 50 ml
Statip
Erlenmeyer 250ml 2 buah
Pipet ukur 10 ml
Pengaduk
Bahan
Larutan asam oksalat jenuh
Larutan standar NaOH 0,5 M
Indicator pp
Kristal garam dapur
Es batu
Air ledeng
Air panas
IV.CARA KERJA
a 150 ml asam oksalat dimasukkan dalam tabung reaksi
b Termostat berupa wadah yang berisi campuran air ledeng,garam dapur, dan batu es
c Posisi tabung reaksi diatur sehingga seluruh bagian larutan jenuh tercelup
d Larutan diaduk sampai tercapai kesetimbangan ,misalnya pada suhu 00C
e 10 ml asam oksalat diambil (pengambilan diatur sehingga tidak ada asam oksalat yang ikut terambil)
f Dititrasi dengan larutan 0,5 M NaOH dengan indikator pp (titrasi dilakukan sebanyak 2X
g 10 ml asam oksalat diambil dan dititrasi sebanyak 2X pada suhu 5,10,1,20,25,dan 300C
V.HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
Data Hasil Percobaan
Kenaikan Temperatur
No T(K) V1(ml) V2(ml) V NaOH V rata-rata(ml)
1 278.15 23.5 23.5 23.5
2 283.15 25.5 26 25.75
3 288.15 32 33.2 32.6
4 293.15 34.2 38.9 36.55
5 298.15 38.2 38.5 38.35
6 303.15 38.9 39.8 39.35
∆H = 15680.204 joule/mol
= 15.68 k joule/mol
Penurunan Temperatur
No T(K) V1(ml) V2(ml) V rata-rata(ml)
1 303.15 17 22.5 19.75
2 298.15 23 21 22
3 293.15 29.5 32 30.75
4 288.15 36 36.5 36.25
5 283.15 34 36.3 35.15
6 278.15 42 42.1 42.05
∆H = 21757.738 joule/mol
= 21.76 k joule/mol
Pembahasan
Percobaan yang berjudul kelarutan sebagai fungsi temperatur ini bertujuan untuk memahami pengertian larutan jenuh, menentukan harga kelarutan dan mengetahui pengaruh temperatur terhadap kelarutan suatu zat serta dapat menentukan panas pelarutan suatu zat. Panas pelarutan atau entalpi pelarutan merupakan entalpi yang diperlukan atau dilepaskan jika 1 mol zat dilakukan dalam sejumlah pelarut sehingga diperoleh konsentrasi tertentu dari larutan.Dalam percobaan ini kita akan menentukan panas pelarutan dari asam oksalat.Asam oksalat merupakan asam dikarboksilat dengan rumus kimia H2C2O4 (atau dapat ditulis (COOH)22H2O) ;padatan kristal,tak bewarna ,dan bersifat racun. Digunakan dalam laboraturium sebagai pereaksi analitik (larutan baku), untuk bahan pengelantang, pembersih logam, dan untuk pembuatan senyawa organik.
Pada percobaan ini kita melihat bagaimana kelarutan dari H2C2O4 pada berbagai temperatur .Termostat merupakan wadah yang berisi garam, air ledeng, dan batu es yang berfungsi untuk menurunkan suhu H2C2O4 sehingga nantinya kita juga dapat melihat kelarutan H2C2O4 pada suhu rendah.Tujuan penambahan NaCl adalah untuk menurunkan titik beku campuran didalam termostat agar dapat mencapai suhu yang rendah yaitu dibawah titik beku air.
Pada perobaan ini dibagi menjadi dua kelompok .Kelompok yang pertama mengamati perubahan kelarutan H2C2O4 jika suhunya dinaikkan dan kelompok kedua mengamati perubahan kelarutan H2C2O4 jika suhunya diturunkan. Kelompok yang pertama mengamati kelarutan H2C2O4 pada suhu 5,10,15,20,25, 300C dan kelompok kedua sebaliknya ,yaitu yaitu mengamati perubahan kelarutan pada suhu 30,25,20,15,10,50C. 10 ml larutan asam oksalat diambil pada pada setiap suhu diatas .Kemudian larutan dititrasi dengan larutan NaOH 0.5 M .Titrasi ini merupakan titrasi asam lemah oleh basa kuat yang biasa disebut sebagai titrasi alkalimetri.Adapun reaksinya adalah sebagai berikut:
H2C2OH + NaOH → NaHC2O4 + H2O
Sebelum H2C2O4 dititrasi oleh NaOH ,terlebih dahulu kedalam larutan H2C2O4 ditambahkan indikator pp (fenolftalein). Fenolftalein merupakan senyawa organik yang mempunyai rumus molekul C20H1404 ; padatan kristal ,tak bewarna ,larut dalam alkohol dan pelarut organik ; rentang perubahan pH nya adalah 8,2 – 10. Pemilihan indikator pp ini adalah karena titrasi ini merupakan titrasi asam lemah oleh basa kuat yang memiliki titik ekuivalen diatas 7. Hal itu cocok dengan rentang perubahan pH dari indikator pp .Indikator pp tidak bewarna dalam suasana asam dan bewarna merah muda dalam suasana basa.
Dalam reaksi titrasi ini kita menghitung berapa banyak volume NaOH yang dibutuhkan untuk menitrasi 10 ml larutan H2C2O4.Mol NaOH merupakan hasil kali antara konsentrasinya dengan volume NaOH yang dibutuhkan.Kelarutan H2C2O4 dinyatakan sebagai jumlah mol NaOH setiap 1000 gram larutan .
Setelah mengetahui volume NaOH yang diperlukan untuk menitrasi 10 ml H2C2O4 maka kemudian kita bisa menentukan harga s(kelarutan) sebagai jumlah mol NaOH dalam 1000 gram larutan .Kemudian dibuat grafik hubungan antara 1/T (K-1) pada sumbu x dan lnS pada sumbu y. Persamaan garisnya adalah sebgai berikut:
lnS=-∆H/R 1/T+C
y = m x
R = konstanta gas umum (8.314 joule mol-1K-1)
m =- ∆H/R
∆H =-mR
Dari grafik hubungan antara 1/T vs lnS kita dapat menentukan nilai m sabagai kemiringan garisnya. Dengan mengetahui harga m kita bisa menentukan panas pelarutan (∆H) nya. Dalam hal ini kita akan mendapatkan dua buah grafik yaitu grafik hubungan antara 1/T vs lnS jika suhunya dinaikkan serta grafik 1/T vs lnS jika suhunya diturunkan .
Dari grafik hubungan antara 1/T vs lnS jika suhunya dinaikkan didapatkan nilai m nya -1886. Dan ∆H nya 15680.204 joule/mol atau 15.68 k joule/mol. Sedangkan dari grafik hubungan antara 1/T vs lnS jika suhunya diturunkan didapatkan nilai m nya -2617. Dan ∆H nya 21757.738 joule/mol atau 21.76 k joule/mol. Harga ∆H dari kedua percobaan diatas bernilai positif ,hal itu berarti kelarutan asam oksalat bersifat endotermis.Selain dari grafik hasil percobaan, sifat kelarutan asam oksalat juga dapat dilihat dari data hasil percobaan. Data hasil percobaan menunjukkan bahwa volume NaOH yang dibutuhkan untuk menitrasi 10 ml H2C2O4 bertambah jika suhunya dinaikkan dan berkurang jika suhunya diturunkan. Jumlah volume NaOH yang dibutuhkan berbanding lurus dengan kelarutan H2C2O4.
Harga ∆H untuk kedua percobaan diatas tidaklah sama besar, hal itu disebabkan oleh berbagai faktor, diantaranya tingkat ketelitian dalam penentuan titik ekuivalen dan jumlah volume NaOH yang terpakai berbeda karena praktikan yang melakukan percobaan pertama berbeda dengan praktikan yang melakukan percobaan kedua .
VI.KESIMPULAN
Larutan jenuh merupakan larutan dimana jumlah zat terlarutnya (molekul atau ion) telah maksimum pada suhu tertentu .
Untuk larutan H2C2O4 semakin tinggi temperatur maka kelarutannya juga akan semakin besar.
∆H untuk percobaan pertama adalah 15.68 k joule/mol
∆H untuk percobaan kedua adalah 21.76 k joule/mol
Kelarutan asam oksalat(H2C2O4) bersifat endotermis
DAFTAR PUSTAKA
Day,R.A.dan A.L.Underwood.Analisis Kimia Kuantitatif.Jakarta:Erlangga.
Dogra,S.1990.Kimia Fisikdan Soal-Soal.Jakarta:Universitas Indonesia.
HAM,Mulyono.2005.Kamus Kimia.Jakarta:Bumi Aksara.
http://arifqbio.multiply.com/journal/item/7,3 November 2009.
Petrucci ,Ralph H.1992.Kimia Dasar “Prinsip dan Terapan Modern.Jakarta:Erlangga.
Pudaatmaka ,A Hadyana.2002.Kamus Kimia.Jakarta:Balai Pustaka.
Vogel .1990.Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro.Jakarta:PT Kalman
Media Pustaka.
Perhitungan
nilai S
v H2C2O4 ≅ v H2O
berat H2C2O4 ≅ 10 ml × ρ H2O = 10 ml × 1 gr/ml
= 10 gr
NaOH yang diperlukan untuk titrasi = a ml
Mol NaOH
a (23.5 ml)/(1000 ml)×0.5 mol =0.01175 mol
b (25.75 ml)/(1000 ml)×0.5 mol=0.01375 mol
c (32.6 ml)/(1000 ml)×0.5 mol =0.0163 mol
d (36.55 ml)/(1000 ml)×0.5 mol=0.018375 mol
e (38.35 ml)/(1000 ml)×0.5 mol=0.019175 mol
f (39.35 ml)/(1000 ml)×0.5 mol=0.019675 mol
Untuk 1000 gram larutan
mol NaOH=(1000 gram)/(10 ml .1 gram/ml) (a ml)/(1000 ml)×0.5 mol
=(a×0.5 mol)/10ml=x
a mol NaOH=(23.5 ml×0.5 mol)/(10 ml) =1.175 mol
b mol NaOH=(25.75 ml×0.5 mol)/(10 ml) =1.2875 mol
c mol NaOH=(32.6 ml×0.5 mol)/(10 ml) =1.63 mol
d mol NaOH=(36.55 ml×0.5 mol)/(10 ml) =1.8275 mol
e mol NaOH=(38.35 ml×0.5 mol)/(10 ml) =1.9175 mol
f mol NaOH=(39.35 ml×0.5 mol)/(10 ml) =1.9675 mol
s=x/(1000 gram)=y mol/1000 gram
a s= 1.175 mol/1000 gram
b s=1.2875 mol/1000 gram
c s= 1.63 mol/1000 gram
d s= 1.8275 mol/1000 gram
e s= 1.9175 mol/1000 gram
f s= 1.9675 mol/1000 gram
Penentuan ∆H
Buat grafik lnS vs 1/T
lnS=-∆H/R 1/T+C
y = m x
R = konstanta gas umum (8.314 joule mol-1K-1)
m =- ∆H/R=-1886
∆H =-mR
=-(-1886)8.314
=15680.204 joule/mol
=15.68 kjoule/mol
Mol NaOH
a(42.05 ml)/(1000 ml)×0.5 mol=0.021025 mol
b (35.15 ml)/(1000 ml)×0.5 mol=0.017575 mol
c (36.25 ml)/(1000 ml)×0.5 mol=0.018125 mol
d (30.75 ml)/(1000 ml)×0.5 mol=0.015375 mol
e (22 ml)/(1000 ml)×0.5 mol=0.011 mol
f (19.75 ml)/(1000 ml)×0.5 mol=0.009875 mol
Untuk 1000 gram larutan
mol NaOH=(1000 gram)/(10 ml .1 gram/ml) (a ml)/(1000 ml)×0.5 mol
=(a×0.5 mol)/10ml=x
a mol NaOH=(42.05 ml×0.5 mol)/(10 ml) =2.1025 mol
b mol NaOH=(35.15 ml×0.5 mol)/(10 ml) =1.7575 mol
c mol NaOH=(36.25 ml×0.5 mol)/(10 ml) =1.8125 mol
d mol NaOH=(30.75 ml×0.5 mol)/(10 ml) =1.5375 mol
e mol NaOH=(22 ml×0.5 mol)/(10 ml) =1.10mol
f mol NaOH=(19.75 ml×0.5 mol)/(10 ml) =0.9875 mol
s=x/(1000 gram)=y mol/1000 gram
a s= 2.1025 mol/1000 gram
b s= 1.7575 mol/1000 gram
c s= 1.8125 mol/1000 gram
d s= 1.5375 mol/1000 gram
e s= 1.10 mol/1000 gram
f s= 0.9875 mol/1000 gram
Penentuan ∆H
Buat grafik lnS vs 1/T
lnS=-∆H/R 1/T+C
y = m x
R = konstanta gas umum (8.314 joule mol-1K-1)
m =- ∆H/R=-2617
∆H =-mR
=-(-2617)8.314
=21757.738 joule/mol
=21.76 kjoule/mol
Tidak ada komentar:
Posting Komentar