A. TUJUAN

1. Memahami pengertian larutan jenuh, menentukan harga kelarutan dan mengetahui

pengaruh temperatur terhadap kelarutan suatu zat.

2. Dapat menentukan panas pelarutan suatu zat.

B. DASAR TEORI

Sejauh ini pengertian larutan adalah larutan tak jenuh di mana solut (zat terlarut) dapat

ditambahkan secara bebas membentuk larutan dengan berbagai konsentrasi. Namun demikian,

penambahan solut tidaklah tak terbatas. Akan dicapai suatu keadaan di mana penambahan solut

tidak lagi merubah konsentrasi larutan. Dalam keadaan tersebut larutan dinamakan larutan

jenuh dan konsentrasinya disebut kelarutan solut dalam suatu pelarut (solven) tertentu.

Larutan jenuh akan diperoleh bila dicapai suatu kesetimbangan dinamis yakni terjadi

proses pelarutan solut yang ditambahkan dibarengi dengan proses presipitasi solut dari dalam

larutan. Jumlah solut yang larut per satuan waktu sama dengan jumlah solut yang keluar

(presipitasi) dari larutan sehingga konsentrasi larutan tidak berubah (konstan).

(Yahya, 1982)

Konsentrasi larutan jenuh atau kelarutan tergantung kepada :

1. Polaritas antara pelarut dan zat terlarut

Jika pelarut dan zat terlarut memiliki polaritas yang mirip, maka hampir pasti

kelarutan zat tersebut dalam pelarut cukup tinggi. Hal ini didasarkan pada asas like dissolve

like yaitu bahwa zat akan larut dalam pelarut yang memiliki sifat sama/mirip.

2. Mekanisme pelarutan

Beberapa mekanisme pelarutan suatu zat dalam pelarut adalah :

Mekanisme interaksi elektrostatik (mekanisme dipol-dipol).

Mekanisme pembentukan ikatan hidrogen.

Mekanisme pelarutan karena ikatan kimia.

3. Suhu

Pada tahun 1888, Henry Le Chatelier mengemukakan pernyataan : Bila suatu sistem

yang berada dalam kesetimbangan dinamik dipengaruhi oleh sesuatu dari luar, sehingga

kesetimbangan terganggu, maka sistem akan memberikan reaksi perubahan pada arah

yang akan mengurangi pengaruh gangguan dan bila mungkin akan mengembalikan sistem

kembali ke keadaan setimbang tersebut. Pernyataan tersebut kemudian dikenal sebagai

asas/prinsip Le Chatelier.

(Brady, 1999)

Asas Le Chatelier sangat penting dalam menentukan/meramalkan arah laju reaksi

pada proses kesetimbangan yang dipengaruhi oleh suatu hal dari luar sistem. Misalnya

pada proses pelarutan suatu zat.

Perhatikan pembentukan suatu larutan kalium nitrat dalam larutan air pada 20 oC.

Untuk pembentukan larutan dapat ditulis

KNO3 (s) + H2O (l) KNO3 (aq)

Proses pelarutan bersifat endoterm, artinya kalor diserap ketika KNO3 padat melarut ke

dalam air. Untuk suatu larutan jenuh KNO3, kesetimbangan berikut ini terjadi antara

padatan yang tidak larut dan larutan

KNO3 (s) + H2O (l) KNO3 (aq)

atau lebih sederhana ditulis

KNO3 (s) KNO3 (aq)

Proses pembentukan kristal (padat) dan air dari suatu larutan KNO3 bersifat eksoterm.

Proses apa saja yang bersifat endoterm dalam satu arah adalah eksoterm dalam arah yang

lain.

Karena proses pembentukan larutan dan proses pengkristalan berlangsung dengan

laju yang sama pada kesetimbangan, perubahan energi netto adalah nol. Tetapi jika suhu

dinaikkan, proses yang menyerap kalor (dalam hal ini pembentukan larutan) akan lebih

disukai. Segera setelah suhu dinaikkan, sistem itu tidak lagi berada dalam kesetimbangan

karena ada lagi zat padat yang melarut.

Sekarang perhatikan pembentukan larutan air dari serium sulfat, Ce2(SO4)3

Ce2(SO4)3 (s) + H2O (l) Ce2(SO4)3 (aq)

Dalam hal ini proses pelarutan bersifat eksoterm yang berarti kalor dibebaskan ketika

padatan melarut dalam air. Jadi kristalisasi Ce2(SO4)3 dari larutan

Ce2(SO4)3 (aq) Ce2(SO4)3 (s) + H2O (l)

haruslah bersifat endoterm. Untuk suatu larutan Ce2(SO4)3 dapat ditulis :

Ce2(SO4)3 (s) + H2O (l) Ce2(SO4)3 (aq)

Bila temperatur dinaikkan dalam sistem ini, pengkristalan zat terlarut lebih disukai. Suatu

zat yang membebaskan kalor ketika melarut, cenderung kurang larut pada temperatur yang

lebih tinggi.

(Keenan, C.W., Kleinfelter, D.C., Wood, J.H., 1996)

4. Tekanan

Kelarutan semua gas akan naik bila tekanan gas di atas larutan naik. Sebagai contoh,

konsentrasi CO2 yang larut dalam minuman berkarbonat (misalnya sampanye, bir)

tergantung pada tekanan parsial CO2 dalam fasa gas.

Jika botol dibuka, tekanan CO2 akan turun. Kelarutannya akan turun terus menerus

dan gelombang CO2 akan keluar dari minuman. Secara kuantitatif ini dinyatakan oleh

hukum Henry :

P = x K

di mana P = tekanan parsial solut fasa gas

x = fraksimol gas dalam larutan

K = konstanta Henry

(Yahya, 1982)

Panas pelarutan ialah banyaknya kalor yang diperlukan atau

dilepaskan pada proses pelarutan. Jika pada proses pelarutan itu

dilepaskan panas, maka pelarutan itu bersifat eksotermis, sebaliknya jika

diperlukan panas disebut endotermis. Panas pelarutan integral adalah

panas pelarutan pada 1 mol solut dalam sejumlah solven sehingga terjadi

larutan dengan molalitas tertentu. Apabila ΔHi adalah panas pelarutan

integral, maka dari definisi diatas didapatkan bahwa panas pelarutan

adalah:

q = m x ΔHi

sekarang kita membuat larutan lain, yaitu (n + dn) mol solut dilarutkan

dalam 1000 grma solven. Larutan ini mempunyai molalitas (m + dm) dan

panas pelarutan (q +dq). Dibandingkan dengan larutan pertama, larutan

kedua mempunyai kelebihan panas pelarutan dq karena kelebihan dm

solut. Selisih molalitas ini dapat diabaikan karena kecilnya sehingga

molalitas kedua sama dengan molalitas pertama. Sekarang kita membuat

definisi panas pelarutan diferensial sebagai berikut: bertambahnya panas

pelarutan karena bertambahnya 1 mol solut sedemikian rupa sehingga molalitas larutan

dalam dianggap tetap. Jika Hd adalah panas pelarutan diferensial, maka:

untuk m → 0 (larutan sangat encer) akan memenuhi ΔHd > ΔHi. Dari fakta

percobaan diperoleh bahwa Hi tergantung pada molalitas m, sehingga ΔHd

tergantung pula pada m. Untuk mengukur ΔHd larutan dipanaskan ke dalam

kalorimeter. Berdasarkan Azas Black:

di mana :

BM : berat molekul solut

G : berat solut

w : harga air kalorimeter

T2 – T1 : ΔT didapatkan dari grafik

Cp : panas jenis air sama dengan 1 kal/mol

A : berat larutan

(kimia.fmipa.unair.ac.id)

Indikator Asam-Basa

Indikator asam-basa adalah zat yang berubah warnanya atau membentuk fluoresen atau

kekeruhan pada suatu range (trayek) pH tertentu. Indikator asam-basa terletak pada titik

ekivalen dan ukuran dari pH. Zat-zat indikator dapat berupa asam atau basa, larut, stabil, dan

menunjukkan perubahan warna yang kuat serta biasanya adalah zat organik. Perubahan warna

disebabkan oleh resonansi isomer elektron. Berbagai indikator mempunyai tetapan ionisasi

yang berbeda dan akibatnya mereka menunjukkan warna pada range pH yang berbeda.

Gambar resonansi isomer elektron

jernih kuning

Indikator asam-basa secara garis besar dapat diklasaifikasikan dalam tiga golongan :

1. Indikator ftalein dan sulfoftalein

2. Indikator azo

3. Indikator trifenilmetana

Indikator ftalein dibuat dengan kondensasi anhidrida ftalein dengan fenol, yaitu

fenolftalein. Pada pH 8,0-9,8 berubah warnanya menjadi merah. Anggota-anggota lainnya

adalah o-cresolftalein, thimolftalein, -naftolftalein.

Gambar fenolftalein

Jernih (pH 0-8,0) Tak berwarna

Merah (pH 8,0-9,8) Jernih (pH >12,0)

(Khopkar,1990)

C. ALAT DAN BAHAN

Alat :

Termostat

Termometer

Tabung reaksi besar

Buret 50 mL

Erlenmeyer

Pipet volume 10 mL

Propipet

Gelas ukur

Bahan :

Larutan asam oksalat jenuh

Larutan standar NaOH 0,5 M

Akuades/air keran

Es batu

Air panas

Indikator PP

D. CARA KERJA

Asam oksalat jenuh dimasukkan dalam tabung reaksi

Disiapkan termostat berupa wadah yang berisi campuran air ledeng dan garam (2-3 sendok makan) dan diberi pecahan es batu sehingga suhu dapat mencapai < 0 oC

Tabung reaksi dimasukkan ke dalam termostat. Posisi tabung diatur sehingga seluruh bagian larutan jenuh tercelup termostat.

Larutan selalu diaduk agar suhu menjadi homogen

Titrasi dilakukan sebanyak dua kali

Larutan asam oksalat lalu ditambah dua tetes indikator PP dan dititrasi dengan larutan NaOH 0,5 M.

Setelah tercapai kesetimbangan pada suhu tertentu, diambil 10 mL asam oksalat tersebut. Pengambilan diatur sehingga

kristal asam oksalat tidak sampai ikut terbawa

Percobaan dilakukan pada variasi suhu dengan interval 5 oC (tergantung percobaannya, kenaikan

atau penurunan suhu)

E. PEMBAHASAN

Integrasi rumus :

atau

y = m x + c

Dari hasil percobaan dan perhitungan, didapat data sebagai berikut :

Kenaikan suhu

T (K) 1/T V NaOH (mL) NaOH S (mol) Ln S

278 0,00359718,5

17,9 0,000895 -7,0186917,3

283 0,00353420,0

20,05 0,001003 -6,9052620,1

288 0,00347226,3

26,4 0,00132 -6,6301226,5

293 0,00341326,8

26,9 0,001345 -6,6113627,0

298 0,00335634,2

34,6 0,00173 -6,3596335

303 0,003337,5

37,55 0,001878 -6,2778137,6

Kenaikan Suhu

y = -2582x + 2,262

-7,1-7

-6,9-6,8-6,7-6,6-6,5-6,4-6,3-6,2

0,0033 0,0033 0,0034 0,0034 0,0035 0,0035 0,0036 0,0036 0,0037

1/T

Ln

S

Dari grafik di atas diketahui bahwa nilai sebesar -2582. Dengan perhitungan

didapat nilai H sebesar + 310,54 joule/ mol.

Penurunan suhu

T (K) 1/T V NaOH (mL) NaOH S (mol) Ln S

303 0,003338

37,95 0,001898 -6,2672237,9

298 0,00335637,4

37,4 0,00187 -6,2818237,4

293 0,00341337,2

37,2 0,00186 -6,2871837,2

288 0,00347236,7

36,6 0,00183 -6,3034436,5

283 0,00353427,1

26,8 0,00134 -6,6150926,5

278 0,00359725

24,5 0,001225 -6,7048124

Penurunan Suhu

y = -1559,4x - 1,0371

-6,8

-6,7

-6,6

-6,5

-6,4

-6,3

-6,2

-6,1

0,0033 0,0033 0,0034 0,0034 0,0035 0,0035 0,0036 0,0036 0,0037

1/T

Ln

S

Dari grafik di atas diketahui bahwa nilai sebesar -1559,4. Dengan perhitungan

didapat nilai H sebesar + 187,55 joule/ mol.

Nilai H dari percobaan penentuan panas/kalor pelarutan baik dengan kenaikan suhu atau

penurunan suhu menunjukkan nilai positif (+) yang berarti reaksi pelarutan asam oksalat

adalah reaksi endotermis. Jika dibandingkan, kedua nilai H hasil percobaan memiliki selisih

yang cukup besar (hampir dua kali lipat). Perbedaan ini mungkin dikarenakan beberapa faktor

seperti kurang telitinya praktikan dalam pengamatan atau keterbatasan alat karena tingkat

kesulitan dalam praktikum ini cukup tinggi (kesulitan dalam menentukan suhu pada saat

pengambilan sampel, volume sampel yang diambil kurang tepat, dan lain-lain).

Menurut teori, nilai H pada pelarutan asam oksalat bernilai positif yang berarti semakin

tinggi suhu maka kelarutan zat terlarut juga akan semakin tinggi.

Reaksi yang terjadi :

Titrasis antara asam oksalat dengan NaOH

2 NaOH + H2C2O4 Na2C2O4 + 2 H2O

Reaksi kesetimbangan dalam larutan

H2C2O4 (s) H2C2O4 (aq), H positif

Karena pelarutan asam oksalat membutuhkan kalor, maka jika suhu dinaikkan

kesetimbangan akar bergeser ke kanan dengan kata lain asam oksalat yang larut akan semakin

banyak. Sebaliknya, jika suhu diturunkan, kesetimbangan akan bergeser ke kiri atau kristal

asam oksalat yang terbentuk akan semakin banyak.

Pada suhu rendah akan terbentuk kristal, sedangkan pada suhu tinggi tidak. Hal ini

dikarenakan pada suhu tinggi energi kinetik molekul/atom lebih besar dari pada suhu rendah

sehingga kebolehjadian terjadinya tumbukan antar molekul/atom lebih tinggi. Jika tumbukan

yang terjadi lebih tinggi/banyak, zat yang terlarut juga akan semakin besar.

Pada saat pengambilan larutan asam oksalat, kristal yang terbentuk tidak boleh ikut

terambil karena akan mempengaruhi konsentrasi sampel yang diambil. Jika ikut terambil, pada

saat titrasi (dalam suhu ruangan) kristal akan larut kembali dalam larutan sehingga konsentrasi

sampel akan lebih besar dari pada konsentrasi yang seharusnya.

Air pada termostat perlu diaduk agar suhunya homogen. Hal ini diperlukan karena suhu

air akan mempengaruhi suhu asam oksalat (karena air digunakan untuk memanaskan/

mendinginkan asam oksalat). Jika tidak homogen, suhu asam oksalat yang sebenarnya pada

saat diambil akan sulit ditentukan. Akibatnya data hasil percobaan juga akan kurang valid.

Pada percobaan ini, indikator yang digunakan adalah PP karena titik ekivalen yang terjadi

pada proses titrasi berada pada rentang pH netral sampai sedikit basa. Trayek perubahan warna

indikator PP berada pada kisaran harga sedikit basa sehingga agar penentuan titik akhir titrasi

lebih valid, digunakan indikator PP.

Gambar fenolftalein

Jernih (pH 0-8,0) Merah (pH 8,0-9,8) Jernih (pH >12,0)

F. KESIMPULAN

1. Pelarutan asam oksalat bersifat endotermis atau memerlukan kalor.

2. Nilai H hasil percobaan penentuan panas pelarutan dengan kenaikan suhu sebesar +

187,55 joule/mol.

3. Nilai H hasil percobaan penentuan panas pelarutan dengan penurunan suhu+ 310,54

joule/mol.

4. Pada suhu rendah kristal lebih mudah terbentuk karena pada suhu rendah, energi

kinetik atom/ molekul lebih rendah sehingga kebolehjadian terjadinya tumbukan antar

partikel lebih rendah.

5. Pada saat pengambilan sampel, kristal yang terbentuk tidak boleh ikut terambil karena

pada saat titrasi (suhu kamar) kristal tersebut akan larut kembali dan mempengaruhi

konsentrasi larutan.

6. Funsi pengadukan adalah agar suhu larutan homogen.

G. DAFTAR PUSTAKA

Brady, J.E., 1999, General Chemistry, Principle and Structure, Jilid 2, Bina Rupa Aksara :

Jakarta

Keenan, C.W., Kleinfelter, D.C., Wood, J.H., 1996, Ilmu Kimia untuk Universitas, Edisi

keenam, Jilid 2, Erlangga : Jakarta

Khopkar, S.M., 1990, Konsep Dasar Kimia Analitik, UI-Press : Jakarta

kimia.fmipa.unair.ac.id

Yahya, M. Utoro, 1982, Diktat Kuliah Kimia Dasar II, FMIPA UGM : Yogyakarta

Yogyakarta, 27 November 2007

Asisten Praktikan

Nura Y. Fiby Achmad V.