Upload
albayssag1
View
222
Download
19
Embed Size (px)
Citation preview
18
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar BelakangDalam kimia ikatan hidrogen adalah sejenis gaya tarik antar molekul yang
terjadi antara dua muatan listrik parsial dengan polaritas yang berlawanan. walaupun
lebih kuat dari kebanyakan gaya antar molekul , ikatan hidrogen jauh lebih lemah
dari ikatan kovalen dan ikatan ion.
Dalam makro molekul seperti protein dan asam nukleat , ikatan ini dapat
terjadi antara dua bagian dari molekul yang sama. Dan berperan sebagai penentu
bentuk molekul keseluruhan yang penting.
Ikatan hidrogen terjadi ketika sebuah molekul memiliki atom N , O , dan F
yang mempunyai pasangan elektron yang bebas ( ion pair electron ) hidrogen dari
molekul lain akan berinteraksi dengan pasangan elektron bebas ini membentuk suatu
ikatan hidrogen dengan besar ikatan bervariasi mulai dari yang lemah (1-2 KJ mol -1)
hingga tertinggi (>155 KJ mol-1). Kekuatan hidrogen ini dipengaruhi oleh perbedaan
kelekronegatifan antara atom–atom dalam molekul tersebut. Semakin besar
perbedaannya, semakin besar ikatan hidrogen yang terbentuk.
Ikatan hidrogen mempengaruhi titik didih suatu senyawa. Semakin besar
ikatan hidrogennya, semakin tinggi titik didihnya. Namun, khusus pada air (H2O),
terjadi dua ikatan hidrogen pada tiap molekulnya. Akibatnya jumlah total ikatan
hidrogen lebih besar daripada asam florida (HF) yang seharusnya memiliki ikatan
hidrogen terbesar (karena paling tinggi perbedaan elektronegatifannya) sehingga
titik didih air lebih tinggi daripada asam klorida.
Oleh karena itu praktikum ini dilakukan agar dapat mengetahui besar
ikatan hidrogen yang terjadi pada reaksi dengan menggunakan kalorimeter.
18
19
1.2 Tujuan Percobaan
- Mengetahui massa kloroform dalam percobaan
- Mengetahui nilai kalor yang diserap kalorimeter dalam percobaan
- Mengetahui jumlah kalor yang diserap kalorimeter
1.3 Prinsip Percobaan
Didasarkan pada ke elektronegatifan antara atom-atom dalam molekul serta
ikatan hidrogen yang mempengaruhi titik didih senyawanya . Didasarkan pada
ikatan antara atom H dengan atom F , O , dan N yang memiliki pasangan elektron
bebas sehingga membentuk ikatan hidrogen yang dipengaruhi oleh beda ke
elektronegatifan dari atom-atom penyusunnya dimana digunakan kloroform dan
aseton untuk menentukan kekuatan ikatan hidrogen yang ditandai dengan naiknya
suhu sebagai indikasi terjadinya ikatan hidrogen. Ditentukannya besar kekuatan
ikatan hidrogen berdasarkan perbedaan keelektronegatifan dari atom dan molekul
aseton dan kloroform agar mol dari pereaksinya sama besar.
20
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
Ikatan kimia merupakan suatu proses fisika yang bertanggung jawab dalam
gaya interaksi tarik menarik antar dua molekul atau molekul yang menyebabkan suatu
senyawa diatomik atau poliatomik menjadi stabil. Secara umum, ikatan kimia dapat
digolongkan menjadi 2 jenis yaitu :
A . Ikatan antar atom
1. Ikatan ion : heteroplar
Ikatan ionik adalah sebuah gaya elektrostatik yang mempersatukan ion-ion dalam
senyawa ionik. Ion-ion yang di ikat oleh ikatan kimia ini terdiri dari kation-kation dan
anion. Kation terbentuk dari unsur-unsur yang memiliki afinitas elektron tinggi dalam
hal ini oleh unsur –unsur golongan halogen dan oksigen oleh karena itu dapat
dikatakan bahwa ikatan ion sangat dipengaruhi oleh besarnya beda ke-
elektronegatifan dari atom-atom pembentuk senyawa tersebut. Semakin besar beda
keelektronegatifan maka ikatan ionik yang dihasilkan akan semakin kuat (Cotton,
1989)
Sifat – sifat ikatan ionik adalah :
a. Bersifat polar sehingga larut dalam pelarut polar
b. Memiliki titik didih yang tinggi
c. Baik larutan maupun lelehanya bersifat elektrolit
2. Ikatan kovalen : homopolar
Ikatan kovalen merupakan ikatan kimia yang terbentuk dari pemakaian elektron
bersama oleh atom-atom pembentuk ikatan. Ikatan kovalen biasanya terbentuk dari
unsur-unsur ion logam. Dalam ikatan kovalen setiap elektron dalam pasangan tertarik
kedalam nukleus ke dalam kedua atom. Tarik menarik elektron inilah yang
menyebabkan kedua atom terikat bersama.
20
21
Ikatan kovalen terjadi ketika masing -masing atom dalam ikatan tidak mampu
memenuhi aturan oktet. Dengan pemakaian elektron bersama dalam ikatan kovalen,
masing-masing atom memenuhi jumlah oktetnya. Hal ini dapat pengecualian atom H
yang meyesuaikan diri dengan konfigurasi atom dari He (2E valensi) untuk mencapai
tingkat kestabilan. Selain itu elektron-elektron yang tidak terlibat dalam ikatan
kovalen disebut elektron bebas (Oxtoby , 2001).
3. Ikatan kovalen koordinasi : semipolar
Ikatan kovalen koordinasi merupakan ikatan kimia yang terjadi apabila pasangan
elektron bersama yang dipakai oleh kedua atom disumbangkan oleh salah satu atom
saja. Sementara itu atom yang lain tanya berfungsi sebagai penerima elektron
berpasangan saja.
Syarat – syarat terbentuknya ikatan kovalen koordinat :
1. Salah satu atom memiliki pasangan elektron bebas
2. Atom yang lainnya memiliki orbital kosong
Susunan ikatan kovalen koordinat sepintas mirip dengan ikatan ion. Namun kedua
ikatan ini berbeda oleh karena beda ke elektronegatifan yang kecil pada ikatan
kovalen koordinat sehingga menghasilkan ikatan yang cenderung mirip kovalen.
4. Ikatan logam
Ikatan logam merupakan salah satu ciri khusus dari logam, pada ikatan logam ini
elektron tidak hanya menjadi memiliki satu atau dua atom saja. Melainkan menjadi
milik dari semua atom yang ada dalam ikatan logam tersebut elektron-elektron dapat
terdekolisasi sehingga dapat bergerak bebas dalam awan elektron yang mengelilingi
atom-atom logam (Sukardjo, 1997).
B . Ikatan antar molekul
1. Ikatan hidrogen
Ikatan hidrogen merupakan gaya tarik menarik antar atom H dengan atom lain
yang mempunyai ke elektronegatifan besar pada satu molekul dari senyawa yang
sama. Ikatan hidrogen merupakan ikatan yang paling kuat dibandingkan dengan
22
ikatan antar molekul lain namun ikatan ini masih lemah dibandingkan dengan ikatan
kovalen maupun ikatan ion.
2. Ikatan van der walls
Gaya van der walls dahulu untuk menunjukkan semua jenis gaya tarik menarik
antar molekul. Namun kini menunjuk pada gaya-gaya yang ditimbulkan dari
polarisasi molekul menjadi dipole seketika. Ikatan ini merupakan jenis ikatan antar
molekul yang terlemah. Namun sering dijumpai diantara semua zat kimia terutama
gas. Saat tertentu, molekul-molekul dapat berada dalam fase dapat seketika ketika
salah satu muatan negatif berada disisi tertentu (Serdia, 1993).
23
BAB 3
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan bahan
3.1.1 Alat
- Kalorimeter
- Bahan isolasi
- Batang pengaduk
- Termometer
- Gelas ukur 50 ml
- Stopwatch
- Corong kaca
- Pipet volume
- Beaker glass
3.1.2 Bahan
- Aquades
- Aseton
- Kloroform
- Tissue
23
24
3.2 Prosedur Percobaan
- Dipasang alat kalorimeter dengan benar
- Diukur 12 ml aseton dan kloroform 14 ml
- Dimasukkan aseton kedalam kalorimeter , tutup kalorimeter
- Dihitung suhu awal aseton , lakukan pengocokan selama 4 menit
- Diukur suhu dalam waktu 4 menit , tiap 30 detik dicatat suhunya
- Dimenit ke empat masukkan kloroform ke dalam kalorimeter
- Diukur suhu campuran dengan tetap mengocok sampai menit ke 8 dan dicatat
suhu tiap 30 detik
25
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Pengamatan
Waktu Suhu oC Waktu Suhu oC
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
27
27
28
28
28
28
28
28
28
4,5
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
31
30
30
30
29
29
29
29
4.2 Reaksi
4.3 Perhitungan
T aseton = 29oC = 3020K V aseton = 12 ml
T CHCl3 = 29oC = 3020K V CHCl3 = 14 ml
C kloroform = 0,96 J/g K
C aseton = 2,22 J/g K
Densitas P CHCl3 = 1,49 g r/ml C kal = 74,73 J/groC = 274 J/K
25
26
P aseton = 0,79 gr/ml
4.3.1 Massa kloroform dan aseton
mCHCl3 = P x V M aseton = P x V
= 1,49 x 14 = 0,79 x 12
= 20,86 gram = 9,48 gram
4.3.2 Jumlah kalor yang diserap CHCl3 dan aseton
∆T = suhu campuran asetondan kloroform
8
∆T = 31+30+30+30+29+29+29+29
8
= 273
8 = 29,625oC = 302,625oK
Q CHCl3 = m . c (∆T - T CHCl3)
= 20,86 . 0,96 (302,625 – 302)0K
= 12,516 J
Q Aseton = m . c ∆T . T aseton
= 9,48 – 2,22 (302,625 – 302)0K
= 13,1535 J
4.3.3 Jumlah kalor yang diserap kalorimeter
Qkal = Ckal – (∆T – T aseton)
= 2,74 – (302,625 – 302)
= 2,115 J/oK
4.3.4 Jumlah kalor yang diserap kalorimeter
QIH = Qkalorimeter + Qaseton + Q kloroform
= 2,115 + 13,1535 + 12,516
27
= 27,7845 Joule
4.3.5 ∆H ikatan hidrogen permol
Mol CHCl3 = grmr
Mol aseton = grmr
= 20,86199,5
= 0,17 mol = 9,4858
= 0,16 mol
Mol = mol CHCl3+mol aseton
2
= 0,17+0,16
2 = 0,165 mol
DH 1mol = QIH 1
mol
= 27,2845 + 1
0,165
= 168,39 J/mol
4.4 Grafik
4.4.1 Grafik Aseton
28
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.526.4
26.6
26.8
27
27.2
27.4
27.6
27.8
28
28.2
waktu
suhu
4.4.2 Grafik Aseton ditambah Kloroform
4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.528
28.5
29
29.5
30
30.5
31
31.5
waktu
suhu
4.5 Pembahasan
Dalam kimia, ikatan hidrogen adalah sejenis gaya tarik menarik molekul yang
terjadi antara dua muatan listrik parsial dengan polaritas yang berlawanan, walaupun
29
lebih kuat dari kebanyakan gaya antar molekul, ikatan hidrogen jauh lebih lemah dari
ikatan kovalen dan ikatan ion. Dalam makro molekul seperti protein dan asam
nukleat, ikatan ini dapat terjadi anatara dua bagian molekul yang sama dan berperan
sebagai penentu bentuk molekul keseluruhan yang penting. Ikatan hidrogen terjadi
ketika sbuah molekul memiliki atom N, O dan F yang mempunyai pasangan elektron
bebas ( ion pair electron ). Hidrogen dari molekul lain akan berinteraksi dengan
pasangan elektron bebas ini membentuk suatu ikatan hidrogen dengan besar ikatan
bervariasi mulai dari yang lemah (1-2 KJ/mol ) hingga tinggi ( >155 KJ/mol ). Jenis
antara dipol–dipol yang teristimewa kuat terjadi anatara molekul yang mengandung
atom hidrogen yang terikat pada nitrogen, oksigen atau flor. Ikatan kovalen polar
adalah ikatan yang terjadi karena pemakaian pasangan elektron secara bersama oleh 2
atom yang memberikan ikatan. Ikatan kovalen terjadi akibat ketidakmampuan salah
satu atom yang akan berikatan untuk melepaskan elektron (terjadi pada atom–atom
non logam). Pembentukan ikatan kovalen terbentuk dari atom–atom unsur yang
memiliki afinitas elektron tinggi serta beda keelektronegatifan lebih kecil
dibandingkan ikatan ion. Atom–atom non logam cenderung untuk menerima elektron
sehingga jika tiap–tiap atom non logam berikatan maka ikatan yang terbentuk dapat
dilakukan dengan cara mempersatukan harus sehari dengan konfigurasi elektron pada
unsur gas mulia yaitu 8 elektron (kecuali He bermuatan 2 elektron). Ikatan non polar
adalah memiliki ciri titik muatan negatif elektrom persekutuan berhimpit , sehingga
pada molekul pembentukannya tidak terjadi momen dipol, dengan perkataan lain
bahwa elektron persekutuan menjadi gaya tarik yang sama.
Proses adiabatik adalah suatu proses termodinamika dimana tidak ada panas
yang ditransfer ke atau dari kerja fluida. Istilah “adiabatik” secara harapan berarti
dilalui etimulasi ini sesuai disini untuk tidak adanya perpindahan panas, sebaliknya
sebuah proses yang melibatkan perpindahan panas (penambahan atau kehilangan
panas kelingkungan) umumnya disebut adiabatik. Meskipun istilah adiabatik atau
isoclorik sering dapat dipertukarkan, proses adiabatik dapat dianggap sebagai bagian
dari proses isoclorik, sisanya melengkapi subset dari proses isoclorik sedang proses
30
dimana perpindahan panas bersih tidak menyimpang regional seperti dalam kasus
ideal dengan medium termal tak terbatas konduktivitas atau kapasitas termal tidak
ada. Jadi intinya adiabatik adalah tidak ada kalor yang ditambahkan pada sistem atau
meninggalkan sistem (Q = O).
Perubahan entalpi (∆H) positif menunjukkan bahwa dalam perubahan terdapat
penyerapan kalor atau pelepasan kalor. Reaksi kimia yang melepaskan atau
mengeluarkan kalor disebut reaksi eksoterm, sedangkan reaksi kimia yang menyerap
kalor disebut reaksi endoterm. Percobaan ini dilakukan untuk mencari besarnya
energi ikatan yang terjadi pada reaksi dengan kloroform dan aseton. Pertama yang
dilakukan adalah dimasukkan aseton 12 ml yang telah diukur suhunya yaitu 27oC
kedalam kalorimeter, kemudian setiap 30 detik dicatat suhunya sambil selalu diaduk
hingga menit ke empat. Kemudian pada menit keempat dimasukkan kloroform 14 ml
kedalam kalorimeter dan dicatat suhunya setiap 30 detik sambil diaduk hingga menit
kedelapan dicatat suhunya. Dari waktu 0 sampai menit 4 didapatkan suhu aseton
27oC, 27oC, 28oC, 28oC, 28oC, 28oC, 28oC, 28oC, 28oC, setelah penambahan
kloroform suhu bertambah menjadi 31oC, 30oC, 30oC, 30oC, 29oC, 29oC , 29oC , 29oC
sehingga didapatkan suhu rata – rata 302,625 K. Dengan menggunakan persamaan Q
= m.c ∆T kita dapat mengetahui bahwa kalor yang diterima kloroform adalah 12,51
J , sedangkan untuk aseton adalah 13,51 J dan Q kalorimeter adalah 1,71 J/oC, maka
dengan menjumlah Q kalorimeter, Q aseton dan Q kloroform kita mendapatkan Q
ikatan pembentukan hydrogen sebesar 27,37 J/mol. Untuk ∆H ikatan hidrogen
didapatkan mol CHCl3 sebesar 0,17 mol, mol aseton sebesar 0,16 mol dan dan mol
rata-rata adalah sebesar 0,165 mol, dan untuk ∆H 1 mol didapatkan hasil 165,88
J/mol.
Fungsi reagen dari larutan aseton adalah menyerap kalor yang msuk kedalam
kalorimeter, sedangkan fungsi kloroform untuk melepaskan kalor kedalam
kalorimeter. Fungsi pengadukan yaitu agar suhu disetiap bagian sama atau dengan
kata lain untuk membuat larutan homogen.
31
Sifat fisik dan kimia bahan, sifat aseton (C3H6O) adalah zat cair yang tidak
berwarna, berbau, mudah menguap dan mudah terbakar. Massa molarya 58,08 g/cm3
titik leleh -94,9oC (178,2K) , titik didih 56,53oC (329,4 K) . Kelarutan dalam air, larut
dalam berbagai perbandingan viskositas 0,32 cp pada 20oC, struktur bentuk molekul
trigonal planar pada C=O, momen dipol 2,91 aseton mudah terbakar. Aseton juga
dikenal sebagai propanon dimetil keton, 2-propanon, propanon -2-ON, dimetil
formaldehid dan β- keto propana, adalah senyawa berbentuk cairan yang berwarna
dan mudah terbakar. Aseton larut dalam berbagai perbandingan dengan air, etanol,
dietil, dll. Selain dimanufaktor adalah nama umum untuk triklorometana (CHCl3).
Kloroform dikenal karena sering digunakan sebagai bahan pembius, meskipun
kebanyakan digunakan sebagai pelarut non polar dilaboratorium atau industri.
Wujudnya pada suhu ruang berupa cairan, namun mudah menguap, struktur
molekulnya berbentuk tetrahedral. Sifat fisik dan kimia dari kloroform sebagai
berikut :
- Rumus molekul : CHCl3
- Titik didih : 61oC
- Titik leleh : -63,5oC
- Tekanan uap : 159 mmHg pada 20oC
- Berat jenis uap air : 4,1
- Kerapatan massa : 1,48 g/cm3
- Massa molar : 119,8 g/mol
Faktor-faktor kesalahan dalam percobaan ini yaitu, kurang tepat dalam
pembacaan atau penetapan suhu yang didapat, kurang tepat mengukur volume dari
reagen yang akan digunakan.
Dasar penggunaan kalorimeter adalah karena kalorimeter untuk pengukuran
panas dari reaksi kimia atau perubahan fisik. Kalorimeter ini digunakan pada
percobaan ini karena ingin mengetahui ikatan hidrogen yang terjadi antara larutan
aseton dan kloroform dan mengukur energi panas di dalam kalorimeter. Digunakan
14 ml kloroform dalam percobaan ini dan menggunakan 12 ml aseton agar jumlah
32
mol keduanya hampir sama. Percobaan yang dilakukan ini membutuhkan reaksi
kedua zat tersebut dalam jumlah yang sama molnya karena didasarkan pada
perbandingan koefisien.
Aplikasi dalam kehidupan sehari-hari adalah dalam bidang industri seperti
pada petrokimia. Penggunaan H2 yang membentuk ikatan hydrogen untuk
memperoleh bahan bakar fosil dan pembuatan ammonia. Biasanya juga di temukan
pada bahan campuran hidrogen dengan hidrogen pada industri gas hidrogen.
Pada grafik aseton bahwa pelepasan elektron dapat menaikan suhu sehingga
waktu 0 suhunya 27oC pada menit ke 1 sampai menit ke 4 suhu 28oC, setelah
ditambah aseton grafik kenaikan dimenit ke 4,5 dengan suhu 31oC. Pada menit ke 5
suhunya turun menjadi 30oC sampai menit ke 6 suhunya 30oC pada menit ke 6,5
sampai menit ke 8 suhunya 29oC ini menunjukkan bahwa kloroform berfungsi untuk
melarutkan atau melepas elektron.
33
BAB 5
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
- Jadi massa kloroform pada percobaan adalah 20,86 gram.
- Nilai kalor yang diserap pada kalorimeter adalah 22,2845 Joule.
- Jadi jumlah kalor yang diserap adalah sebesar 2,115 J/oK.
5.2 Saran
Sebaiknya pada percobaan selanjutnya menggunakan reagen NH3 agar dapat
mengetahui apakah NH3 dapat membentuk ikatan hidrogen.
33
34
DAFTAR PUSTAKA
Cotton. F. Albert . dkk . 1989. Kimia Organik Dasar . Jakarta: UJ Press.
Oxtoby . D . 2001 . Prinsip Kimia Modern . Jakarta: Erlangga.
Serdia . N . M . 1993. Ikatan dan Struktur Molekul . Bandung: ITB
Sukardjo . 1997 . Kimia Fisika . Jakarta : Erlangga.