LEMBAR PENGESAHAN
Laporan lengkap praktikum Kimia Fisik I dengan judul percobaan “Penentuan Berat Molekul (Mr) Berdasarkan Penurunan Titik Beku Larutan ” disusun oleh: Nama
: Sarifa
NIM
: 091314024
Kelas / Klp
: B / VI
Telah diperiksa dan diterima oleh Asisten dan Koordinator Asisten dan dinyatakan diterima.
Makassar, Koordinator Asisten
Juni 2011
Asisten
(Fandi Ahmad S.Pd)
(Akhwani Mutiara Dewi)
Mengetahui Dosen Penanggung Jawab
(Diana Eka Pratiwi, S.Si, M.Si)
A. Judul Percobaan
“Penentuan Berat Molekul (Mr) Berdasarkan Penurunan Titik Beku Larutan” B. Tujuan Percobaan
Tujuan percobaan ini adalah menentukan berat molekul (Mr) naftalena berdasarkan penurunan titik beku larutannya dalam pelarut benzene murni. C. Landasan Teori
Setiap zat mempunyai massa dan menempati ruang. Massa zat berbeda dengan bobot zat. Massa zat adalah jumlah zat yang ada dalam zat i tu. Karena itu, massa suatu zat tetap di mana pun ia berada. Sedangkan bobot zat dapat berubahubah tergantung pada tempatnya. Zat yang berada jauh dari permukaan bumi berbeda bobotnya dengan zat yang berada di permukaan bumi. Perbedaan ini disebabkan perbedaan gaya tarik bumi, makin ringan zat itu. Atom dan molekul mempunyai massa yang sangat kecil. Satuan yang lazim digunakan untuk menyatakan jumlah zat (seperti gram atau kilogram) terlalu besar bila digunakan untuk menyatakan jumlah atom dan molekul. Molekul terbentuk karena gabungan beberapa atom, maka bobot molekul (disebut juga bobot molekul nisbi) merupakan bilangan yang menyatakan jumlah bobot atom semua atom yang tercantum dalam rumus molekulnya (Rivai, 1995). Massa atom relatif (Ar) suatu unsur X dapat diperoleh melalui persamaan berikut: Ar X =
( )
Selain mengandung massa atom relatif (Ar) suatu unsur, kita dapat juga menentukan massa molekul relatif (Mr) suatu senyawa. Massa molekul relatif (Mr) suatu senyawa dapat diperoleh melalui persamaan berikut: Mr X =
( )
Bobot (massa) setiap atom dapat ditemukan dalam tabel periodik, sehingga massa suatu molekul dapat diperoleh dengan cara menambahkan massa setiap atom di dalam senyawa tersebut (Adam, 2011).
Titik leleh (atau titik beku) suatu zat ialah temperatur pada mana fase padat dan cair ada dalam kesetimbangan. Jika kesetimbangan semacam itu diganggu dengan menambahkan atau menarik energi panas, sistem akan berubah dengan membentuk lebih banyak zat cair atau lebih banyak zat padat. Namun temperatur akan tetap pada titik selama kedua fase itu masih ada. Titik didih suatu cairan berubah secara nyata dengan berubahnya tekanan luar. Tetapi, selisih tekanan yang kecil, seperti berubahnya tekanan udara, mempunyai pengaruh yang dapat diabaikan pada titik beku suatu cairan. Pertambahan tekanan yang besar memang menyebabkan fase yang volumenya lebih sukai, lebih disukai. Untuk kebanyakan zat, keadaan padat lebih rapat (volume lebih kecil untuk bobot tertentu) daripada keadaan cair. Beberapa zat, misalnya air dan bismuth, keadaan cairnya lebih banyak (Keenan, 1984). Seseorang yang bukan ilmuwan mungkin tidak akan pernah menyadari fenomena kenaikan titik didih, tetapai seorang pengamat yang jeli yang hidup di iklim dingin terbiasa dengan penurunan titik beku. Es di jalanan dan trotoar yang beku akan meleleh bial ditaburi garam seperti NaCl dan CaCl 2. Cara pelelehan semacam ini berhasil karena dapat menurunkan titik beku air. Penurunan titik beku, ΔTb, didefinisikan sebagai: ΔTb = Tbo - Tb o
Di mana Tb adalah titik beku pelarut murni, dan T b adalah titik beku larutan. Sekali lagi, ΔTb berbanding lurus dengan konsentrasi larutan: ΔTb α m ΔTb = Kb m Di mana dalam persamaan ini m adalah konsentrasi dari zat terlarut dalam satuan molaritas, dan K b adalah konstanta peurunan titik beku molal. Seperti halnya K d, o
Kb mempunyai satuan C/m (Chang, 2007). Bila zat terlarut yang tidak menguap dilarutkan dalam suatu pelarut, titik beku pelarut berkurang. Berkurangnya
T
f =
T
f ditentukan
sebagai :
(RT . f 2 ln x2 ) / ( H peleburan)
Jika Tf tidak besar sekali dan larutan tersebut ideal.
H peleburan adalah panas
peleburan molar dari pelarut, X 2 adalah fraksi mol zat terlarut dan T f adalah titik
beku sebenarnya. Untuk larutan sangat encer dan yang bersifat ideal, persamaan di atas menjadi lebih sederhana yaitu :
T
f =
Kf .m (Dogra, 2009).
Hubungan antara massa, massa molar (Ar ataupun Mr), dan jumlah partikel zat, dapat ditunjukkan melalui beberapa persamaan: Mol = massa unsur / Ar unsur Mol = massa senyawa / Mr senyawa Mol = jumlah partikel / bilangan Avogadro dengan mengetahui massa atom relatif (Ar) unsur-unsur penyusun senyawa, kita dapat menentukan massa molekul relatif (Mr) senyawa tersebut. Massa molar senyawa (dalam satuan gram) sama dengan massa molekul relatifnya (dalam satuan amu) (Adam, 2011). D. Alat dan Bahan
1. Alat: a. Tabung reaksi besar 1 buah b. Batang pengaduk 1 buah c. Gelas kimia 500 mL 1 buah d. Gelas ukur 50 mL 1 buah 0
e. Termometer -10 sampai 100 C 2 buah f.
Stopwatch 1 buah
g. Neraca analitik 1 buah h. Botol semprot 1 buah i.
Pipet tetes 6 buah
j.
Mortar dan lumpang 1 buah
k. Statif dan klem 1 buah l.
Piknometer 1 buah
m. Penjepit tabung 1 buah n. Spatula 1 buahoven 1 buah o. Eksikator 1 buah
2. Bahan a. Benzena (C6H6) b. Naftalena (C8H10) c. Es batu d. Aquadest e. Tissue E. Prosedur Kerja
1. Penentuan titik beku pelarut a. Mengukur 30 mL benzena dan memasukkan ke dalam tabung reaksi besar, menghitung volume benzena ke dalam satuan massa (gram). b. Menempatkan termometer dan batang pengaduk ke dalam tabung berisi pelarut. c. Meletakkan tabung beserta isinya dalam gelas kimia 500 mL, taburkan pecahan es batu di sekitar tabung dan menjalankan stopwatch. Melakukan pengadukan secara perlahan, merata dan kontinyu. d. Melakukan pembacaan dan pencatatan setiap 30 detik. e. Menghentikan percobaan dengan mengeluarkan tabung dari gelas jika skala termometer relatif tetap. 2. Penentuan titik beku larutan a. Menggerus sampel zat yang akan dilarutkan, lalu menimbang zat tersebut dengan jumlah tertentu sehingga jika dilarutkan ke dalam 30 mL benzena akan membentuk larutan dengan konsentrasi 0,25 molal. b. Memasukkan zat hasil penimbangan ke dalam tabung reaksi berisi dengan hati-hati dan diaduk sampai melarut. c. Meletakkan tabung di tengah gelas kimia, menaburi dengan pecahan es, menjalankan stopwatch dan selanjutnya memulai percobaan. Melakukan pencatatan seperti yang diterapkan pada pelarut. d. Menimbang lagi dengan teliti sejumlah zat terlarut dengan konsentrasi larutan menjadi 0.5 molal. e. Melakukan langkah serupa dengan langkah b dan c.
F. Hasil Pengamatan
massa piknometer kosong
= 22,439 gram
massa piknometer isi
= 67,178 gram
Volume piknometer
= 50 mL
– =
ρ benzena =
= 0,8947 gram/mL 1. Data fisik dan pengukuran suhu pelarut per 30 detik Volume
Suhu
30 mL
4C
Waktu keSuhu
0
Massa jenis
Massa jenis
(handbook)
(terkoreksi)
0,8786 gram/mL
0,8947 gram/mL
1
2
3
4
5
o
12 C
o
10 C
o
9C
o
7,5 C
14 C
o
6
7
o
5,8 C
6C
massa pelarut 26,358 gram
8
o
9
o
10
o
5C
o
4,5 C 4 C
11
12
o
o
4C 4C
2. Data konsentrasi dan pengukuran suhu larutan per 30 detik Massa benzena
Massa naftalena
Molalitas pelarut
26,358 gram
0,843 gram
0,25 molal
26,358 gram
1,687 gram
0,5 molal
1
2
3
4
o
4C
o
3,1 C
o
6C
o
5C
0,25 molal
6,5 C
o
5C
0,5 molal
10 C
o
7,9 C
o
7C
o
5
6
3C
o
2,6 C
o
4,8 C
G. Analisis Data
1. Penentuan massa pelarut benzena Diketahui : ρ benzena Volume benzena
= 0,8786 gram/mL = 30 mL
Ditanyakan : massa benzena = ......?
7 o
8
9
10
o
2,1 C
2C
o
2C
o
2C
o
o
4C
o
4C
o
4C
o
4C
o
Penyelesaian: m=ρ×V = 0,8786 gram/mL × 30 mL = 26,358 gram 2. Penentuan massa naftalena Diketahui : Mm naftalena
= 128 gram/mol
Massa benzena
= 26,358 gram
Molal naftalena
= 0,25 molal dan 0,5 molal
Ditanyakan : a.Massa naftalena 0,25 molal = ......? b.Massa naftalena 0,5 molal = ......? Penyelesaian : a.
Massa naftalena 0,25 molal
0,25 molal = massa = molal =
= 0,843 gram b.
Massa naftalena 0,5 molal
0,5 molal = massa = molal =
= 1,687 gram c. Penentuan Mr naftalena berdasarkan titik beku larutan Diketahui : Tf benzena
0
=4 C 0
Tf larutan 0,25 molal = 2 C 0
Tf larutan 0,5 molal = 4 C massa benzena Ditanyakan : Mr naftalena Penyelesaian:
= 26,358 gram = ......?
a.
Konsentrasi larutan 0,25 molal ΔTf = Kf × molal
Kf =
ΔTf = Tf benzena -Tf naftalena 0
0
= 4 C – 2 C 0
=2 C Maka, Kf =
0
= 18 C/molal Sehingga,
= Kf 0 = 8 C/molal x
ΔTf = Kf Mr
= 127,93 gram/mol b.
Konsentrasi larutan 0,25 molal ΔTf = Kf × molal Kf =
ΔTf = Tf benzena - Tf naftalena 0
0
= 4 C – 4 C o
=0C Maka, Kf =
0
= 0 C/molal Sehingga,
0 = 0 C/molal x
Mr = Kf x
=0
H. Pembahasan
Percobaan ini pada dasarnya bertujuan untuk menentukan berat molekul (Mr) dari naftalena berdasarkan penurunan titik beku larutan menggunakan pelarut benzena. Langkah pertama yang dilakukan yaitu menentukan titik beku pelarut murni (benzena) dengan cara mendinginkan benzena dala air es sambil mengaduk larutan. Pada percobaan ini digunakan pelarut benzena karena naftalena memiliki titik beku yang lebih rendah dari benzena, sehingga titik beku naftalena dapat diamati. Adapun fungsi pengadukan adalah agar suhu larutan o
merata. Suhu konstan benzena yang diperoleh yaitu 4 C, suhu ini dikatakan sebagai suhu titik beku benzena. Hal ini tidak sesuai dengan teori di mana suhu o
benzena yaitu 6 C. Tahap selanjutnya yaitu menentukan titik beku larutan. Dalam percobaan ini digunakan larutan naftalena dengan konsentrasi yang berbeda yaitu 0,25 molal dan 0,5 molal. Hal ini bertujuan untuk mengetaui pengaruh penambahan jumlah zat terlarut terhadap penurunan titik beku. Pada larutan dengan konsentrasi 0,25 molal digunakan naftalena sebanyak 0,843 gram. Naftalena ini kemudian dilarutkan ke dalam benzena dan diaduk agar larutan selalu homogen. Pada o
larutan dengan konsentrasi 0,25 molal diperoleh titik beku larutan sebesar 2 C o
dengan penurunan titik beku sebesar 2 C. Dari hasil analisis data diperoleh Mr naftalena pada larutan 0,25 molal sebesar 127,93 gram/mol. Hasil yang diperoleh hampir sama dengan Mr naftalena secara teori yaitu 128 gram/mol. Larutan dengan konsentrasi 0,5 molal digunakan naftalena sebanyak 1,687 gram. Naftalena kemudian dilarutkan dalam pelarut benzena. Pada larutan ini o
diperoleh titik beku sebesar 4 C. Hal ini tidak sesuai dengan teori di mana titik beku larutan akan semakin berkurang jika molalitasnya bertambah. Keadaan ini menyebabkan Mr dari naftalena dengan konsentrasi 0,5 molal tidak dapat o
diketahui karena penurunan titik bekunya yaitu 0 C. Kesalahan ini disebabkan karena kurangnya pengadukan terhadap larutan sehingga l arutan tidak homogen.
I. Kesimpulan dan Saran
1. Kesimpulan Dari hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa: a. Mr naftalena pada larutan 0,25 molal yaitu 127 gram/mol. b. Konsentrasi larutan berbanding lurus dengan penurunan titik beku larutan. 2. Saran a. Sebaiknya melakukan pengadukan secara merata. b. Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam pembacaan skala termometer.
DAFTAR PUSTAKA
Adam, Andy. 2011. Massa Atom Relatif, Massa Molekul Relatif dan Mol. http://andykimia03.wordpress.com/2009/08/20/massa-atom-relatif-massamolekul-relatif-dan-mol/
Chang, Raymond. 2007. Kimia Dasar Konsep-konsep Inti Edisi Ketiga. Jakarta: Erlangga
Dogra, S.K. 2009. Kimia Fisika dan Soal-soal. Jakarta: UI- Press
Keenan. 1984. Ilmu Kimia untuk Universitas. Jakarta: Erlangga
Rivai, Harrizul. 1995. Asas Pemeriksaan Kimia. Jakarta: UI-Press
