Landasan Teori Penurunan Titik Beku

8/10/2019 Landasan Teori Penurunan Titik Beku

1/10

1)

LANDASAN TEORI

Solut yang tak menguap akan merendahkan tekanan uap

larutan. Fenomena ini juga mempengaruhi sifat fisika lain dari

larutan, terutama titik beku dan titik didihnya. Titik didih

normal aalah suhu di mana tekanan uap dari cairan sama dengan

1 atm. Sedanngkan titik beku normal adalah suhu di mana garis

kesetimbangan padat-cair akan berpotongan garis tekanan 1 atm

(Hiskia, 2005 : 40)

2) Dalam menggambarkan pengaruh zat terlarut pada penurunantekanan uap larutan, kenaikan titik didih dan penurunan titik

beku, satu-satunya pembahasan yang kita berikan ialah bahwa

zat terlarut harus takarsiri, susunan kimia zat terlarut tidakmenjadi masalah, tetapi konsentrasi partikel zat terlarutnya yang

penting. Karena itu, kita dapat menggunakan gejala-gejala ini

untuk menghitung massa molekul zat. Untuk mendapatkan

massa molekul suatu zat dengan cara percobaan harusditentukan ddua macam nilai yaitu, massa dari zat dan jumlah

molnya. Sesudah diketahui maka perbandingan antara jumlah

gram dan molnya merupakan harga dari massa molekul zat

(BM). Drai harga penurunan titik beku Tb, serta konstanta

penurunan titik beku maka dapat dihitung molalitasnya zatdalam larutan dengan menggunakan persamaan :

m= Tb/Kb. Dari molalitas akan didapat jumlah mol solut per

kg solven. Dengan mengalikan harga perbandingan ini dengan

jumlah kilogram solvenyang sebenarnya ada dalam larutan akan

didapat jumlah mol solut dalam larutan yang kita cari tersebut.Akhirnya massa molekul atau berat molekul (Mr) adalah

perbandingan gram solut dan mol solut (Brady, 1999 : 681

3)

Bila suatu zat terlarut yang tidak menguap dilarutkan dalam

suatu pelarut, titik beku pelarut berkurang. Berkurangnya Tfditentukan sebagai :

Tf =(RTf2 ln X2)/(H peleburan)

Jika Tf tidak besar sekali dan larutan tersebut ideal.

H peleburan adalah panas peleburan molar dari pelarut, X2

adalah fraksi mol zat terlarut dan Tf adalah titik beku

sebenarnya. Untuk larutan sangat encer dan yang bersifat ideal.

Persamaan di atas menjadi lebih sederhana, yaitu :Tf =Kf .m

Di mana Kf adalah konstanta penurunan titik beku dan


2/10

dinyatakan sebagai :

Kf = (MRT^2)/(H lebur 1000)

Di mana M adalah bobot molekul pelarut, dan m adalahmolalitas zat terlarut. Dengan bantuan penurunan titik beku,

kuantitas seperti bobot molekulzat terlarut, aktivitas dan

koefisien Aaktivitas, konstanta disosiasi dari elektrolit lemah

dan faktor vant hoff dapat ditentukan (Dogra, 2008 : 552-553).

4) Perhitungan massa molekul relatif, yaitu :

Tb = Kb.mm = mol/(kg pelarut)

W1 = berat pelarut dalam gram

W2 = berat zat terlarut dalam gramM1 = massa molekul relatif pelarut

M2 = massa molekul relatif zat terlarut

Mol = W2/M2

m = 1000/w1 X W2/M2Tb = Kb X 1000/w1 X W2/M2

Dengan cara yang mirip dapat ditentukan

Tf = Kf.m

Tf = penurunan titik beku

Kf = tetapan penurunan titik beku molal atau tetapan krioskopikm = kemolalan

dapat disimpulkan bahwa :

Pada tekanan tetap, kenaikan titik didih dan penurunan titik

beku suatu larutan encer berbanding lurus dengan konsentrasi

massa.Larutan encer semua zat terlarut yang tidak mengion, dalam

pelarut yang sama, dengan konsentrasi molal yang sama,

mempunyai titik didih atau titik beku yang sama, pada tekanan

yang sama.Kf dan Kb diperoleh dariPenurunan data termodinamika

Eksperimen

Dari data termodinamika

K = (RT^2)/1000L

(Hiskia,2005 : 40)

5) Selisih antara titik beku dengan titik beku larutan disebut

penurunan titik beku. Tf = titik beku pelarut titik bekularutan. Penurunan titik beku , Tf bila kebanyakan larutan


3/10

encer didinginkan, pelarut murni terkristalisasi lebih dahulu

sebelum ada zat terlarut yang mengkristalisasi suhu di mana

kristal-kristal pertama dalam keseimbangan dengan larutandisebut titik beku larutan. Titik beku larutan demikian selalu

lebih rendah dari titik beku berbanding lurus dengan banyaknya

molekul zat terlarut (atau molnya) di dalam massa tertentu

pelarut. Jadi penurunan titik beku Tf = (titik beku pelarut

titik beku larutan) = Kf.m. Di mana m adalah molallitas larutan.

Jika persamaan ini berlaku sampai konsentrasi 1 molal,perubahan titik beku larutan 1 molal setiap non elektrolit yang

tersebut di dalamnya pelarut itu ialah Kf yang karena itu

dinamakan tetapan titik beku molal (Anonim, 2010)6)

Tekanan uap suatu zat cair menentukan titik beku (dan juga titik

didih) dari zat cair itu sendiri. Adanya zat terlarut di dalam

suatu pelarut dapat menyebabkan perubahan tekanan uap, dan

berarti menyebabkan perubahan titik beku (tim Dosen KimiaFisik, 2010 : 29)

7)

2.1.1 Air Nama IUPAC adalah Dihidrogen monoksida, Oksida.

Nama Lain dari air adalah Hidroksilik acid, Hidrogen

Hidroxida. Rumus Molekulnya H2O. Massa molar 18,01528

g/mol. Berupa cairan tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbaupada keadaan standar, memiliki massa jenis 0,998 g/cm3 (cairan

pada 200C), 0,92 g/cm3 (padatan). Titik lelehnya 0 C, 32 F

(273.15 K) dan memiliki titik didih 100 C, 212 F (373.15 K).

Kalor jenis air adalah 4184 J/(kgK) (cairan pada 20 C).

Viskositas : 0.001 cP pada 20 C. Bentuk molekulnyahexagonal (Anonim,2011).

8)

2.1.2 Asam Asetat

Asam asetat, CH 3 COOH adalah asam organik yang memberikan

cuka rasa asam dan aroma yang tajam dan merupakan asam lemah ,

dalam hal ini hanya sebagian dipisahkan asam dalam larutan. Nama

lainnya : Asetil hidroksida, Ethylic acid, Hidrogen asetat,

Methanecarboxylic acid.

Sifat fisik : Rumus molekul C2H4O2, massa molar 60,05 g mol -1,

penampilannya cair , density kepadatan 1,049 g / cm 3 ( l ) 1,266 g /cm 3 ( s ), titik lebur : 16,5 C, 290 K, 62 F, titik didih :118,1 C,

391 K, 245 F, larut dalam air, memiliki keasaman : 4.76 dan

viscosity : 1,22 mpas.

Asam asetat pekat adalah korosif, karena itu harus ditangani dengan


4/10

perawatan yang tepat, dapat menyebabkan luka bakar kulit, kerusakan

mata permanen, dan iritasi pada selaput lendir. Asam ini tidak

kompatibel, disarankan untuk menjaga asam asetat dari asam kromat ,glikol etilen , asam nitrat , perklorat asam , permanganates , peroksidadan hidroksil (Anonim, 2011).

2.1.3 Garam

Natrium klorida, juga dikenal sebagai garam, garam dapur yang

merupakan senyawa ionik dengan rumus NaCl. Garam yang biasa

dimakan itu biasanya digunakan sebagai bumbu dan pengawet

makanan. Adapun sifat fisika dan kimia dari Natrium Klorida adalah

sebagai berikut: berbentuk kristal, tidak berwarna, higroskopis, sedikitlarut dalam alkohol dan larut dalam air dan gliserol, memiliki berat

molekul 58,44 g/mol, berbentuk padatan putih dengan struktur

bongkahan kristal, titik lelehnya 801oC, titik didihnya 1,413oC(Anonim, 2011).

2.1.4 Naftalen

Naftalen juga dikenal sebagai nafthalin, tar kapur, tar putih,

albokarbon, atau nafthene. Sifat fisik naftalen : rumus kimia C10H8,

massa molar 128.17 g/mol, density 1.14 gcm-3, tidak dapat larut

dalam air, alkohol, larut dalam eter dan benzen, titik cair 80.5 C, titik

didih 128,17 gmol-1, Berwarna putih kristal dan memiliki bau yang

kuat.Naftalen mudah menguap dan mudah terbakar. Naftalen merupakan

hidrokarbon padat berwarna putih, yang diperoleh dari penyulingan

fraksional batu bara. Sebagian besar naftalen yang diproduksi

digunakan sebagai bahan baku pembuatan resin alkil untuk pembuatan

plastik. Sebagian kecil untuk zat warna dan bahan kimia lain.

Penggunaan langsung adalah sebagai pengusir ngengat(Anonim,2011).

1)

2.2 Penentuan titik beku larutan

Titik beku larutan ialah temperatur pada saat larutan setimbangdengan pelarur padatnya. Larutan akan membeku pada

temperatur lebih rendah dari pelarutnya. Pada setiap saat

tekanan uap larutan selalu lebih rendah dari pada pelarut murni

(Soekardjo,1989).

Tf = Kf . m


5/10

dimana,

Tf = penurunan titik beku

Kf = tetapan penurunan titik beku molal atau tetapan krioskopikm = kemolalan

Dapat disimpulkan bahwa :

1. Pada tekanan tetap, penurunan titik beku suatu larutan encer

berbanding lurus dengan konsentrasi massa.

2. Larutan encer semua zat terlarut yang tidak mengion, dalam

pelarut yang sama, dengan konsentrasi molal yang sama,mempunyai titik beku yang sama, pada tekanan yang sama

(Achmad,1996).

Penurunan rumus, diperoleh bahwa penurunan titik beku jugasebanding dengan konsentrasi zat terlarut (molalitas). Diperoleh

persamaan sebagai berikut:

Tf = m

Pada kenyataannya, persamaan ini tidak hanya berlaku untuklarutan yang mengandung zat terlarut non volatil, tetapi juga

berlaku untuk larutan yang mengandung zat terlarut volatile

(Bird,1993).

VIII. PEMBAHASAN

Pada percobaan ini untuk menentukan berat molekul (Mr)

naftalena dilakukan dengan cara berdasarkan penurunan titik

beku laruutan. Oleh karena itu, hal pertama yang harusdilakukan yaitu menentukan titik beku pelarut dan titik beku

larutan larutan untuk mengetahui penurunan titik bekunya.

Pelarut yang digunakan yaitu benzena dan zat terlarut yang

digunakan yaitu naftalena. Mula-mula pelarut benzenaditentukan titik bekunya dengan cara mendinginkan pada air esdan dilakukan pengukuran suhu sampai konstan. Dari hasil

percobaan diperoleh titik beku benzena yang konstan yaitu 6,0

oC. untuk titik beku larutan digunakan dua macamkonsentrasi

zat terlarut yaitu 0,25 molal dan 0,5 molal. Dari hasil analisis

data, pada konsentrasi 0,25 molal digunakan massa zat terlarut

(naftalena) sebesar 0,8428 gram, sedangkan pada konsentrasi

0,5 molal digunakan massa zat terlarut (naftalena) sebesar1,6875 gram. Penentuan titik beku larutan sama perlakuannya


6/10

dengan menentukan titik beku pelarut. Tetapi pada titik beku

larutan digunakan camppuran benzena dengan naftalena. Dari

hasil percobaan diperoleh titik beku larutan pada larutan pada0,25 molal yang konstan yaitu 3,0 K. sedangkan titik beku

larutan pada 0,5 molal yang konstan yaitu 2,0 K.

Dari hasil analisis data, diperoleh Tf untuk konsentrasi 0,25

molal yaitu 3,0 K dan Tf utnuk konsentrasi 0,5 molal yaitu 4,0

K. dari harga Tf tersebut dapat ditentukan harga tetapan

krioskopik menggunakanpersamaan Tf = Kf X m. daripersamaan diperoleh harga Kf untuk konsentrasi 0,25 molal

yaitu 12 K/molal dan Kf untuk konsentrasi 0,5 molal yaitu 8

K/molal. Pada penurunan titik beku larutan terlihat bahwasemakin tinggi konsentrasi dari naftalena maka penurunan titik

bekunya semakin rendah. Hal ini telah sesui dengan teori yang

menyatakan bahwa semakin bannyak atau semakin tinggi

konsentrasi naftalena yang dilarutkan maka penurunan titikbekunya semakin rendah.

Berdasarkan hasil percobaan ini, dipeoleh berat molekul untuk

zat terlarut naftalena pada konsentrasi 0,25 molal yaitu

127,9878 g/mol. Sedangkan berat molekul zat terlarut neftalena

pada konsentrasi 0,5 molal yaitu 127,9954 g/mol. Dari hasiltersebut dapat dikatakan bahwa hasil percobaan ini telah sesuai

dengan teori. Menurut teori berat molekul (Mr) naftalena yaitu

127,9 g/mol.

IX. KESIMPULAN DAN SARAN

KESIMPULANDari hasil percobaan yang telah dilakukan maka dapat

disimpulkan bahwa :

Titik beku pelarut benzena yaitu 6,0 oC

Titik beku larutan pada konsentrasi 0,25 molal yaitu 3,0 oCTitik bekku larutan pada konsentrasi 0,5 molal yaitu 2,0 oCPerubahan titik beku larutan (Tf) pada konsentrasi 0,25 molal

yaitu 3,0 oC atau 3,0 K

Perubahan titik beku larutan (Tf) pada konsentrasi 0,5 molal

yaitu 4,0 oC atau 4,0 K

Berat molekul (Mr) naftalena pada konsentrasi 0,25 molal yaitu

127,9889 g/mol

Berat molekul (Mr) naftalena pada konsentrasi 0,5 molal yaitu127,9954 g/mol


7/10


8/10

uapnya turun maka perubahan titik beku juga akan turun, begitu pun

sebaliknya. Titik beku mengalami penurunan setelah ditambahkan

naftalen dapat dibuktikan melalui data yang diperoleh dari hasilpercobaan, pada menit ketiga titik beku menurun drastis yaitu awalnya

dari 18oC menjadi 16oC, penurunan suhu setelah ditambah naftalen

pada menit yang ketiga adalah dari 11oC menjadi 10 oC dan ketika

ditambahkan zat X terjadi penurunan suhu dari 11oC menjadi 9oC.

Sehingga dapat disimpulkan bahwa zat X juga berfungsi sebagai

penurun titik beku larutan. Perbedaan suhu yang didapat dari menitpertama kurang sesuai menurut literatur suhu larutan asam cuka

glasial ditambah naftalen dan larutan campuran dari asam cuka glasial,

naftalen dan zat X lebih rendah dibanding suhu asam cuka glasialmurni. Hal tersebut dapat terjadi kemungkinan disebabkan dari

pengaruh pengadukan yang tidak konstan, karena kekuatan

pengadukan yang diberikan pada larutan berbeda maka peningkatan

suhu yang terjadi pada larutan pun berbeda.Hasil pengamatan tentang penurunan titik beku larutan, diperoleh titik

beku asam asetat glasial atau asam cuka ini adalah 3K, dan Kf dari

asam asetat glasial itu sendiri adalah 4,2 KKg/mol. Harga Kf asam

asetat glasial yang diperoleh pada praktikum kali ini sedikit berbeda

dengan Kf asam asetat secara teori, dimana harga Kf asam asetatsecara teori adalah 3,9 KKg/mol. Berat molekul dari zat X ini adalam

133.6 g/mol, hasil ini jauh berbeda dengan literatur, sebab zat yang

digunakan adalah NaCl yang memiliki berat molekul 58,5g/mol.

Perbedaan ini bisa saja disebabkan oleh human error ataupun dari

bahan yang digunakan mungkin telah terkontaminasi, sehingga sulitdidapat hasil yang sesuai dengan literatur.

4.2.3 Grafik hasil percobaana. Grafik asam cuka glasial

Nilai regresi dari grafik adalah 0,9337. Hal ini menunjukkan bahwagrafik yang didapatkan hampir mendekati linier. Penurunan suhu

terjadi setiap menitnya, namun penurunan yang cukup drastis padamenit ke-6 dan diperoleh suhu dalam keadaan konstan saat menit ke-7

hingga ke-9. Suhu inilah yang digunakan sebagai titik beku dari asam

cuka glasial.b. Grafik asam cuka + naftalen


9/10

Nilai regresi dari grafik adalah 0,748. Hal ini menunjukkan bahwa

grafik yang didapatkan kurva yang kurang linier. Terjadi penurunan

yang tajam pada menit kedua, hal ini karena pengaruh naftalensebagai penurun titik beku. menit ke-6 dan diperoleh suhu dalam

keadaan konstan saat menit ke-7 hingga ke-9. Suhu inilah yang

digunakan sebagai titik beku dari larutan asam cuka glacial dan

naftalen.c. Grafik asam cuka + naftalen + zat X

Nilai regresi dari grafik adalah 0,760. Hal ini menunjukkan bahwa

grafik yang didapatkan kurva yang kurang linier. Terjadi penurunan

yang tajam pada menit kedua, hal ini karena pengaruh naftalen dan zatX dalam larutan asam asetat glasial yang berperan sebagai penurun

titik beku. menit ke-6 dan diperoleh suhu dalam keadaan konstan saat

menit ke-7 hingga ke-9. Suhu inilah yang digunakan sebagai titik bekudari larutan asam cuka glasial, naftalen dan zat X.

Bab 5 Penutup

5.1 Kesimpulan

1. Garam berfungsi sebagai penurun titik beku air.

2. Air yang berada di beaker glass D berfungsi untuk memperlambat

proses pendinginan.

3. Naftalen merupakan zat non volatil yang berfungsi sebagai penurun

titik beku.4. Kf asam asetat sebesar 4,20 g mol-1K.

5. Berat molekul zat X sebesar 133,6 g/mol.

6. Titik beku suatu larutan lebih rendah dari pada titik beku pelarutmurni.

5.2 Saran1. Seharusnya praktikan menguasai materi praktikum sebelum

melakukan percobaan.2. Ketelitian dan kecermatan sangat berpengaruh terhadap hasil

pengamatan.3. Kebersihan alat menjadi faktor penting dalam mendapatkan data

yang lebih akurat.

Daftar Pustaka


10/10

Achmad, Hiskia. 1996. Kimia Larutan. Bandung : PT Citra Aditya

Bhakti.

Anonim. 2011. Air .http://id.wikipedia.org.wiki/Air, diakses April2011.

Anonim. 2011.Asam asetat .http://id.wikipedia.org.wiki/Asam_Asetat,

diakses April 2011.

Anonim. 2011.Naftalen .http://id.wikipedia.org.wiki/Naftalen, diakses

April 2011.

Anonim. 2011. Natrium Klorida.http://id.wikipedia.org.wiki/Natrium_Chloride, diaksesApril 2011.

Bird, Tony. 1993. Kimia Untuk Universitas. Jakarta : PT Gramedia

Pustaka Utama.Soekardjo. 1989. Kimia Fisik. Jakarta : PT Rineka Cipta.

Tim Penyusun. 2009. Penuntun Praktikum Kesetimbangan danDinamika Kimia. Jember : Laboratorium Kimia Fisika FMIPA UNEJ.

LAMPIRAN

1. Penentuan penurunan titik beku asam asetat ( )

, dimana : titik beku pelarut murni dan : titik beku asam asetat dan

naftalen.

Documents

Landasan Teori Penurunan Titik Beku