4301411085_manuskrip praktikum pilihan 2

5/24/2018 4301411085_manuskrip Praktikum Pilihan 2

1/10

PENURUNAN TITIK BEKU

Istikomatul Fatonah, Aulia Safitri

Lab. Kimia Fisika Jurusan Kimia Universitas Negeri Semarang

Gedung D8 Lt 2 Sekaran Gunungpati Semarang, Indonesia

[email protected], 089675690013

Abstrak

Percobaan penurunan titik beku yang bertujuan untuk menentukan titik beku larutan

dan melihat perubahan titik beku suatu pelarut yang telah ditambahkan zat lain.

Percobaan ini menggunakan asam asetat pekat sebagai pelarut, naftalena, dan zat yang

ingin dicari massa molarnya yang dalam hal ini menggunakan natrium asetat.

Penambahan naftalena sebagai zat terlarut bertujuan untuk mencari konstanta

penurunan titik beku (Kb) dan penambahan zat X (natrium asetat) untuk mencari

masaa molekul zat tersebut. Percobaan ini diselesaikan dengan menggunakan

persamaan Clausius Clapeyron dan Hukum Roult. Percobaan dilakukan dengan

mengambil 15 mL asam asetat pekat dalam gelas beker dan untuk menurunkan

suhunya menggunakan balok-balok es. Penurunan suhu diamati setiap 30 detik hingga

terbentuk padatan kristal asam asetat dan suhunya konstan. Perlakuan yang sama

dilakukan dengan menambahkan naftalena dan zat X (natrium asetat). Suhu konstan

asam asetat pekat adalah 11C, pada penambahan naftalena suhu konstan hanya 3,5C

dan pada penambahan zat X suhu konstan pada 10C. Dari data yang diperoleh

didapatkan hasil perhitungan berupa Kb sebesar 60,37749/C dan massa molar zat X

sebesar 480,7125.

Kata Kunci: hukum roult; konstanta titik beku; massa molar; Penurunan titik beku;

persamaan clausius Clapeyron.

Pendahuluan

Titik beku suatu zat merupakan suhu di mana wujud padat dan wujud cair berada

dalamkesetimbangan termal.Pada titik beku, benda sedang mengalami perubahan wujud

dari cair ke padat atau dari padat ke cair dan selama perubahan wujud, suhu benda selalu

tetap. Suhu akan tetap sama meskipun pada kondisi tersebut terjadi penambahan atau

pengurangan kalor selama tekanan sama. Sistem hanya akan berubah menjadi lebih banyak

padat atau lebih banyak zat cairnya. Suhu hanya akan berubah jika hanya tersisa satu fase,

baik fase padat saja atau fase cair saja. Perubahan tekanan juga akan mampu untuk merubah

suhu, namun jika selisihnya masih kecil tidak terlalu berpengaruh (Keenan, 1984).

Sifat larutan berbeda dengan sifat pelarut murninya. Terdapat empat sifat fisika yang

penting yang besarnya bergantung pada banyaknya partikel zat terlarut tetapi tidak

bergantung pada jenis zat terlarutnya. Keempat sifat ini dikenal dengan sifat koligatif

larutan. Sifat ini besarnya berbanding lurus dengan jumlah partikel zat terlarut. Sifat

koligatif tersebut adalah tekanan uap, titik didih, titik beku, dan tekanan osmosis. Menurut

hukum sifat koligatif, selisih tekanan uap, titik beku, dan titik didih suatu larutan dengan
http://gurumuda.net/kesetimbangan-termal.htmhttp://gurumuda.net/kesetimbangan-termal.htm


2/10

tekanan uap, titik beku, dan titik didih pelarut murninya, berbanding langsung dengan

konsentrasi molal zat terlarut. Larutan yang bisa memenuhi hukum sifat koligatif ini disebut

larutan ideal. Kebanyakan larutan mendekati ideal hanya jika sangat encer. Penurunan

tekanan uap larutan menyebabkan titik beku larutan menjadi lebih rendah dari titik beku

pelarut murninya (Castellan: 1983).

Roult menyatakan bahwa tekanan uap dari komponen yang dapat menguap dari

suatu larutan, berbanding lurus dengan fraksi molnya dalam larutan tersebut. Tekanan uap

adalah potensial kimia zat pada tekanan 1 atm. Hubungan dari Hukum Raoult ini berlaku

bagi tiap komponen yang dapat menguap dari suatu larutan ideal. Untuk larutan ideal

komposisi uap tiap komponennya yang dapat menguap dapat ditentukan dengan

menerapkan hukum Raoult tersebut dengan mengetahui tekanan total zat tersebut (Atkins:

2006).

Pada umumnya hanya sedikit larutan yang memenuhi hukum Raoult, larutan yang

tidak memenuhi hukum Raoult adalah larutan non ideal. Pada larutan ideal dengan zat

pelarut A dan zat terlarut B, apabila tarikan larutan dan pelarut atau pelarut dengan pelarut

sama maka kalor pelarutnya sama dengan nol. Jika tarikan antara pelarut dan zat terlarut

lebih besar daripada tarikan antar pelarut atau antar zat terlarutnya maka proses

pelarutannya adalah eksoterm Hsoln < 0. Pada kondisi eksoterm terjadi ikatan hidrogen

antara pelarut dengan zat terlarut sehingga tekanan uap larutan lebih kecil daripada tekanan

gas ideal menurut hukum Raoult. Penyimpangan hukum Raoult seperti itu disebut

penyimpangan negatif. (Supardi, 2008)

Hukum sifat koligatif untuk penurunan titik beku larutan berlaku pada larutan

dengan zat terlarut atsiri (volatile) maupun tak-atsiri (nonvolatile). Berdasar hukum

tersebut, penurunan titik beku larutan dari titik beku pelarut murninya berbanding lurus

dengan molalitas larutan.

Tf = Kf. m

Tf = penurunan titik beku larutan.

Kf = penurunan titik beku molal pelarut.

m = konsentrasi larutan dalam molal.

Menurut hukum Roult:

P = X1x P0 Dimana:

P : Tekanan uap pelarut


3/10

P0 : Tekanan uap pelarut murni

X1: Mol fraksi padatan murni.

Dari persamaan diatas di dapat ln, sehingga persamaan menjadi:

Menurut Clausius Clapeyron:

sehingga diperoleh rumus

()

(Zumdahl/Zumdahl/DeCoste : 2007)

Tujuan dari percobaan ini yaitu: 1) memperoleh konstata penurunan titik beku

larutan asam asetat dengan menggunakan persamaan Clausius Clapeyron dan Hukum Roult,

2) mengetahui pengaruh penambahan zat terlarut terhadap penurunan larutan asam asetat 3)

menentukan berat molekul zat terlarut x dengan menggunakan persamaan Clausius

Clapeyron dan Hukum RoultPercobaan ini bertujuan untuk memperoleh konstanta penurunan titik beku (Kf) dari

larutan asam asetat pekat, mencari massa molar suatu zat X yang dilarutkan dalam asam

asetat dengan mengetahui perubahan suhu yang terjadi selama percobaan.

Metode

Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah asam asetat pekat dari

Merck, naftalena padat dari Merck, dan natrium asetat padat dari Merck. Ala-alat yang

digunakan adalah gelas beker 25 mL PYREX sebanyak 2 buah, gelas ukur 25 mL PYREX,

termometer alkohol dengan skala 100C, spatula, statif, stopwatch, palu, dan baskom

plastik.

Percobaan dimulai dengan menyiapkan termostat sederhana. Termostat tersebut

dibuat dari pecahan es batu yang diletakkan pada baskom. Fungsi termostat ini untuk

menurunkan suhu larutan. Statif diletakkan disamping baskom dan termometer

digantungkan pada statif. Termometer diletakkan diatas baskom berisi es batu. Asam asetat

pekat diambil sebanyak 15 mL dengan menggunakan gelas ukur. Asam asetat tersebut


4/10

kemudian dipindahkan dalam gelas beker. Pengambilan ini dilakukan sebanyak 2 kali.

Pengambilan dilakukan dalam lemari asam dikarenakan asam asetat pekat memiliki bau

yang tajam.

Asam asetat dalam gelas beaker diukur suhu awalnya, dan pelan-pelan dimasukkan

dalam termostat sambil tetap diukur suhunya. Pencatatan suhu dilakukan setiap 30 detik

untuk meminimalisir kesalahan. Pencatatan suhu dihentikan saat suhu sudah menunjukkan

konstan dan kristal sudah terbentuk. Gelas beker kemudian diangkat dan dan suhunya

dinaikkan minimal 5C. Suhu asam asetat dinaikkan agar zat terlarut yang akan

ditambahkan dapat larut. Zat yang ditambahkan adalah naftalena pada gelas beker pertama

dan zat X di gelas beker kedua. Larutan diaduk agar zat terlarut cepat larut dan homogen.

Suhu awal larutan diukur dan kedua gelas beker kembali dimasukkan dalam termostat dan

diukur kembali penurunan suhunya setiap 30 detik hingga terbentuk kristal dan suhu

konstan.

Data yang diperoleh dalam praktikum ini adalah perubahan suhu pada asam asetat

pekat (T1), campuran asam asetat pekat dengan naftalein (T2), dan campuran asam asetat

pekat dengan natrium asetat (T3) ketika suhu konstan dan mulai terbentuk Kristal. Massa

naftalein (G2), massa asam asetat pekat (G1), massa natrium asetat (G3). Konstanta

penurunan titik beku (Kf) dan massa molekul diperoleh dari perhitungan menggunakan

kombinasi rumus Clausius Clayperon.

Hasil Dan Pembahasan

Hasil dari penimbangan natrium asetat dan naftalena didapatkan 0,25 gram. Hasil

pengamatan terhadap suhu konstan dari asam asetat pekat murni (T1), campuran asam asetat

pekat dan naftalein (T2), dan campuran asam asetat pekat dan natrium asetat (T3) adalah

11C, 3,5C, dan 10C. Tabel 1 menunjukkan perubahan suhu yang terjadi pada setiap

larutan dalam interval waktu 30 detik. Sebenarnya dalam percobaan didapatkan dua hasil

pengamatan perubahan suhu pada larutan asam asetat pekat, namun pada akhirnya dalam

pembahasan dan perhitungan hanya digunakan satu data agar lebih valid dalam perhitungan

dan agar lebih mudah dalam membandingkan. Perbedaan hasil ini dimungkinkan karena

paralaks dalam penggunaan termometer.

Tabel 1. Kenaikan Suhu Tiap 30 detik

Waktu (s) Asam asetat (T1)

Asam asetat +

Naftalena (T2)

Asam Asetat

+ zat X (T3)

0 25 22 1830 20 20 11


5/10

60 19 18 11

90 17 16,5 10

120 16 15 10

150 15 12 10

180 14 11 10

210 12 10 10

240 11 9,5 10

270 11 8,5 10

300 11 7,5 10

330 11 7 10

360 6,5 10

390 6

420 5,5

450 5

480 3,5510 3,5

540 3,5

570 3,5

Dari tabel diatas dapat diketahui bersama bahwa penambahan zat tertentu mampu

menurunkan titik beku suatu pelarut. Pada penambahan naftalena, penurunan titik beku

sangat drastis sementara pada penambahan natrium asetat hanya menurunkan titik beku

sangat sedikit.

Untuk memperjelas perbedaannya maka dapat dilihat pada kurva di gambar1.

Gambar 1. Kurva suhu banding waktu.

Garis warna merah menunjukkan penurunan suhu pada pada campuran asam asetat

dan zat X (natrium asetat). Garis biru muda menunjukkan penurunan suhu Garis warna biru

0

5

10

15

20

25

30

0 100 200 300 400 500 600

s

u

t

u

(

0

C)

waktu (s)

Asam asetat

Asam Asetat + Naftalena

Asam Asetat + Zat X


6/10

menunjukkan perubahan suhu pada larutan asam asetat pekat dan naftalena dan garis biru

tua menunjukkan perubahan suhu pada asam asetat pekat.

Suhu konstan pada campuran asam asetat dan natrium asetat lebih besar daripada

suhu konstan pada campuran asam asetat pekat dan naftalena. Hal ini menunjukkan bahwa

Tb pada larutan asam asetat dan naftalena lebih besar dibandingkan larutan asam asetat

dan natrium asetat. Menurut Clausius Clapeyron, dikarenakan berat molekul zat terlarut

berbanding terbalik dengan perubahan suhu (Tb), yaitu

dimana M2

adalah berat molekul zat terlarut dan G1adalah massa zat pelarut, seharusnya Tb larutan

asam asetat dan naftalena lebih rendah dibandingkan larutan asam asetat dan natrium asetat.

Sementara itu diketahui massa molar naftalena sebesar 128,19 g/mol dan massa molar

natrium asetat sebesar 82.03 g/ mol.

Dari data diatas diperoleh Konstata penurunan titik beku asam asetat sebesar

60,37749 K kg/mol dan massa molar zat x (dalam praktikum ini digunakan natrium asetat)

adalah 961,42 g/mol dilakukan dengan penggabungan Hukum Roult dan Persamaan

Clausius Clapeyron.

Namun berdasarkan Castellan (1983), titik beku asam asetat seharusnya adalah

16,6C, dan konstata penurunan titik bekunya (Tb) adalah 3.57 K kg/mol. Jika demikian,

maka seharusnya suhu konstan campuran asam asetat pekat dengan naftalein (T2) adalah16,16C, dan suhu konstan campuran asam asetat pekat dengan natrium asetat (T3) adalah

15,9C dengan berat molekul natrium asetat yang sebenarnya adalah 82,03.

Hasil dari percobaan ini sangat jauh dengan hasil yang sesungguhnya. Hal tersebut

dapat disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya kurang terencananya kegiatan

praktikum, kesalahan metode atau langkah yang dilakukan oleh praktikan, seperti dalam

persiapan termostat sederhana yang tidak memikirkan bahawa suhu dalam termostat

sederhana sendiri tidak konstan sehingga akan mempengaruhi suhu pada larutan. Selain itu

kesalahan dalam menggunakan termometer juga ikut mempengaruhi. Dalam pengukuran

suhu larutan seharusnya ujung termometer tidak diperkenankan untun menyentuh dinding

ataupun dasar dari gelas beker, namun beberapa kali kesalahan tersebut terjadi sehingga

mempengaruhi data pengamatan. Selain itu, dalam menentukan titik beku larutan, sangat

susah untuk mendapatkan suhu konstan karena lingkungannya yang tidak mendukung,

maka titik beku larutan tidak perlu menunggu suhu konstan, namun melihat pada suhu

berapa larutan memunculkan kristal untuk pertama kalinya.


7/10

Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah: 1) Titik beku suatu

larutan lebih rendah dibandingkan titik beku pelarut murninya. 2) Massa molekul zat

terlarut mempengaruhi besarnya penurunan titik beku larutan, yaitu senakin kecil massa

molar zat terlarut semakin besar perubahan titik beku larutan tersebut. 3) Dalam praktikum

diperoleh konstata penurunan titik beku sebesar 60,37749 K kg/mol dan massa molar zat x

(dalam praktikum ini digunakan natrium asetat) sebesar 961,425 g/mol.

Daftar Pustaka

Atkins, Peter and De Paula, Julio. 2006. Atkins Physical Chemistry. London : Oxford

University Press.

Castellan, Gilbert W. 1983. Physical Chemistry 3rd Edition. Massachusetts: Addison-

Wesley Publishing Company.

Harjito, 2013, Panduan penulisan manuskrip., diunduh di

www.facebook.com/groups/chemisfun/shshhsnshhhs.pdf pada tanggal 1 Oktober

2013.

Keenan. 1984.Ilmu Kimia untuk Universitas. Jakarta: Erlangga

Supardi, Imam Kasmadi, M.Si dan Luhbandjono, Gatot. 2008. Kimia Dasar II. Semarang :

Unnes Press

Zumdahl, Steven S, dkk, 2007, World of Chemistry, Boston : Houghton Mifflin Company


8/10


9/10


10/10

4301411085_manuskrip praktikum pilihan 2

Documents