Volume Molal Parsial

LAPORAN PRAKTIKUM

KESETIMBANGAN  KIMIA

VOLUME MOLAL PARSIAL

Disusun oleh:

Nama : nirka Ardila

NIM : 091810301003

Kelmpok  : 3

Nama Asisten :

LABORATORIUM KIMIA FISIKA

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER

2011

BAB 1 PENDAHULUAN

 

1.1.            Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari, kita pasti mengenal adanya materi, baik materi hidup maupun tak hidup. Materi yang ada di sekitar kita jarang sekali ditemukan dalam bentuk murni, melainkan berasal dari campuran dua zat atau lebih. Penggambaran yang lebih umum mengenai termodinamika campuran dan komposisi suatu zat tersebut kita perlu mengenal sifat-sifat parsialnya. Salah satu sifat-sifat parsial yang ada yakni sifat molal parsial yang lebih mudah digambarkan dengan volume molal parsial, yaitu kontribusi pada volume dari satu komponen dalam sampel terhadap volume total.

Dalam kehidupan sehari-hari kita tidak lepas dari air  ataupun zat- zat kimia yang lain. Setiap zat tersebut pasti memiliki volum. Volume molal parsial biasanya digunakan dalam menentukan tekanan uap campuran. Selain itu dalam mencampurkan suatu zat tertentu dengan zat lain dalam temperatur tertentu, kita juga harus mengetahui volume molal parsial dari zat – zat tersebut. Jadi, sangatlah penting untuk mengetahui  volume molal parsial komponen larutan.

1.2       Rumusan Masalah

Bagaimana cara menentukan volume molal parsial komponen larutan?

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

 

2.1. MSDS Bahan

2.1.1. Aquades

1. Nama IUPAC                   : Dihydrogen monoxide
2. Nama Lain                        : Hydroxylic acid, Hydrogen Hydroxide
3. Rumus Molekul                 : H₂O
4. Massa molar                      : 18.01528(33) g mol^-1
5. Bentuk                               : Cairan
6. Warna                                : tak berwarna
7. Densitas                             : 1000 kg m^-3, liquid (4 °C), 917 kg m^-3, solid
8. Titik leleh                          :  0 °C
9. Titik didih                         : 100 °C
10. Viskositas                          : 0,001 Pa saat suhu 20⁰C
11. Bentuk molekul                 : heksagonal
12. Momen dipole                   : 1,85 D(Anonim, 2011).

2.1.2. NaCl

1. Rumus Molekul                 : NaCl
2. Massa molar                      : 58,44 g mol^-1
3. Bentuk                              : padatan
4. Warna                                : putih
5. Densitas                            : 2,165 gr/ ml
6. Titik leleh                          :  801 °C
7. Titik didih                         : 1413 °C
8. Kelarutan                          : larut dalam air dingin dan panas, gliserol, ammonia, asam klorida. Sedikit larut dalam alcohol(Anonim, 2011).

2.2. Volume Molal Parsial

Volume molar parsial komponen suatu campuran berubah-ubah bergantung pada komposisi, karena lingkungan setiap jenis molekul berubah jika komposisinya berubah dari A murni ke B murni. Perubahan lingkungan molecular dan perubahan gaya-gaya yang bekerja antar molekul inilah yang menghasilkan variasi sifat termodinamika campuran jika komposisinya berubah. Volume molar parsial V_J dari suatu zat J pada beberapa komponen umum didefinisikan secara formal sebagai berikut.

 

Vj  =                    P, t, n¢……………………………………………………………….( 1 )

Dengan n_J sebagai jumlah (jumlah mol) J dan subskrip n’ menunjukkan bahwa jumlah zat lain tetap. Volume molar parsial adalah kemiringan grafik volume total, ketika jumlah J berubah, sedangkan tekanan, temperature, dan jumlah komponen lain tetap. Nilainya bergantung pada komposisi, seperti yang kita lihat untuk air dan etanol. Definisi ini menunjukkan bahwa ketika komposisi campuran berubah sebesar penambahan dn_A zat A dan dn_B zat B, maka volume total campuran berubah sebesar

       

  

   dV =                 p,T, nB   dn_A                   p,T, n_A     dn_B

= VA dn_A   +  VB dn_{B……………………………………………….…………………………………………………..}( 2 )

(Atkins, 1994 :170).

Secara matematik sifat molal parsial didefinisikan sebagai:

 _{T, p,n}

Dimana J_i adalah sifat molal parsial dari komponen ke-i. Secara fisik J_i berarti kenaikan dalam besaran termodinamik J yang diamati bila satu mol senyawa i ditambahkan ke suatu system yang besar sehingga komposisinya tetap konstan. Pada temperature dan tekanan konstan, persamaan dapatditulis sebagai:

dJ =Σ ĵ_i d n_i

dan dapat diintegrasikan menjadi

J =Σ n_i ĵ_i

Arti fisik dari integrasi ini adalah bahwa ke suatu larutan yang komposisinya tetap,suatu komponen n₁, n₂,…, n_i (yang komposisinya juga mirip dengan larutan tuanya) ditambahkan lebih lanjut, sehingga komposisi relative dari tiap-tiap jenis tetap konstan. Karenanya besaran molal parsial ini tetap sama dan integrasi diambil pada banyaknya mol.Ada 3 sifat termodinamik molal parsial utama,yakni:

• volume molal parsial dari komponen-komponen dalam larutan
• entalpi molal parsial (juga disebut sebagai panas diferensial larutan)
• energi bebas molal parsial (disebut potensial kimia).

sifat-sifat ini dapat ditentukan dengan bantuan:

• Metode grafik
• Dengan menggunakan hubungan analitik yang menunjukkan J dan n_i
• Dengan menggunakan suatu fungsi yang disebut besaran molal nyata yang ditentukan sebagai:

 Ø

Dimana J_i° adalah harga molal untuk komponen murni dan dengan menggunakan metode intersep. Satu hal yang harus diingat adalah bahwa sifat molal parsial dari suatu komponen dalam suatu laruta dan sifat molal untuk sntawa murni adalah ama jika  larutan ideal (Dogra,1990: 580-581).

                Volume larutan adalah fungsi emperature, tekanan, dan jumlah mol komponen, yang dituliskan sebagai berikut :

            V  = V ( T, p, n)…………………………………………………………………………( 3)

Maka :

            dV  = ( ∂V / ∂T)dT + ( ∂V / ∂p)dP + ( ∂V / ∂n₁)dn₁ + ( ∂V / ∂n₂) ∂n₂ + ………….…..( 4 )

Pada temperature dan tekanan tetap, dengan menggunakan persamaan ( 1 ) dan ( 4 ) menjadi :

            dV  =  V₁ dn₁  +  V₂ dn₂  + ……………………………………………………………( 5 )

Volume molal parsial adalah tetap pada kondisi komposisi temperature, dan tekanan tetap. Integrasi persamaan ( 5 ) pada kondisi tersebut memberikan persamaan sebagai berikut :

            V  = n₁V₁  +  n₂V₂  + ….  +( tetapan )………………………………………………….( 6)

Oleh karena n₁ = n₂ = …. = 0, maka volume V adalah nol, sehingga tetapan = 0, maka persamaan ( 6 ) menjadi :

            V  = n₁V₁  +  n₂V₂  + …. ………………………………………………………………(7 )

Deferensiasi dari persamaan (7) menghasilkan :

            dV= ( n₁dV₁  +  n₂dV₂ ) + ( V₁ dn₁  +  V₂ dn₂ + … )………………………………….(8)

Jika digabung dengan persamaan ( 7 ) memberikan hasil pada temperature dan tekanan tetap :

            n₁dV₁  +  n₂dV₂ + ……. = 0……………………………………………………………( 9 )

Persamaan (8) adalah persamaan Gibbs – duhem untuk volume. Untuk system larutan biner, volume molal semu untuk zarut didefinisikan sebagai :

            Ǿ = ……………………………………………………………………………( 8)

V₁⁰ adalah volum molal pelarut murni(Tim penyusun ,2011:8).

BAB III METODE PERCOBAAN

3.1       Alat dan Bahan

1. Alat

• Piknometer
• Labu ukur 200 ml
• Erlenmeyer 250 ml
• Gelas piala 250 ml dan 100 ml
• Pipet 100 ml dan sendok

1. Bahan

• NaCl
• Akuades

NaCl

3.2       Skema Kerja

–                   Diencerkan NaCl 3 M dengan pelarut air.

–                   Ditimbang garam dengan teliti dan dilarutkan dalam air menggunakan labu ukur 200 ml.

–                   Untuk pengencerannya, diencerkan larutan dengan konsentrasi 1/2; 1/4; 1/8; 1/16 dari konsentrasi semula

–                   Umtuk setiap pengenceran dipipet 100 ml larutan kedalam labu ukur 200 ml dan ditambahkan aquades sanpai tanda batas.

–                   Ditimbang piknometer kosong (We), piknometer yang diisi penuh dengan aquades (Wo), dan piknometer yang diisi penuh dengan NaCl (W).

–                   Dicatat konsentrasi- konsentrasi tersebut.

–

HASIL

Dicatat temperature didalam piknometer.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

 

4.1. HASIL

Diketahui :

• Berat piknometer                                = 30,671 gr
• Berat piknometer + aquades               = 40,64 gr
• Suhu aquades                                      = 28,2 ⁰C

Konsentrasi	I	II	III
3 M	m = 41,085gr

T = 28,8⁰Cm = 41,086 gr

T = 29⁰Cm = 41,086 gr

T = 29 ⁰C1,5 Mm = 40,772 gr

T = 30⁰Cm = 40,771 gr

T = 29,8⁰Cm =40,772 gr

T = 29,8⁰C0,75 Mm = 40,354gr

T = 29,6⁰Cm = 40,356 gr

T = 29,6⁰Cm = 40,342 gr

T = 29,6⁰C0,375 Mm = 40,419 gr

T =  29,8⁰Cm = 40,416 gr

T = 29,8⁰Cm = 40,415 gr

T = 29,6⁰C0,1875 Mm = 40,649 gr

T = 30,08⁰Cm = 40,849 gr

T = 30,04⁰Cm = 40,841 gr

T = 30,02⁰C

Tabel hasil perhitungan :

No	Konsentrasi (M)	d (gr.cm-3)	m (gr.mol-1)	(cm3.mol-1)	V1 (cm3.mol-1)	V2 (cm3.mol-1)
1	3	1,007	3,610	55,068	33,854	-8,57
2	1,5	1,009	1,629	49,886	34,811	7,136
3	1,75	0,967	0,813	84,878	74,792	54,717
4	0,375	0,973	0,394	119,684	112,674	98,659
5	0,1875	1,009	0,188	53,848	49,006	39,325

 

 

4.2. PEMBAHASAN

Volume molal parsial merupakan volume dimana terdapat perbandingan antara pelarut dengan zat terlarut, yang ditentukan oleh banyaknya zat,  mol zat terlarut yang terdapat dalam 1000 gram pelarut. Adapun 3 sifat termodinamik molal parsial utama,yakni:

• volume molal parsial dari komponen-komponen dalam larutan
• entalpi molal parsial (juga disebut sebagai panas diferensial larutan)
• energi bebas molal parsial (disebut potensial kimia).

Sifat-sifat ini dapat ditentukan dengan bantuan:

• Metode grafik
• Dengan menggunakan hubungan analitik yang menunjukkan J dan n_i
• Dengan menggunakan suatu fungsi yang disebut besaran molal nyata yang ditentukan sebagai:

 Ø

Dimana J_i° adalah harga molal untuk komponen murni dan dengan menggunakan metode intersep. Satu hal yang harus diingat adalah bahwa sifat molal parsial dari suatu komponen dalam suatu larutan dan sifat molal untuk senyawa murni adalah sama jika  larutan ideal.

Sifat termodinamika molal parsial yang jika salah satu sifat (misalnya volume molal parsial) komposisinya diubah, maka akan berpengaruh pada harga volume molal itu sendiri. Misalnya, harga konsentrasi diubah, maka volume molalnya juga akan berubah dari keadaan awal. Akan tetapi, jika salah satu sifatnya yang diubah, misalnya entalpi molal parsialnya, maka hal tersebut tidak akan mempengaruhi harga sifat molal parsialnya, karena yang dihitung perubahannya hanyalah jumlah molnya bukan sifat-sifat termodinamika molal parsialnya. Sifat termodinamika molal parsial yang ditentukan menggunakan metode grafik yakni volume molal parsial dan entalpi molal parsial. Untuk entakpi molal parsial, karena harga entalpi absolute tidak dapat ditentukan dengan pertolongan termodinamika, maka penentuan entalpi molal parsial relative menggunakan persamaan:

L_i = H_i – H⁰_i

Dimana H⁰_i  adalah entalpi molal parsial dari komponen I dalam keadaan standar, yakni larutan encer tidak terhingga. Selain menggunakan metode intersep dan metode grafik, sifat-sifat molal parsial juga dapat ditentukan dengan metode analitik yang menunjukkan hubungan antara J dan n_i.

Salah satu sifat molal parsial yakni volume molal parsial yang dibahas pada percobaan ini memiliki hubungan dengan konsentrasi. Hubungan yang terjadi yakni  berbanding lurus. Jadi, semakin kecil konsentrasi larutan, maka semakin kecil volume molal parsialnya. Begitu juga sebaliknya.

Berdasarkan hasil pengamatan yang didapat dari praktikum ini menunjukkan adanya perbedaan suhu dari masing-masing konsentrasi. Semakin tinggi konsentrasi maka semakain rendah suhunya. Akan tetapi, berdasarkan literatur hal tersebut sangat berlainan. Konsentrasi umumnya dinyatakan dalam perbandingan jumlah zat terlarut dengan jumlah total zat dalam larutan, atau dalam perbandingan jumlah zat terlarut dengan jumlah pelarut. Contoh beberapa satuan konsentrasi adalah molar, molal, dan bagian per juta (part per million, ppm). Jika semakin banyak zat yang terlarut(konsentrasi tinggi) maka jumlah molekulnya juga semakin banyak.

M = mol / volume

Pertambahan molekul, menyebabkan pertambahan kemungkinan terjadinya tumbukan. Ketika tumbukan terjadi, maka hal tersebut menghasilkan energi panas. Sehingga, suhu larutan dapat meningkat seiring pertambahan konsentrasi. Penyebab ketidaksesuaian data terhadap literatur bisa dari faktor kesalahan praktikan, lingkungan, dan peralatan yang kurang memadai.

 Cara memperoleh harga volume molal parsial dari percobaan ini melalui beberapa tahapan rumus yang harus diselesaikan. Awalnya menghitung harga massa jenis dari larutan. Kemudian menghitung harga molalitas larutan. Setelah didapat hasilnya, maka dikonversikan kedalam rumus untuk mencari harga volume molal parsial semu (Ø). Setelah didapat harga Ø, kemudian dibuat grafik antara Ø dengan akar dari konsentrasi untuk memperoleh nilai slopenya. Kemudian dari nilai slope tersebut dapat digunakan untuk menghitung nilai volume molal parsial 1 dan 2. Selanjutnya, satuan volume molal parsial yang diperoleh dari perhitungan tersebut yakni dm³/ mol, artinya dalam 1 liter larutan jumlah molnya adalah 1.

Dari hasil perhitungan didapatkan data bahwa ketika konsentrasi larutan tinggi maka volume molal parsial larutan semakin rendah. Sehingga hubungan konsentrasi larutan dengan volume molal parsial berbanding terbalik. Hal in disebabkan oleh komponen dari volume molal parsial itu sendiri, yang didefinisikan sebagai :

V = (dV/dn)_T,P,nj=i

Konsentrasi berhubungan dengan n (jumlah mol). Sehingga, pertambahan konsentrasi akan memperkecil volume molal parsial. Hubungan ini sudah sesuai dengan hasil praktikum, yaitu pada konsentrasi tertinggi 3 M dapat tercapai volume molal parsial terendah V₁ = 33,854 cm³.mol^-1 dan V₂ = 8,57 cm³.mol^-1 .

 

BAB V PENUTUP

 

5.1. Kesimpulan

5.1. Cara menentukan volume molal parsial adalah :

1. Cari berat jenis molekulnya :
2. Cari nilai molalitasnya :
3. cari nilai volum molal semu :
4. dibuat grafik hubungan akar dari molalitas versus volum molal semu.
5. Slope yang didapat dari grafik digunakan untuk menghitung volume molal parsial dan

5.2.   Hubungan volume molal parsial dengan konsentrasi berbanding terbalik.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2011. www.wikipedia.com/kloroform. tanggal akses 21 maret 2011.

Anonim, 2011. http://www.wikipedia.com/aseton.. tanggal akses 21 maret 2011.

Atkins, 1994. Kimia fisik. Jakarta : Erlangga.

Dogra, 1990. Kimia Fisik dan Soal-soal. Jakarta : UI-PRESS.

LAMPIRAN PERHITUNGAN

OK kawand, Semoga membantu 😀

“Nothing in life is to be feared, it is only to be understood. Now to understand more, so that we may fearless.”
-Marie Curie