PENETAPAN MASSA MOLAR BERDASARKAN PENURUNAN TITIK BEKU

PERCOBAAN VII

I.                  JUDUL PRAKTIKUM

PENETAPAN MASSA MOLAR BERDASARKAN PENURUNAN TITIK BEKU

II.               HARI, TANGGAL

SELASA, 19 MARET 2014

III.           TUJUAN PERCOBAAN

1.      Menetapkan titik beku cairan murni dan titik beku larutan dalam pelarut yang bersangkutan.

2.      Menetapkan massa molar dan senyawa yang tidak di ketahui berdasarkan penurunan titik beku.

IV.           PERTANYAAN PRA PRAKTEK

1.      Sebanyak 1,20 gram senyawa yang memiliki rumus C₈H₈O dilarutkan dalam  15.0 ml sikloheksana C₆H₁₂(dengan kerapatan 0.779 gram/ml). Hitunglah molalitas larutan ini?

Jawab :

Diketahui  : Massa C₈H₈O            = 1.20 gram

Mr C₈H₈O                   = (ArC x 8) + (ArH x 8) + (ArO x 1)

= (12 x 8) + (1 x 8)+(16 x 1)

= 96 + 8 + 16

= 120 mol/gram

Volume C₆H₁₂             =15.0 ml

Kerapatan C₆H₁₂         = 0.779 gram/ml

Ditanya     : Molalitas = …

Dijawab     :

Massa pelarut(C₆H₁₂) dapat dicari menggunakan rumus kerapatan;

Massa        = rho x v 

                  = 0,779 x 15

= 11,685 gram

Molalitas   =  (massa/Mr) x (1000/massa pelarut)

= 0.01 x 85,5798

= 0,856 molal

2.      Hitunglah penurunan titik beku ∆H_f larutan pada soal no 1 tetapan titik beku molal (k_f) untuk sikloheksana 20.0 Km^-1?

Jawab :

Diketahui  : m = 0,856 molal

                    k_f = 20 Km^­-1

Ditanya     : ∆Tf = …

Dijawab     : ∆Tf    = mx kf

                              = 0,856 x 20

                              = 17,12⁰

3.      Asam asetat, CH₃COOH terurai dalam air menjadi H⁺ dan . larutan tersebut diberi label 0.1 m CH₃COOH yang mempunyai titik beku hasil pengukuran -0.190 ⁰C hitunglah persentase pengukuran CH₃COOH?

Jawab :

Diketahui  : Mr CH3COOH         = (ArC x 2)+(ArH x 4)+(ArO x 2)

= (12 x 2)+(1 x 4)+(16 x 2)

= 24 + 4 + 32

=60 gram/mol

Konsentrasi kemolalan            = 0.1 m

Tf                                = -0,19 ⁰C

Ditanya     :Presentase pengukuran = …

Dijawab     : ∆Tf    = 0 - Tf

= 0 – (-0,19)

= 0,19

Kf        = 1,86

∆Tf      = m x kf x i

i          = ∆Tf   / mkf

= 1,0215

I           = 1 +(n-1)ά

ά          = (i - 1) / (n - 1)

=0,0215

% ά      =0,0215 x 100%

= 2.15%

V.               LANDASAN TEORI

Peralihan wujud suatu zat di tentukan oleh suhu dan tekanan conohnya air pada tekanan 1atm mempunyai titik didih 100 0C dan titik beku 0 0C. jika air mengandung zat terlarut yang sukar menguap , maka titik didihnya akan lebih besar  dari 100 0C dan titik bekunya lebih kecil dari 0 0C. perbedaan itu di sebut kenaikan titik didih(∆Tb) dan dapat menurutkan titik beku(∆Tf). Kejadian tersebut dapat di terangkan menggunakan  bantuan diafragma fase air, kita ingat bahwa suatu cairan akan mendidih bila tekanan berasal dari tekanan luar, yaitu 1 atm. Akan tetapi jika ada zat terlarut, maka tekanan uapnya turun sebesar ∆p atau cc0. Akibatnya untuk mendidih diperlukan suhu lebih yaitu sampai titik D. perbedaan suhu itu, sebesar CD. Disebut kenaikan titik didih (∆Tb).

Penurunan tekanan uap  larutan tidak  hanya pada suato 100 0C, tetapi juga pada suhu yang lebih rendah sampai ketitik tripel. Hal itu menyebabkan  garis kesetimbangan cair-gas CO bergeser manjadi  DO1. Penggeseran itu menyebabkan titik tripel pindah O ke O1. Sejalan dengan itu, garis kesetimbangan  padat-cair (BO), juga bergeser ke kiri yaitu ke B1O1. Hal ini mempunyai pengaruh pada titik beku larutan yaitu lebih rendahan dari titik beku air murni. Perbedaan itu di sebabkan penurunan titik beku (∆Tf)(Syukri.1999:271).

           Apabila suatu zat dilarutkan dengan zat pelarut, maka sifat larutan itu dibedakan dari sifat pelarut murni. Contohnya , larutan gula yang berbeda sifat dengan air nmurni biasa. Sifat-sifat larutan yang ada seperti rasa, warna ph dan kekentalan tergantung pada jenis dan konsentrasi  zat yang terlarut. Pengaruh jenis zaat yang terlarut kecil sekali sejauh zat yang terlarut  itu tergolong non elektrolit  dan tidak mengandung uap , sedangkan sifat  tidak tergantung pada  jenis zat yang terlarut tetapi hanya pada konsentrasi  partikelnya disebut dengan sifat sifat koligatif suatu larutan (Susanto.2007:128).

Larutan akan terjadi apabila terjadinya kesetimbangan antara pelarut dengan zat yang terlarut . pelarut merupakan zat yang mendiskripsikan  zat tersebut dan mempunyai masa molekul relative lebih besar dari zat lain/ zat yang di campurkan. Zat terlarut merupakan zat yang terdispersi (tersebut secara merata di dalam pelarut). Adapun yang termasuk kedalam sifat-sifat koligatif suatu larutan adalah penurunan titik beku (∆Tf), kenaikan titik didi(∆Tb), penurunan titik uap(∆p) dan tekanan osmotic(n =  m x RT).

Sifat koligatif larutan adalah sifat fisis  larutan yang hanya tergantung pada jumlah partikel zat terbentuk dan tidak tergantung dari jenis zat tersebut (Purba.200:331).

Titik beku larutan adalah suhu pada saat mulai terbentuk padataan (membeku) selisih antara titik beku dengan titik beku larutan disebut penurunan titik beku (∆ Tf).

∆Tf = titik beku pelarut – titik beku larutan.

Rumus penurunan titik beku:

∆Tf              = Kf . m

                    = Kf . gram/Mr . 1000/kg(pelarut)

Keterangan :

∆Tf       = penurunan titik beku larutan dalam ⁰C

Kf         = tetapan penurunan titik beku molal dalam ⁰C/m

M          = molalitas larutan dalam mol/kg(pelarut)

g           = masssa zat terlarut dalam satuan gram

p           = massa pelarut dalam gram (sitorus,dkk.2004:14).

            

             Titik beku larutan lebih rendah dari pada titik beku pelarut murni larutan gula misalnya, membeku di bawah suhu 0 ⁰C. selisih antara titik beku larutan dengan titik beku pelarut disebut penurunan titik beku larutan (Tf).

             Penurunan titik beku larutan ini juga sebanding dengan konsentrasi yang terlarut. Dan hubungan ini dapat dinyatakan  dengan rumus:

∆Tf      = m . Kf

Seperti halnya kenaikan tititk didih, maka penurunan titik  beku larutan ini juga dapat dipakai untuk menentukan berat molekul zat  yang dilarutkan, yaitu ;

∆Tf = Kf . wb/Mb . 1000/wa

Jadi, mb = Kf . wb . 1000/∆ Tf . wa (sastrawijaya.1994:84).

Akibat dari penurunan uap larutan ialah turunya titik beku. Dengan mengukur besarnya ∆Tf, dapat di tentukan berat molekul dari zat terlarut. Cara ini disebut krioskropis. Cara krioskopis lebih baik dari pada cara ebulioskopis. Karena pada cara ebulioskopis zat zat kimia dapat berubah pada titik didih zat pelarut (sukardjo.1990:76).

Suatu cairan murni mendingin  suhuu terus turun sampai cairan membeku suhu akan tetap. Jika semua bahan telah membeku, suhu akan turun lagi jika anda membuat plot suhu terhadap waktu pembekuan, maka titik beku adalah yang ditunjukkan oleh garis datar pada grafik.

Larutan akan memperlihatkan prilaku pendinginan yang berbeda dengan cairan murni. Suhu larutan akan turun lebih rendah tetapi belum membeku, kemudian suhu turun lagi perlahan lahan sewaktu pembekuan berlangsung berlangsung. “Lewat dingin” artinya suhu turun dibawah titik beku lalu naik lagi (Epinur,dkk.2011:52-53).

Perubahan wujud zat ditentukan 0leh suhu dan tekanan. Contohnya air pada tekanan 1 atm mempunyai titik didih 100 ⁰C dantitik beku 0 ⁰C. jika air mengandung zat terlarut dan sukar yang sukar menguap (missal gula), maka titik didihnya akan lebih besar dari 100 ⁰C dan titik bekunya lebih kecil dari 0 ⁰C. perbedaan itu disebut penurunan titik beku (∆Tf). Suatu cairan akan mendidih bila tekanan uapnya sama dengan tekanan luar, yaitu 1 atm. Akan tetapi jika ada zat trlarut, maka tekanan uapnya turun sebesar sigma p atau CC¹. Akibatnya, untuk mendidih diperlukan suhu lebih. (Syukri.1999:371),

Larutan akan memperlihatkan pendinginan yang berbeda  dengancairan murni, temperatur larutan  akan turun lebih rendah tetapi larutan itu sendiri belum membeku. Ketika larutan membeku  yang membeku adalah pelarutnya, contoh es yang terbentuk di permukaaan  lainnya yang terdapat dibawahnya tidak akan membeku. Larutan akan menjadi pekat dan titik bekunya akan makin rendah, jadi suatu larutan itu tidak akan membeku pada suhu yang sama , suhu tergantung pada tekanan uapnya (basgot.1994:228).

VI.           ALAT DAN BAHAN

a.       Alat

Ø  Tabung reaksi besar

Ø  Gugus sumbat dengan dua lubang

Ø  Thermometer

Ø  Statif dan klem

Ø  Kawat kasa

Ø  Batang pengaduk

Ø  Gelas piala

b.      Bahan

Ø  Es

Ø  Air

Ø  Garam

Ø  25 ml p-xilena

VII.        PROSEDUR KERJA

A.    Penetapan pelarut murni

25 ML P-XILENA

 

-          dimasukkan dalam tabung reaksi

-          disumbat dan dijepit seperti pada gambar

-          diaduk dengan kawat pengaduk

-          perhatikan suhu hingga mencapai 18⁰C

-          catat perubahan suhu setiap 15 menit sampai p-xilena

-         

HASIL

tabung diangkat,dan biarkan p-xilena mengental

B.     Penerapan massa molar senyawa yang tidak diketahui

2-2.5 GRAM SENYAWA

 

-          ditimbang dengan ketelitian tinggi

-          dialihkan secara kualitatif ke dalam tabung sampai semua zat larut

-          ditetapkan titik beku larutan p-xilena

-          mencatat perubahan suhu setiap 15 menit

-         

HASIL

melakukan pengadukan selama percobaan

VIII.    DATA PENGAMATAN

A.    Penetapan titik beku larutan murni

1.      Pembacaan buret akhir            14 ml

Pembacaan buret awal                        15 ml

Volume p-xilena yang di gunakan      15 ml

Catatan: data diambil dari literature lain

2.      Dari hasil pengamatan yang kami lakukan dapat kami peroleh sebagai berikut:

No	Waktu (sekon)	Suhu (0C)
1	15	10
2	30	0
3	45	-2
4	60	-3
5	75	-4
6	90	-5
7	105	-6

B.     Penetapan massa molar senyawa yang tidak diketahui

1.      Massa tabung dan senyawa    22.1 gram

Massa tabung                          18.1 gram

Massa senyawa                       4 gram

2.      Percobaan B yang kami peroleh dari hasil pengamatan kami adalah:

No	Waktu (sekon)	Suhu (0C)
1	15	15
2	30	0
3	45	-3
4	60	-5
5	75	-6

IX.           PEMBAHASAN

A.    Penetapan titik beku pelarut murni

Pada percobaan penetapan titik beku larutan murni kami tidak menentukan dengan menggunakan biuret. Pada kesempatan kali ini kami (kelompok 4) tidak melakukan  praktikum secara langsung namun kami hanya menganalisis berdasarkan percobaan yang di lakukan oleh  mahasiswa yang telah melakukan praktikum sebelumnya, sehingga data yang kami dapat yaitu: volume p-xilena kami hanya membutuhkan sebanyak 25 ml.

Sebelum dilakukan percobaan, terlebih dahulu dilakukan penyiapan alat dan bahan. Kemudian dirakit alat-alat berupa tabung reaksi disumbat dengan gabus dan dibuat dua lubang pada gabus tersebut sebagai tempat kawat pengaduk dan termometer. Setelah merakitkan semua alat kemudian siapkan gelas piala yang telah diisi dengan pendingin, yaitu campuran air, es dan garam. Disini garam berguna untuk memperlambat pencairan pada es. Karena garam merupakan media pengisi ruang diantara es sehingga es tidak mudah mencair.

Selanjutnya tabung reaksi dimasukkan p-xilena sebanyak 25 ml. tabung reaksi dijepit dengan menggunakan penjepit dan dimasukkan kedalam gelas piala yang telah diisi dengan campuran pendingin tadi. Suhu p-xilena diukur dengan menggunakan termometer dan jika telah mencapai 18^oc, suhu dicatat setiap 15 sekon sampai p-xilena membeku.

Penetapan suhu yang kami dapatkan setelah membaca suhu pada alat pengukur suhu(thermometer) berdasarkan perubahan waktu yaitu dapat kami sajikan seperti di bawah ini:

1.      Setelah 5 sekon suhu yang kami dapat adalah 10 ^oC

2.      Setelah 30 sekon suhu yang kami dapat adalah 0 ^oC

3.      Setelah 45 sekon suhu yang kami dapat adalah -2 ^oC

4.      Setelah 60 sekon suhu yang kami dapat adalah -3 ^oC

5.      Setelah 75 sekon suhu yang kami dapat adalah -4 ^oC

6.      Setelah 90 sekon suhu yang kami dapat adalah  -5 ^oC

7.      Setelah 105 sekon suhu yang kami dapat adalah  -6 ^oC

Diketahui masa molar senyawa C₆H₄(CH₃)₂ adalah 106 gram/mol.

v  Massa = rho x volume

            =0.816 gram/ml x 5 ml

            = 4.08 gram

v  ∆Tf     = Kf x m

            = Kf  x

            = Kf x

            = 1.86 x 0.0385 x 40

            =2,864^oc

v  ∆Tf                    = Tf pelarut murni – Tf larutan

Tf larutan           = 0 – 2,864^oc

                           = - 2,864^oc

           

Berdasarkan kurfa di atas dapat dilihat  bahwa setelah thermometer suhu menunjukkan suhu 18 ⁰C p-xilena dengan cepat suhunya turun. Seperti yang telah di gambarkan pada grafik pada 15 detik pertama suhunya mencapai 10 ⁰C.  dan kemudian suhunya turun hingga 30 detik suhunya turun hingga mencapai 0 ⁰C dan angka itu menunjukkan suhu pembekuan air. Hingga suhu yang kami catat menggunakan thermometer suhunya mencapai -6 ⁰C pada detik ke 105.

B.     Penetapan masa molar senyawa yang tidak diketahui

Untuk meentukan massa molar senyawa yang tidak diketahui sebelumnya dengan menambahkan  2 sambai 2,5 gram senyawa kedalam tabung berisi  p-xilena hingga larut ke dalamnya. Setelah semua zat terlarut didalamnya maka kita akan menentukan titik beku pada larutan p-xilena, setelah percobaan ini kami lakukan ternyata kami dapat sajikan sebagai berikut:

No	Waktu(sekon)	Suhu (0C)
1	15	24
2	30	15
3	45	0
4	60	-3
5	75	-5
6	90	-6

Dari table di atas dapat kita mencari masa molar dengan menggunakan rumus:

∆Tf      = 15 ⁰C  -  (-5 ⁰C)

                = 20 ⁰C

    ∆Tf      = Kf x m

    ∆Tf      = Kf x

    20 ⁰C   = 4.3  x

    Mr       = 57,33 gram/mol

Perhitunganya ini, didapatkan dengan menarik dan garis yaitu pada suhu awal dan akhir. Yaitu 24 ⁰c menjadi 15 ⁰C yang denganku selanjutnya pada suhu -10 ⁰C menjadi -5 ⁰C

Kurva hasil Pengamatan

Berdasarkan kurva di atas dapat dilihat  bahwa setelah thermometer suhu menunjukkan suhu 18 ⁰C p-xilena dengan cepat suhunya perlahan lahan turun. Seperti yang telah di gambarkan pada grafik pada 15 detik pertama suhunya mencapai 24 ⁰C, dan kemudian suhunya turun hingga 30 detik suhunya turun hingga mencapai 15 ⁰C. Kemudian suhunya turun hingga 45 detik suhunya turun hingga menjadi 0⁰C dan angka itu menunjukkan suhu pembekuan air. Pada waktu ke 60 detik suhu yang tercatat -3^oC, waktu ke 75 detik suhu yang tercatat -5^oC dan pada 90 detik suhu yang tercatat -6^oC.

X.               DISKUSI

Dan percobaan yang telah di lakukan titik beku larutan ditetapkan titik beku larutan berubah. Pada percobaan kali ini dilakukan dua percobaan yaitu:

A.    Penetapan titik beku pelarut murni

Dari percobaan ini, yang awalnya percobaan dilakukan adalah praktikan hasil yang dilakukan adalah titik beku larutan berubah ubah di karenakan ketika suatu larutan dibekukan ketika sebagian pelarut murni  membeku maka zat terlarut akan memasak pelarut yang belum beku. Dengan dimiliki larutan  makin pekat. Maka rendah titik bekunya. Jadi, proses pembekuan tidak terjadi pada suhu total, tetapi pad suhu yang semakin lama semakin rendah.

Penurunan titik beku tidak bergantung pada jumlah ion, tetapi pada konsentrasi dan jumlah partikel dalam larutan. Berdasarkan percobaan ini, titik beku pelarut murnilebih tinggi dari pada titik beku larutan. Menurut literatur titik beku p-xilena adalah -25^oc, namun pada percobaan ini didapat -17,22^oc, dalam percobaan mungkin terjaadi kesalahan dalam menghitung data, karena data- data yang diketahui belum lengkap. Kami juga mengambil data dari literatur yang data percobaan yang dilakukan oleh praktikan. Semua ini dikarenakan kami belum berhasil membekukan p-xilena karena waktu yang diberikan sangat singkat dan sangan lama untuk membekukan p-xilena, oleh karena itu percobaan ini tidak dilakukan secara total.

Berdasarkan percobaan yang telah kami lakukan didapat data sebagai berikut yatu setelah thermometer suhu menunjukkan suhu 18 ⁰C p-xilena dengan cepat suhunya turun. Seperti yang telah di gambarkan pada grafik pada 15 detik pertama suhunya mencapai 10 ⁰C.  dan kemudian suhunya turun hingga 30 detik suhunya turun hingga mencapai 0 ⁰C dan angka itu menunjukkan suhu pembekuan air. Hingga suhu yang kami catat menggunakan thermometer suhunya mencapai -6 ⁰C pada detik ke 105.

B.     Penetapan masa molar yang tidak diketahui

Dalam penentapan massa molar ini, kami hanya memahami sedikit prosedur kerjanya. Namun percobaan ini tidak kami lakukan, kami hanya mengambil dari data dan literatur.

Dari data dan literatur yang kami dapat diperoleh data sebagai berikut yaitu setelah thermometer suhu menunjukkan suhu 18 ⁰C p-xilena dengan cepat suhunya perlahan lahan turun. Seperti yang telah di gambarkan pada grafik pada 15 detik pertama suhunya mencapai 24 ⁰C, dan kemudian suhunya turun hingga 30 detik suhunya turun hingga mencapai 15 ⁰C. Kemudian suhunya turun hingga 45 detik suhunya turun hingga menjadi 0⁰C dan angka itu menunjukkan suhu pembekuan air. Pada waktu ke 60 detik suhu yang tercatat -3^oC, waktu ke 75 detik suhu yang tercatat -5^oC dan pada 90 detik suhu yang tercatat -6^oC.

XI.           PERTANYAAN PASCA PRAKTEK

1.      Asam apa yang terjadi pada perhitungan massa molar dan kemungkinan kesalahan terjadi

a.       Sejumlah kecil p-xilena menguap selama praktikum

b.      Zat asing terhadap p-xilena

Jawab:

a.       volume akan berkurang sehingga masa molarnya akan bertambah besar karena secara sistematis bila masa zat berurang akan memprkecil mol nya dan akan secara nyata akan memperbesar massa molar relative(Mr).

b.      massa zat tersebut berubah menjadi larutan, dengan massa molar yang didapat akan lebih kecil

2.      Diketahui 3.39 gram urea(H2HCONH2) bila dilarutkan kedalam 98 gram pelarut,  titik beku  pelarut lebih rendah dari 7.8 ⁰C hitunglah tetapan titik beku.

Jawab:

∆Tf            = Kf x 

7.8 = Kf x

7.8 =Kf x 0.0565 x 10.2041

Kf  = 0.0739  ⁰C/mol

3.      Sebanyak 88 gram zat dilarutkan dalam 393 ml benzena kemudian larutan tersebut membeku pada -0.5 0C titik brku normal benzene 5.5 0C dan tetapan titik beku 5.12 0C/mol dengan ratapan benzene  0.874 gram/mol.

Jawab :

Diketahui  :

Tf larutan = -0.5 0C

Tf pelarut = 5,5 0C

Kf larutan = 5.12 0C/mol

Ditanya     : massa relatif = …

Dijawab     :

Maka ∆Tf              = Tf pelarut – Tf larutan

                              = 5.5 – (-0.5)

                              = 6⁰C

Massa benzene      = kerapatan x volume

                              =0.819 gram/ml x 393 ml

                                                =345.67 gram

∆Tf                        = Kf x m

                              =Kf x n . 1000/v

6⁰C                        =5.12 x  (88/Mr) x ( 1000/345,67)

Mr                         =217 gram/mol

4.      Ketika 3.5 gran zat dalam 20 ml air yang memiliki titik beku -1.25 0C, dan memiliki Kf air 186 0C/mol tentukan masa molar zat tersebut.

Jawab :

∆Tf            = Kf x m

                  = Kf x n . 1000/v

1.26           =1.06 x (35/Mr) x (1000/20)

Mr            =260 gram/ mol

XII.        KESIMPULAN

1.      Titik beku cairan murni dan larutan dapat ditentukan dari penurunan suhu zat, keadaan stasioner menunjukkan titik beku yang dimaksud.

2.      Menentukan titik beku pelarut juga dapat ditentukan dengan persamaan:

∆Tf = Kf x m

∆Tf = Tf pelarut – Tf larutan

3.      Penetapan titik beku senyawa  dapat di gunakan untuk menetapkan massa molar  dari suatu senyawa.

4.      Penurunan titik didih dan kemolalan suatu larutan memenuhi hubungan sebagai berikut;

         ∆Td= Kd x m

      ∆Td = Td larutan - Td pelarut

XIII.    DAFTAR PUSTAKA

Basgot, dkk. 1994. Kimia Universitas. Jakarta: Erlangga

Petruci. 1992. Kimia Dasar. Jakarta: Erlangga

Purba.2000.kimia Dasar Jilid 1. Surakarta: Erlangga

Susanto.2008. Kimia Dasar. Jakarta: Erlangga

Syukri,S.1999. kimia Dasar 1. Bantung: institute teknologi bandung