A.Tujuan

Melalui percobaan ini mahasiswa diharapkan dapat memahami apa yang dimaksud  larutan jenuh, dapat mengetahui pengaruh suhu terhadap kelarutan asam  oksalat dan dapat menentukan harga kelarutan asam oksalat pada berbagai suhu, kemudian dari harga kelarutan tersebut dapat dihitung panas pelarutan asam oksalat.

B.Dasar Teori

Jika kelarutan suhu  suatu sistem kimia dalam keseimbangan dengan padatan, cairan atau gas yang lain pada suhu tertentu maka larutan disebut jenuh. Larutan jenuh adalah larutan yang kandungan solutnya sudah mencapai maksimal sehingga penambahan solut lebih lanjut tidak dapat larut. Konsentrasi solut dalam larutan jenuh disebut kelarutan. Untuk solut padat maka larutan jenuhnya terjadi keseimbangan dimana molekul fase padat meninggalkan fasenya dan masuk ke fase cairan dengan kecepatan sama dengan molekul-molekul ion dari fase cair yang mengkristal menjadi fase padat.

Dalam larutan jenuh terjadi keseimbangan antara molekul zat yang larut dan yang tidak larut.keseimbangan itu dapat dituliskan sebagai berikut :

A(p)        A(l)

Dimana :

A (l) : molekul zat terlarut

A (p) : molekul zat yang tidak larut

Tetapan kesimbangan proses pelarutan tersebut :

K =

Dimana :

az : keaktifan zat yang larut

az : keaktifan zat yang tidak larut, yang mengambil harga satu untuk zat padat dalam  keadaan standar

yz : koefisien keaktifan zat yang larut

mz : kemolalan zat yang larut yang karena larutan jenuh disebut kelarutan

(Tim Kimia Fisika, 2011)

Hubungan antara keseimbangan tetap dan temperature subsolut atau kelarutan dengan temperature dirumuskan van’t hoff :

=

=

ln s =

log s =

atau ln  =

Dimana :

ΔH = panas pelarutan zat per mol (kal/g mol)

R = konstanta gas ideal (1,987 kal/g mol K)

T = suhu (K)

s = kelarutan per 1000 gr solut

Panas pelarutan yang dihitung ini adalah panas yang diserap jika 1 mol padatan dilarutkan dalam larutan yang sudah dalam keadaan jenuh. Hal ini berbeda dengan panas pelarutan untuk larutan encer yang biasa terdapat dalam table panas pelarutan. Pada umumnya panas pelarutan bernilai (+), sehingga menurut van’t hoff kenaikan suhu akan meningkatkan jumlah zat terlarut (panas pelarutan (+)) = endotermis. Sedangkan untuk zat – zat yang panas pelarutannya (-) adalh eksotermis. Kenaikan suhu akan menurunkan jumlah zat yang terlarut. (Tim Kimia Fisika, 2011)

Proses apa saja yang bersifat endotermis dalam satu arah adalah eksoterm dalam arah yang lain. Karena proses pembentukan larutan dalam proses pengkristalan berlangsung dengan laju dalam proses pengkristalan berlangsung dengan laju yang sama dengan kesetimbangan maka perubahan energy netto adalah nol. Tetapi jika suhu dinaikkan maka proses akan menyerap kalor. Dalam hal ini pembentukan larutan lebih disukai. Segera setelah sushu dinaikkan tidak berada pada kesetimbangan karena ada lagi zat yang melarut. Suatu zat yang menyerap kalor ketika melarut cenderung lebih mudah larut pada suhu tinggi. (Kleinfelter, 1996)

Kelarutan zat menurut suhu sangat berbeda – beda. Pada suhu tertentu larutan jenuh yang bersentuhan dengan zat terlarut yang tidak larut dalam larutan itu adalh sebuah contoh mengenai kesetimbangan dinamik. Karena dihadapkan dengan sistem kesetimbangn, dapat menggunakan prinsip le chatelier. Untuk menganalisis bagaimana gangguan itu pada sistem akan mempengaruhi kedudukan kesetimbangan. Gangguan ini antara lain perubahan pada suhu ini cenderung menggeser kesetimbangan kea rah penyerap kalor.

Jike pelarut dari zat terlarut lebih banyak merupakan peristiwa endoterm, seperti dinyatakan dalam persamaan :

Kalor + zat terlarut + larutan (l1)                        larutan (l2)

Dengan larutan (l2) lebih pekat daripada larutan(l1) maka kenaikan suhu akan meningkatkan kelarutan. Dengan kata lain, kesetimbangan bergeser ke kanan karena meningkatnya suhu. Untuk kebanyakan padatan dan cairan yang dilakukan dalam pelarut cairan, biasaarutannya kelarutan meningkat dengan kenaikan suhu.

Untuk gas, pembentukan larutan dalam cairan  hapir selalu eksoterm, sehingga ketimbangan dapat dinyatakan dengan :

Gas + larutan (1)              larutan (2) + kalor

Untuk kesetimabngan ini, peningkatan suhu malah akan mengusir gas dan larutan sebeb pergeseran ini ke kiri adalah endoterm. Karena itu gas hamppir selalu menjadi kurang larut dalam cairan jika suhunya dinaikkan. (Atkins, 1994)

Pengaruh temperatur dalam kesetimbangan kimia ditentukan dengan o dengan persamaan :  p =   yang disebut persamaan van’t hoff. Pada reaksi endoterm konstanta kesetimbangan akan naik seiring dengan naiknya termperatur. Pada reaksi eksoterm konstanta kesetimbangan akan turun dengan naiknya temperatur.

(Robert A Alberty Silbey, 1996)

Pada larutan jenuh terjadi kesetimbangan antara zat terlarut dalam larutan dan zat tidak larut. Dalam kesetimbangan ini, kecepatan melarut sama dengan kecepatan mengendap. Artinya konsentrasi zat dalam larutan akan selalu sama.

  1. Cara Kerja

Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah antara lain: tabung reaksi besar,  erlenmeyer, termometer , buret,  statif,  klem,  beaker glas 1000 ml , beaker  glass kecil,  pipet tetes , corong, pengaduk, pipet volume 10 ml, labu takar 100 ml, dan penangas air. Sedangkan bahan yang digunakan adalah antara lain: Asam oksalat jenuh, Larutan NaOH 0,05 M, Indikator PP, dan aquades.

Cara kerja dari percobaan kali ini adalah asam oksalat dibuat larutan jenuh pada suhu 50OC sebanyak 100 ml. Kemudian larutan asam oksalat jenuh dimasukkan ke dalam beker glass kecil. Beker glass kecil tersebut dimasukkan ke dalam beker glass besar yang berisi es batu dan garam. Kemudian termometer dimasukkan ke beker glass kecil. Larutan dalam tabung terus diaduk, bila suhu turun sampai 450C larutan dipipet 10 ml dan diencerkan 100 ml dalam labu takar. Begitu juga untuk penurunan suhu 40,35,30,25,20OC. Larutan dititrasi dengan NaOH 0,05 N, indicator PP 3 tetes. Volume NaOH yang dibutuhkan, dicatat dalam table pengamatan.

Kristal asam okasalat dilarutkan dalam aquades 50 ml pada suhu 60 OC sampai jenuh

Diagram alir :

Asam oksalat jenuh dimasukkan dalam beker glass kecil

Beker glass kecil masuk ke beker glass besar yang sudah diisi garam dan es batu

Tambahkan thermometer ke dalam beker glass kecil

Larutan diaduk, bila suhu turun sampai 40 OC larutan diambil 10 ml lalu diencerkan sampai 100 ml

Larutan yang diencerkan diambil 10 ml  ditambah indicator pp 3 tetes untuk dititrasi dengan NaOH 0,5 N

Dilakukan hal yang sama untuk penurunan suhu 30,20,10OC

Volume NaOH yang dibutuhkan dicatat dalam tabel pengamatan

Gambar 1. Diagram kerja kelarutan sebagai fungsi suhu

  1. Tabel Pengamatan

Tabel 1. Data pengamatan Titrasi Asam oksalat dan NaOH

No

T(0C)

 asam oksalat

V NaOH 0,05 M (ml)

V1

V2

V rata-rata

1

45

13,5

13,6

13,55

2

35

12,5

12,5

12,55

3

25

10,8

10,6

10,7

4

25

9,8

9,9

9,85

E.Analisis Data

  1. Kelarutan Asam oksalat
  2. Pada suhu  45

V1 =  V NaOH = 13,55 ml       N1 = N NaOH = 0,5N             V2 = V asam oksalat = 25 ml

Setelah pengenceran                                                              Sebelum Pengenceran

V1xN1 = V2xN2                                                                        V1xM1 = V2xM2

13,55x 0,5= 25xN2                                                                  10xM = 10×0,271

N2 = 0,271 N                                                               M = 0,271 M

Jadi kelarutan H2C2O4 = 0,0271 M. Analisis selanjutnya ada di lampiran.

Tabel 2. Tabel Kelarutan Asam oksalat dalam berbagai suhu

T (oK) s (M)
318 0,271
308 0,251
298 0,214
288 0,197
  1. Menentukan panas pelarutan Asam oksalat dengan perhitungan

Untuk T1 = 318 oK, T2 = 313 oK

Ln  =

Ln  =

0,053 =  ( -1,0209.10-4)

∆H       =-  J/mol. Analisis selanjutnya ada di lampiran.

  1. Kosentrasi asam oksalat sebelum dititrasi

M = x

= 3,33 M

  1. Menentukan panas pelarutan Asam oksalat dengan Grafik ln s vs 1/T

Tabel 3. Tabel Ln s dan 1/T

T (0 K)

1/T (K-1)

s

Ln s

318

0.003145

0,271

-1,3056

308

0,003247

0,251

-1,3823

298

0,003356

0,214

-1,5417

288

0,003472

0,197

-1,6245

Gambar 1. Grafik ln s vs 1/T

F. Pembahasan

Praktikum kelarutan sebagai fungsi suhu ini bertujuan untuk menentukan pengaruh suhu terhadap kelarutan suatu zat dan menghitung panas pelarutannya. Zat yang digunakan pada praktikum ini adalah asam oksalat. Digunakan asam oksalat karena kelarutannya sangat sensitive terhadap suhu sehingga dengan berubahnya suhu, kelarutan asam oksalat juga akan berubah selain itu asam oksalat memiliki kelarutan yang kecil bila dilarutkan dalam air.

Langkah pertama yang dilakukan pada praktikum ini adalah melarutkan Kristal asam oksalat ke dalam aquades 50 ml pada suhu 60 0C. asam oksalat dilarutkan sedikit demi sedikit hingga asam oksalatnya tidak dapat larut lagi dalam aquades tersebut. Larutan yang diperoleh tersebut merupakan larutan jenuh.

Reaksi pada saat terjadi kesetimbangan asam oksalat dalam aquades adalah :

H2C2O4(S) + H2O(l)                                 H2C2O4 (aq)

Pada saat pembuatan larutan jenuh yang perlu diperhatikan adalah larutan jangan sampai lewat jenuh, sehingga endapat yang dihasilkan tidak terlalu banyak. Untuk larutan jenuh, setelah terjadi kesetimbangan antara zat terlarut dalam larutan dan zat yang tidak larut maka dalam kesetimbangan tersebut kecepatan melarut sama dengan kecepatan mengendap yang artinya konsentrasi zat dalam larutan akan selalu tetap. Tetapi apabila kesetimbangan diganggu misalnya dengan cara suhunya dirubah, maka konsentrasi larutan akan berubah.

Setelah larutan jenuh selesai dibuat, langkah selanjutnya yaitu larutan asam oksalat jenuh dimasukkan dalam tabung reaksi besar yang suhunya selalu diamati dengan thermometer. Selanjutnya suhu diturunkan sampai 450C kemudian dipipet 10 ml untuk dititrasi dengan NaOH 0,5 N. Sebelum dititrasi, larutan diencerkan sebanyak 100 ml selanjutnya dipipet 25 ml untuk dititrasi dengan NaOH dan ditambahkan indicator pp 3 tetes. Titrasi dilakukan secara duplo (2 kali pengulangan). Untuk membuktikan bahwa bila suhu diturunkan, kelarutan zat juga turun sehingga dilakukan perlakuan yang sama untuk penurunan suhu sebesar 35, 35, 15 0C.

Dari hasil titrasi diperoleh volume NaOH. Volume NaOH tersebut digunakan untuk menghitung kelarutan asam oksalat. Kelarutan asam oksalat dapat dicari dengan rumus V1.M1  sehingga kelarutannya dapat diketahui. Molaritas zat yang larut disebut kelarutan karena larutan tersebut larutan yang jenuh.

Dari hasil perhitungan pada tabel 2 dapat disimpulkan bahwa apabila kelarutan semakin rendah maka volume NaOH yang diperlukan juga semakin kecil. Besarnya kelarutan dipengaruhi oleh faktor :

-          Jenis pelarut dan zat terlarut : bila zat pelarut sesuai dengan zat terlarut maka kelarutannya semakin besar

-          Pengadukan : semakin besar frekuensi pengadukan maka semakin banyak zat yang terlarut

-          Temperatur : semakin tinggi temperatur maka akan semakin besar kelarutannya

Berdasarkan harga kelarutan pada tabel 2, maka dapat dihitung panas pelarutannya dengan menggunakan persamaan Van’t Hoff sebagai berikut:

Ln          =

Dari persamaan diatas maka didapatkan 5 ∆H, kemudian dihitung harga rata-rata ∆H sebesar   J/mol. Selain menggunakan persamaan Van’t Hoff. Panas pelarutan Asam oksalat dapat dihitung menggunakan regresi linier. Sebelumnya dibuat grafik ln s vs 1/T seperti pada grafik 1. Sumbu x adalah 1/T sedangkan sumbu y adalah ln s. Maka grafik tersebut akan diperoleh persamaan

y  =  a + bx

Dimana

Ln s  =

↓               ↓      ↓       ↓

Y               b       x        a

Dari regresi linear dapat diperoleh slope, dimana slope adalah b =  , sehingga harga  dapat ditentukan. Harga  berdasarkan grafik 1. adalah sebesar    J/mol.

Setelah digunakan 2 cara yang berbeda untuk menghitung panas pelarutan maka didapatkan hasil yang sedikit berbeda, tetapi hasilnya sama-sama positif. Hal ini menunjukan bahea reaksi tersebut bersifat endoterm atau menyerap panas, sehingga terjadi perpindahan panas dari lingkungan ke sistem. Pada reaksi endotermis , semakin tinggi suhu maka semakin banyak zat yang larut.

  1. simpulan

Dari praktikum yang telah dilaksanakan dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

  1. Larutan jenuh merupakan suatu larutan sudah tidak dapat melarutkan lagi zat terlarutnya.
  2. Semakin tinggi suhu maka semakin besar kelarutan suatu zat
  3. Kelarutan asam oksalat dalam aquades pada berbagai suhu adalah
T (oK) s (M)
318 0,271
308 0,251
298 0,214
288 0,197
  1. Panas pelarutan dari percobaan diperoleh :

J/mol

  1. Saran

Saran yang dapat diberikan dalam praktikum kali ini adalah

  1. Dalam membuat larutan jenuh harus diperhatikan benar – benar apakah larutan tersebut sudah mengendap atau belum sehingga larutan nantinya tidak kelewat jenuh.
  2. Pada titrasi sebaiknya dilakukan duplo atau triplo bila data yang diperoleh memiliki selisih yang cukup jauh, karena biasanya praktikan yang melakukan titrasi kurang jeli dalam melihat perubahan warna.
  3. Pada saat pengambilan 10 ml asam oksalat yang telah jenuh menggunakan pipet volume sebaiknya ujung pipet volume diberi pipa silikon yang telah diisi dengan kapas atau glasswool untuk menghidari partikel – partikel kecil yang belum mengendap ikut masuk dalam pipet volume sehingga mengganggu hasil konsentrasi asam oksalat yang diperoleh pada suhu tertentu.
  1. Daftar Pustaka

Alberty, Robert A and Robert J.Silbey. 1996. Physical Chemistry 2nd edition. USA: John Wiley and sons inc.

Atkins, PW. 1994. Kimia Fsika. Jakarta: Elangga

Kleinfelter, Keenan. 1996. Kimia Untuk Universitas. Jakarta: Erlangga

Tim Dosen Kimia Fisik. 2011. Diktat Petunjuk Praktikum Kimia Fisik. Semarang :  Laboratorium Kimia Universitas Negeri Semarang

Mengetahui,                                                          Semarang, 10 Desember  2012

Dosen Pengampu                                                  Praktikan,

Ir. Sri Wahyuni, M.Si                                                    Siti Munawaroh

NIP                                                                              NIM. 4301410008

J. Lampiran

  1. Menghitung kelarutan asam oksalat
    1. Pada suhu  35

V1 =  V NaOH = 12,55 ml

N1 = N NaOH = 0,5 N

V2 = V asam oksalat = 25ml

Setelah pengenceran                                                  Sebelum Pengenceran

V1xN1 = V2xN2                                                            V1xM1 = V2xM2

12,55×0,5 = 25xN2                                                      25 x     = 25 x0,251

N2 = 0,251 N                                                               M         = 0,251 M

Jadi kelarutan kelarutan asam oksalat  = 0,251 M

  1. Pada suhu  25

V1 =  V NaOH = 10,7 ml

N1 = N NaOH = 0,5 N

V2 = V asam oksalat = 25 ml

Setelah pengenceran                                                  Sebelum Pengenceran

V1xN1 = V2xN2                                                                        V1xM1 = V2xM2

10,7 x0,5 = 25xN2                                                       25xM   = 25×0,214

N2 = 0,214 N                                                               M         = 0,214 M

Jadi kelarutan kelarutan asam oksalat = 0,214M

  1. Pada suhu  15

V1 =  V NaOH = 9,85 ml

N1 = N NaOH = 0,5 N

V2 = V asam oksalat = 25 ml

Setelah pengenceran                                                  Sebelum Pengenceran

V1xN1 = V2xN2                                                                       V1xM1 = V2 xM2

9,85×0,5 = 25xN2                                                        25xM   = 25 x0,197

N2 = 0,197 N                                                               M         = 0,197 M

Jadi kelarutan kelarutan asam oksalat = 0,197 M

  1. Kosentrasi asam oksalat sebelum dititrasi

M = x

= 3,33 M

  1. Menentukan panas pelarutan Asam oksalat dengan perhitungan

Untuk T1 = 308 oK, T2 = 318 oK

Ln  =

Ln  =

-0,145 =  ( -1,0209.10-4)

∆H       =-  J/mol.

Untuk T1 = 308 oK, T2 = 298 oK

Ln  =

Ln  =

-0,15947 =  ( -1,31045.10-5)

∆H          =  12169J/mol

Untuk T1 = 298 oK, T2 = 288 oK

Ln  =

Ln               =

-0,0827 =  ( -1,40146.10-5)

∆H       =  5900.98 J/mol

∆H rata-rata     =

=  J/mol

= 9959.14 J/mol

  1. Menentukan panas pelarutan Asam oksalat dengan Grafik ln s vs 1/T

T (0 K)

1/T (K-1)

s

Ln s

318

0.003145

0,271

-1,3056

308

0,003247

0,251

-1,3823

298

0,003356

0,214

-1,5417

288

0,003472

0,197

-1,6245

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s