LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA
PENURUNAN TITIK BEKU
Nama : Dini
Safitri
NIM : 1622230016
Kelompok : 1 (satu)
Asisten :
Riska Yusniawan
Dosen :
Luthfi Ulva Irmita, M. Pd
LABORATORIUM KIMIA FISIKA
FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI (UIN) RADEN FATAH
PALEMBANG
2018
I.
Judul Praktikum
Penurunan Titik Beku
II.
Tanggal Praktikum
Praktikum Penurunan Titik Beku dilaksanakan pada hari
Senin, tanggal 30 April 2018 di Laboratorium Kimia Universitas Islam Negeri
Raden Fatah Palembang.
III.
Tujuan Praktikum
Menentukan tetapan penurunan titik beku asam asetat dan
menentukan massa molekul relatif zat X.
IV. Dasar Teori
Sifat-sifat
koligatif larutan ialah sifat-sifat larutan yang hanya ditentukan oleh jumlah
partikel dalam larutan dan tidak tergantung jenis partikelnya. Dalam bagian
ini, dibicarakan sifat koligarif larutan yang berisi zat terlarut yang sukar
menguap atau non-volatif (Sukardjo, 2013).
Titik beku ialah temperatur pada saat
larutan setimbang dengan pelarut padatnya. Larutan akan membeku pada temperatur
lebih rendah dari pelarutnya (Sukardjo, 2013). Hal ini dikarenakan sebagian partikel air dan partikel-partikel terlarut
akan bergabung dan membentuk ikatan. Sehingga ketika membeku yang memiliki
titik beku paling tinggi adalah air karena air yang membeku terlebih dahulu,
kemudian diikuti partikel-pertikel terlarut.
Larutan dan senyawa kimia diartikan
sebagai suatu campuran homogen yang terdispersi pada spesies kimia dalam skala
molekular. Larutan biner merupakan larutan yang terdiri atas dua unsur.
Sedangkan larutan tersier (terner) merupakan larutan yang terdiri atas tiga
unsur, dan kuartener terdiri atas tiga unsur, dan kuartener terdiri atas empat
unsur. Larutan mempunyai fase yang berbeda-beda. Larutan dapat berupa gas, cairan,
atau padatan. Fase ini mempengaruhi sifat dari zat tersebut, salah satunya
sifat koligatif larutan. Penurunan titik beku dan peningkatan titik didih, sama halnya seperti
penurunan tekanan uap yang sebanding dengan konsentrasi fraksi molnya (Petruci,
1987).
Sifat-sifat yang tidak bergantung pada
jenis zat terlarut, tetapi hanya pada konsentrasi partikel terlarutnya disebut
sifat koligatif. Istilah ini berasal dari bahasa Latin yang artinya kolega atau
kelompok. Sifat koligatif hanya bergantung pada jumlah partikel atau kelompok
partikel zat terlarut didalam larutan dan tidak bergantung pada jenisnya, baik
molekul atau ion (partikel terlarut). Sifat koligatif meliputi tekanan uap,
penurunan titik beku, kenaikan titik didih, dan tekanan osmotik (Purba dan
Sunardi, 2012).
Menurut
Kitti (2010), ada tiga konsentrasi larutan yaitu, kemolaran (M) dan fraksi mol
(x). Kemolaran menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam satu liter larutan.
atau 
Keterangan:
M : kemolaran (mol l-1 atau M)
N : jumlah mol zat terlarut (mol)
(n= gr/Mr)
V : volume larutan (I atau ml)
gr : massa zat terlarut (gram)
Mr : massa molekul zat terlarut (gram
mol-1)
Dan
kemolalan atau molalitas menyatakan jumlah zat terlarut dalam 1000 gram (1 kg)
pelarut. Kemolalan ini dinyatakan dalam mol kg-1.
atau 
Menurut
Purba dan Sunardi (2012), fraksi mol (X) menyatakan perbandingan jumlah mol zat
terlarut atau pelarut terhadap jumlah mol larutan. Jumlah mol zat pelarut
adalah nA dan mjumlah mol zat terlarut adalah nB, maka
faraksi mol pelarut dan zat terlarut adalah
Dan
 |
 |
 |
Titik beku
berbanding terbalik dengan titik didih, karena selalu lebih rendah dibanding
titik beku pelarut murninya. Zat terlarut yang ada dalam larutan akan selalu
bertahan untuk tetap melarut (Kitti, 2010). Menurut Purba dan Sunardi (2012),
penurunan titik beku (
) sebanding dengan kemolalan larutan,
dinyatakan dalam
) sebanding dengan kemolalan larutan,
dinyatakan dalam
atau
keterangan:
: penurunan titik beku
Kf : tetapan penurunan titik beku molal pelarut (oC m-1)
M : molalitas larutan (m)
Selisih antara titik didih larutan dengan titik didih
pelarutnya, disebut kenaikan titik didih (∆Tb = boiling point elevation).
Sedangkan selisih antara titik beku pelarut dengan titik beku larutan disebut
penurunan titik beku (∆Tf = freezing point depression) (Purba dan
Sunardi, 2012).
Menurut Putrba dan Sunardi, selisih keduanya dinyatakan
dalam
∆Tb = Tblarutan – Tbpelarut
Keterangan:
∆Tb : kenaikan ttik didih larutan (˚C)
Tblarutan : titik didih larutan
Tbpelarut
:titik diidh pelarut
∆Tb = Tflarutan – Tfpelarut
Keterangan:
∆Tf
: kenaikan ttik beku larutan (˚C)
Tflarutan : titik beku larutan
Tfpelarut
:titik beku pelarut
Seseorang yang bukan ilmuwan mungkin tidak akan pernah
menyadari fenomena kenaikan titik didih, tetapi seorang pengamat yang jeli yang
hidup di iklim dingin terbiasa dengan penurunan titik beku. Es
di jalan dan trotoar yang beku akan meleleh bila ditaburi garam seperti Natrium
Klorida (NaCl) atau Kalium Klorida (CaCl2). Cara pelelehan semacam
ini berhasil karena dapat menurunkan titik beku air. Penjelasan kuantitatif
untuk fenomena penurunan titik beku ialah, pembekuan melibatkan transisi dari
keadaan tidak teratur ke keadaan teratur. Agar proses itu terjadi, energy harus diambil dari
sistem. Karena larutan lebih tidak teratur dibandingkan pelarut, maka lebih
banyak energi yang harus diambil darinya untuk menciptakan keteraturan
dibandingkan dalam kasus pelarut murni. Jadi, larutan memiliki titik beku lebih
rendah dibandingkan pelarut. Perhatikan bahwa bila larutan membeku, padatan
yang memisah ialah komponen pelarutnya (Chang, 2005).
Terdapat konstanta titik didih molal dan konstanta penurunan titik beku
molal untuk beberapa cairan yang umum yaitu.
Tabel 1. Konstanta penurunan titik beku beberapa larutan (Chang, 2005).
Pelarut
|
Titik beku normal (oC) diukur pada 1 atm
|
Kb (oC/m)
|
Titik didih normal (oC) diukur pada 1 atm
|
Kd (oC/m)
|
Air
|
0
|
1,86
|
100
|
0,52
|
Benzena
|
5,5
|
5,12
|
80,1
|
2,53
|
Etanol
|
117,3
|
1,99
|
78,4
|
1,22
|
Asam Asetat
|
16,6
|
3,90
|
117.9
|
2,93
|
Sikloheksana
|
6,6
|
20,0
|
80,7
|
2,79
|
Diagram fase
atau P-T adalah diagram yang menyatakan hubungan antara suhu dan tekanan dengan
fase zat (Purba dan Sunardi, 2012). Menurut Kitti (2010), diagram fase
menyatakan batas-batas suhu dan tekanan dimana suatu bentuk fase dapat stabil.
Gambar 1.
Diagram fasa (Purba dan Sunardi, 2012)
Menurut Purba dan Sunardi (2012), perbandingan
diagram fase larutan dengan diagram fase pelarutnya (dalam hal ini air),
seperti berikut.
Gambar 2.
Diagram fasa larutan relatif terhadap pelarutnya (Purba dan Sunardi, 2012).
V. Alat Dan Bahan
A.
Alat
1.
Gelas kimia 25 mL dari pyrex
2. Gelas arloji
3. Tabung raeksi besar
4. Termometer 100oC
5. Pipet tetes
6. Pengaduk kaca
7. Stopwatch
8. Baskom untuk membuat thermostat
sederhana
9. Statif
10. Bunsen
B.
Bahan
1.
Naftalena
2.
Asam Asetat
3.
Zat X (NaCl)
VI. Prosedur
Percobaan
1.
Penentuan titik beku naftalena dalam Asam Asetat
|
||||
 |
||||
-
Dimasukkan dalam
|
||||
 |
||||
-
masukkan dalam
|
||||
 |
||||
-
Ukur titik bekunya sampai konstan
-
Naikkan suhu
-
tambahkan
|
||||
 |
||||
-
aduk
-
dimasukkan dalam
|
||||
 |
||||
-
diukur sampai temperatur
konstan
|
2.
Penentuan titik beku zat X dalam asetat
|
-
diaduk
diaduk
-
dimasukkan
|
-
diukur
hingga temperatur
diukur
hingga temperatur
konstan
|
VII.
Data
Hasil Pengamatan
Tabel
1. Temperatur vs waktu untuk larutan CH3COOH murni
Waktu
(menit)
|
˚C
|
Kondisi Cairan
|
||
Belum Membeku
|
Sebagian Membeku
|
Beku Semua
|
||
1
|
14˚
|
√
|
||
2
|
√
|
|||
3
|
√
|
|||
4
|
v
|
|||
5
|
12˚
|
√
|
||
6
|
√
|
|||
7
|
√
|
|||
8
|
√
|
|||
9
|
10˚
|
√
|
||
10
|
√
|
|||
11
|
√
|
|||
12
|
8˚
|
√
|
||
13
|
√
|
|||
14
|
√
|
|||
15
|
√
|
|||
Tabel
2. Penentuan titik beku naftalena dalam asam asetat
Waktu
(menit)
|
˚C
|
Kondisi cairan
|
||
Belum Membeku
|
Membeku Sebagian
|
Beku Semua
|
||
1
|
12˚
|
√
|
||
2
|
√
|
|||
3
|
10˚
|
√
|
||
4
|
√
|
|||
5
|
√
|
|||
6
|
8˚
|
√
|
||
7
|
√
|
|||
8
|
√
|
|||
9
|
6˚
|
√
|
||
10
|
√
|
|||
11
|
√
|
|||
12
|
√
|
|||
13
|
√
|
|||
14
|
√
|
|||
15
|
√
|
|||
Tabel
3. Penentuan titik beku zat X dalam asam asetat
Waktu
(menit)
|
˚C
|
Kondisi Cairan
|
||
Belum Membeku
|
Beku Sebagian
|
Beku Semua
|
||
1
|
14˚
|
√
|
||
2
|
13˚
|
√
|
√
|
|
3
|
12˚
|
√
|
||
4
|
√
|
|||
5
|
11˚
|
√
|
||
6
|
√
|
|||
7
|
10˚
|
√
|
||
8
|
√
|
|||
9
|
√
|
|||
10
|
√
|
|||
11
|
√
|
|||
12
|
√
|
|||
13
|
√
|
|||
14
|
√
|
|||
15
|
√
|
|||
VIII. Reaksi Dan Perhitungan
A. Reaksi
1. Asam Asetat dan naftalena
CH3COOH + C10H8 → CH12H10O
+ H2O
2. Asam Aetat dan Zat X (NaCl)
CH3COOH + NaCl → CH3COONa
+ HCl
B. Perhitungan
1. Penentuan titik beku naftalena dalam asam
asetat
Dari percobaan diketahui : 
asam
asetat (CH3COOH) = 8°C
asam
asetat (CH3COOH) = 8°C
naftalena
(C10H8) = 6°C
Volume asam
asetat (CH3COOH)
= 15 ml
asam asetat (CH3COOH) = 1,05 gr/ml
W naftalena (C10H8)
= 0,2538 gr
Ditanya : a. 
asam asetat (CH3COOH)
asam asetat (CH3COOH)
b. 
asam asetat (CH3COOH)
asam asetat (CH3COOH)
Jawab
:
a. Penurunan titik beku larutan CH3COOH
murni
= (8 – 6)°C
= 2°C
W asam asetat = 
asam asetat x Vasam asetat
asam asetat x Vasam asetat
W asam asetat = 1,05
gr/ml x 15 ml
= 15.75 gr
b. 
= 
=
2°C = 
2°C = 
= 
= 15.748 °C/mol
2. Penentuan Mr zat X (NaCl) dalam asam asetat
Dari percobaan diketahui
: asam asetat (CH3COOH) = 8oC
asam asetat (CH3COOH) = 8oC
zat
X (NaCl)= 10oC
Volume asam asetat (CH3COOH) = 15 ml
W zat X (NaCl)
= 0,2535 gr
Ditanya : Mr
zat X (NaCl)
Jawab :
a. Penurunan zat X (NaCl) dalam asam asetat
= (8 – 10)°C
= −2°C
W asam asetat = asam asetat x Vasam asetat
asam asetat x Vasam asetat
W asam asetat = 1,05
gr/ml x 15 ml
= 15.75 gr
b. =
=
−2°C = 
−2°C = 
−2°C. Mr = 
−2°C. Mr =
−2°C. Mr = 
Mr = 
Mr = −126.734 
IX. Pembahasan
Pada percobaan
pertama ini, akan menetukan tetapan penurunan titik beku Asam Asetat (CH3COOH) dan menentukan massa molekul relatif
zat X. Percobaan pertama yang dilakukan pada Asam Asetat (CH3COOH)
untuk menguji suhu awal Asam Asetat (CH3COOH)
yang mana didapat angka 32˚C. Asam Asetat (CH3COOH)
yang digunakan sebanyak 15 mililiter. Suhu Asam Asetat (CH3COOH)
diukur setiap menitnya untuk mendapatkan temperatur konstan. Temperatur konstan
dari Asam Asetat (CH3COOH) berada pada menit ke 15. Lamanya penurunan suhu disebabkan wadah yang
digunakan untuk menampung es batu terlalu kecil sehingga tidak terlalu banyak
memasukkan es batu. Selama 15 menit pengukuran, didapatlah temperatur konstan
sebesar 8˚C. Dimana setiap 3-4 sekali perubahan temperatur suhu sebesar 2˚C dan
perbandingan antara belum membeku, membeku sebagian, dan beku semua menunjukkan
4:7:4.
Beberapa kesalahan lain yang
ada dalam percobaan pertama terlihat pada beberapa kali mengangkat termometer.
Jika termometer diangkat akan menyebabkan suhu akan berubah tidak sama seperti
sebelumnya. Hal inilah yang menyebabkan adanya ketidaksesuaian antara tabel
konstanta penurunan titik beku dengan hasil percobaan yang mana temperatur
konstannya berada pada suhu 16,6˚C (Chang, 2005).
Percobaan kedua dilakukan untuk
menetukan penurunan titik beku Naftalena (C10H8) dalam Asam Asetat (CH3COOH).
Penurunan titik beku larutan dimana larutan
mulai membeku akibat adanya zat terlarut. Naftalena (C10H8)
ini hidrokarbon kristalin aromatik berbentuk padatan berwarna putih. Senyawa
ini bersifat volatil, mudah menguap walau dalam bentuk padatan. Saat diukur,
suhu awal Naftalena (C10H8) berada
pada temperatur 28˚C. Naftalena (C10H8) yang digunakan dalam 15 mililiter Asam Asetat (CH3COOH) sebanyak 0,2538 gram yang ditimbang menggunakan neraca
analitik. Penggunaan neraca analitik dimaksudkan agar ketelitian Naftalena (C10H8) sesuai
yang diinginkan. Dilihat dari tabel yang ada, perubahan temperatur suhu konstan
namun tidak dalam waktu yang konstan. Dimana pada menit pertama hingga menit
kedua menunjukkan suhu 12˚C, menit ketiga sampai kelima menunjukkan suhu 10˚C,
menit keenam hingga kedelapan menunjukkan suhu 8˚C, dan pada menit kesembilan
hingga kelima belas suhu yang didapat mencapai 6˚C. Perbandingan yang didapat
antara belum membeku, membeku sebagian, dan beku semua menunjukkan 2:6:7.
Dari percobaan sebelumnya,
terlihat pada percobaan ini pembekuan larutan lebih cepat karena kesalahan yang
dilakukan seperti mengangkat termometer dan kurangnya es batu tidak dilakukan
lagi namun terlihat es batu lebih cepat mencair dikarenakan faktor suhu lingkungan
yang memang panas. Percobaan kedua belum sesuai dengan teori bahwa proses penurunan titik beku melibatkan
transisi dari keadaan tidak teratur ke keadaan teratur, agar proses itu terjadi
energi harus diambil dari sistem, karena larutan lebih tidak teratur
dibandingkan pelarut, maka lebih banyak energi yang harus diambil darinya untuk
menciptakan keteraturan dibandingkan dalam kasus pelarut murni, jadi larutan
memiliki titik beku lebih rendah dibandingkan pelarut (Chang, 2005). Namun
teori dari Chang ini sesuai untuk percobaan yang pertama dimana setiap 3-4
sekali perubahan temperatur suhu sebesar 2˚C.
Pada percobaan ketiga, zat x
yang akan direaksikan dengan Asam Asetat (CH3COOH) berupa NaCl
(Natrium Klorida) atau garam dapur. Percobaan ketiga ini untuk menetukan massa
molekul relatif zat X atau NaCl (Natrium Klorida). Banyak Natrium Klorida
(NaCl) yang digunakan sebanyak 0,2535 gram. Suhu awal yang didapat 30˚C saat
0,2535 gram Natrium Klorida (NaCl) ditambahkan 15 mililiter Asam Asetat (CH3COOH
dan dimasukkan ke dalam gelas kimia besar. Percobaan terakhir ini terlihat
lebih cepat membeku namun proses pembekuannya tidak terlalu konstan. Dimana
menit pertama bertemperatur 14˚C, menit kedua menunujukkan temperatur 13˚C,
menit ketiga hingga keempat menunujukkan temperatur 12˚C, menit kelima dan
keenam menunjukkan temperatur 11˚C, menit ketujuh hingga kelima belas suhu yang
didapat konstan pada temperatur 10˚C. Perbandingan yang didapat antara belum
membeku, membeku sebagian, dan beku semua menunjukkan 2:5:9.
Pembekuan yang cepat ini
disebabkan ada banyak es batu yang ditambahkan dan adanya penambahan garam.
Sebagaimana diketahui bahwasannya garam berfungsi sebagai penghambat proses
pencairan es. Pembekuan sempurna pada percobaan ini terlihat saat termometer yang
tidak bisa lepas dari bongkahan di dalam tabung reaksi besar. Sukardjo
(2013) mengatakan bahwa bahwa larutan
akan membeku pada temperatur lebih rendah dari pelarutnya. Hasil perhitungan
untuk mencari Mr yang didapatkan dari beberapa perhitungan yang dilakukan
sebesar −126.734 .
.
X.
Jawaban Tugas
A. Pertanyaan
1. Bagaimana
titik beku masing-masing larutan, dibandingkan dengan titik beku pelarut?
2. Bagaimana pengaruh molalitas asam asetat dari
zat X terhadap:
a. Titik beku larutan?
b. Penurunan titik beku larutan?
3. Pada molalitas yang sama,
bagaimana pengaruh NaCl (zat elektrolit) dibandingkan dengan urea (zat non
elektrolit), terhadap penurunan titik beku larutan?
4. Bagaimana hubungan penurunan titik beku larutan dengan konsentrasi?
5. Apa fungsi penambahan garam pada es batu?
B. Jawaban
1. Titik beku
masing-masing larutan pada percobaan yang kami lakukan ada yang lebih rendah
dari pelarut seperti Naftalena (C10H8), namun tidak pada zat
X atau Natrium Klorida (NaCl).
2. a. semakin besar molalitasnya maka titik
bekunya semakin rendah.
b. semakin besar molalitasnya maka penurunan titik bekunya semakin tinggi.
3. Pada molalitas
yang sama, penurunan titik beku larutan NaCl (elektrolit) lebih tinggi
dibandingkan dengan larutan urea (non elektrolit), hal ini disebabkan zat
elektrolit terurai menjadi ion-ion sehingga jumlah partikelnya lebih banyak dibanding
zat non elektrolit.
4. Besarnya penurunan titik beku
sebanding dengan konsentrasi molal (m), jadi apabila konsentrasinya besar maka
harga penurunan titik bekunya besar juga.
5. Garam dapur yang digunakan sebagai
campuran es, berfungsi untuk mempercepat proses pencairan es namun suhunya
konstan, sehingga dapat membantu dalam menganalisis terhadap titik beku larutan
yang diuji.
XI. Kesimpulan
1. Titik beku ialah temperatur pada saat
larutan setimbang dengan pelarut padatnya.
2. Besarnya perbedaan antara titik beku zat pelarut dengan
titik beku larutan disebut penurunan titik beku.
3. Penurunan titik beku asam asetat yang didapat sebesar 15.748 °C/mol.
4. Massa molekul relatif zat X adalah −126.734
5. Larutan akan membeku pada temperatur
lebih rendah dari pelarutnya, dikarenakan
sebagian partikel air dan partikel-partikel terlarut akan bergabung dan
membentuk ikatan.
XII. Daftar Pustaka
Chang, Raymond.
2005. Kimia Dasar: Konsep-Konsep Inti.
Jakarta: Erlangga.
Kitti,
Sura. 2010. Kimia 2. Jakarta: Graha
Cipta Karya.
Purba,
Michael dan Sunardi. 2012. Kimia 3.
Jakarta: Erlangga.
Petruci, Ralph.
1987. Kimia Dasar: Prinsip dan Terapan
Modern. Jakarta: Erlangga.
Sukardjo.
2013. Kimia
Fisika. Yogyakarta: Rineka Cipta.
LAMPIRAN
1. Temperatur vs waktu untuk larutan Asam Asetat (CH3COOH)
murni
Foto
|
Keterangan
|
 |
Memasukkan Asam Asetat (CH3COOH) kedalam tabung reaksi .
|
 |
Mengukur suhu awal Asam Asetat (CH3COOH).
|
 |
Mengukur dan mengamati suhu setiap menit setelah di
masukkan dalam es batu.
|
2. Penurunan titik beku Naftalena dalam Asam Asetat (CH3COOH)
Foto
|
Keterangan
|
 |
Menggerus Naftalena
|
 |
Menimbang Naftalena sebesar 0.2538 gram
|
 |
Memasukkan Naftalena dalam tabung raksi yang berisi
Asam Asetat.
|
 |
Mengukur suhu awalnya
|
 |
Memasukkan tabung reaksi besar tadi dalam es batu dan
amati suhunya setiap menit
|
 |
Larutan Naftalena dan Asam Asetat (CH3COOH)
membeku
|
3. Penentuan titik beku zat X dalam Asam Asetat (CH3COOH)
Foto
|
Keterangan
|
 |
Memasukkan Asam Asetat (CH3COOH) dalam
tabung reaksi besar.
|
 |
Menimbang zat X (NaCl) sebesar 0,2535 gram
|
 |
Memasukkan zat X (NaCl) kedalam tabung reaksi besar yang berisi Asam
Asetat tadi.
|
 |
Mengukur suhu awalnya
|
 |
Memasukkan tabung reaksi besar tadi dalam es batu dan
amati suhunya setiap menit
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar