PENUNTUN PRAKTIKUM
KIMIA FISIKA I
OLEH TIM DOSEN KIMIA FISIKA
JURUSAN KIMIA FMIPA UNIVERSITAS ANDALAS PADANG 2012
TATA TERTIB PRAKTIKUM KIMIA FISIKA
1. Pendaftaran Setiap mahasiswa yang akan melakukan praktikum kimia fisika harus mendaftarkan diri di kantor Jurusan Kimia FMIPA Universitas Andalas 2. Petunjuk Percobaan Untuk setiap percobaan disediakan petunjuk percobaan yang akan diberikan kepada yang bersangkutan pada awal praktikum. Mahasiswa harus melengkapi pengetahuan dasar percobaan tersebut dari bahan kuliah dan literature yang berhubungan 3. Absensi Mahasiswa diwajibkan dating tepat pada waktunya serta mengisi daftar hadir sesaat sebelum praktikum. Terlambat 10 menit tanpa alas an yang sah atau tidak mengisi daftar hadir dianggap absen dan tak dapat melakukan praktikum. 4. Lemari Praktikum Tiap percobaan memiliki lemari tersendiri. Kuncinyadpat diminta sebelum melakukan percobaan dan harus diserahkan kembali setelah percobaan selesai kepada asisten yang bersangkutan. Selama melakukan percobaan isi lemari harus dicek, bila ada kekurangan kerusakan haru dilaporkan. Selesai melakukan percobaan isi lemari dicek sesuai daftar alat-alat yang tersedia di dalam lemari bersama asisten. Alat harus kembali dalam keadaan utuh dan bersih. Nomor lemari sesuai daftar percobaan. 5. Alat Gelas, instrument dan lain-lain Alat gelas atau alat lain yang tidak terdapat dalam lemari percobaan dapat dipinjam kepada asisten dan langsung ditanggungjawabkan. Untuk penggunaan peralatan yang agak rumit harap berhubungan dengan asisten untuk menghindari kerusakan teknis.
I. PENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKAN MASSA JENIS GAS TUJUAN A. Menentukan berat molekul senyawa volatile berdasarkan pengukuran massa jenis gas B. Melatih penggunaan persamaan ideal TEORI Perasamaan gas ideal bersama-sama dengan massa jenis gas dapat digunakan untuk menentukan berat molekul senyawa volatile. Dari persamaan ideal didapat: PV
= nRT
(1)
Atau PV = (m/Mr)RT
(2)
Dengan mengubah persamaan (2) akan diperoleh
:
P(Mr) = (m/V) = ρRT Agar satuan-satuan yang digunakan pada persamaan (3) sesuai, maka digunakan patokan sebagai berikut: V(L), T(K), P(atm), ρ(g/L) dan R = 0,082 atm L /mol K Bila suatu cairan volatile dengan titik didih kecil dari 100°C ditempatkan dalam Erlenmeyer bertutup yang mempunyai lubang kecil pada bagian tutupnya. Kemudian Erlenmeyer terebut dipanaskan sampai 100°C maka cairan akan menguap dan uapnya akan mendorong udara yang ada didalamnya keluar, sampai akhirnya uap ini akan berhenti keluar bila keadaan setimbang dicapai yaitu tekanan uap cairan sama dengan tekanan udara luar. Pada keadaan ini erlenmeyer hanya berisi uap cairan dimana pada saat itu volume sama dengan volume erlenmeyer dan tekanan sama dengan tekanan udara luar serta suhu sama dengan titik didih air dalam penangas yaitu (100°C),erlenmeyer didinginkan dan ditimbang sehingga massa gas diperoleh, kemudian dengan persamaan (3) berat senyawa dapat ditentukan.
PROSEDUR PERCOBAAN Alat dan Bahan -
Erlenmeyer 100 mL Gelas piala besar Aluminium voil Karet gelang
-
Jarum Neraca analitik Desikator Cairan Volatil (etanol/kloroform)
Cara Kerja 1. Ambil sebuah erlenmeyer berleher kecil yang bersih dan kering, tutup dengan alumunium voil kencangkan dengan karet yang seperti terlihat dalam gambar. 2. Timbang dengan neraca analitik 3. Masukkan ± 5 mL cairan volatile ke dalam erlenmeyer, kemudian tutup kembali dengan alumunium voil, kencangkan dengan karet sehingga tutup ini bersifat kedap gas. Lalu dengan menggunakan sebuah jarum buatlah sebuah lubang kecil pada tutupnya agar gas dapat keluar 4. Rendam erlenmeyer dalam penangas air bersuhu ± 100°C, sehingga bagian bawahnya 1,5 cm dari alumunium voil biarkan semua cairan volatile menguap. Catat suhu penangas air. 5. Setelah semua cairan menguap dalam erlenmeyer pemanasan dihentikan.keringkan dari air yang melekat pada bagian luar, lalu dinginkan dalam desikator. Udara akan masuk lagi ke dalam ermenjadi cair. 6. Timbang erlenmeyer dingin tersebut (tutup alumunium dan gelang karet tidak dilepas, ikut ditimbang) 7. Tentukan volume erlenmeyer dengan mengisinya sampai penuh dan mengukur massa jenis yang terdapat dalam erlenmeyer tersebut. Ukur suhu airnya maka volume air bisa diketahui dengan menggunakan rumus: ρ = k.m/V 8. Ukur tekanan atmosfir dengan menggunakan barometer Hasil dan Perhitungan -
Massa erlenmeyer + aluminium voil + karet gelang = ……………g Massa erlenmeyer + aluminium voil + karet gelang + cairan X = ………..g massa cairan x =…………g Massa erlenmeyer =…………g Massa erlenmeyer + air =…………g Suhu penangas air =………..°C Suhu air =………..°C Tekanan udara(sama dengan tekanan uap cairan) =……….atm
Perhitungan 1. Hitung volume erlenmeyer dengan menggunakan massa jenis air dari table (g/cm3) 2. Hitung massa jenis gas dengan menggunakan massa cairan x dan volume erlenmeyer (pada suhu penangas air dan tekanan atmosfir) 3. Hitung berat molekul cairan x dengan menggunakan persamaan gas ideal.
Pertanyaan 1. Apakah yang menjadi sumber kesalahan utama dalam percobaan ini? 2. Dari hasil analisis penentuan berat molekul suatu cairan x yang bersifat volatile diperoleh nilai = 120 g/mol. Dari analisis suatu cairan x mengandung unsure C = 10 % Cl = 89,0% H = 1,0% Tentukan rumus molekul senyawa ini!
II.TEGANGAN PERMUKAAN TUJUAN -
Menentukan tegangan permukaan cairan atau larutan Untuk mempelajari efek zat aktif permukaan terhadap nilai tegangan permukaan
TEORI Cairan cendrung untuk memperkecil luas permukaan. Gejala ini dapat dilihat pada permukaan cairan yang umumnya berbentuk cekung dan tetesan cairan cendrung berbentuk bulat, karena geometri bulatan merupakan permukaan terkecil dengan jumlah molekul maksimum. Kerja yang diperlukan untuk mengubah luas permukaan yang sangat kecil pada suatu sampel sebanding dengan dς, maka besar kerja tersebut adalah: dW
= γdς
Koefisien γ disebut dengan tegangan permukaan yaitu energy persatuan luas (Jm-2). Kecendrungan cairan untuk naik pada pipa kapiler merupakan konsekuensi dari tegangan permukaan yang disebut dengan gaya kapiler. Jika pipa kapiler dimasukkan ke dalam cairan, maka cairan akan naik dalam kapiler sampai dicapai keadaan setimbang (tekanan udara diluar kapiler sama dengan tekanan udara dalam kapiler). Perbedaan tekanan ini disebut dengan tekanan hidrostatik (ρgh). Sedangkan tekanan tepat dibawah permukaan datar diluar kapiler adalah P yaitu tekanan atmosfir, tetapi di dalam kapiler pada tinggi yang sama besarnya adalah sama dengan 2γ/r (r = jari-jari kapiler), sehingga:
P
2r P
P
P-2γ/r P
P
P-2γ/r P
2γ/r = ρ
P P
γ = ρghr/2 P
Untuk menentukan tegangan permukaan suatu cairan, sebagai standar digunakan air (suhunya tertentu, sehingga massa jenis dapat dibaca dari table), maka persamaan (3) dapat dikembangkan menjadi berikut: γ1/γ2 = ρ1h1/ρ2h2 γ1 = tegangan permukaan air γ2 = tegangan permukaan cairan x ρ1 = massa jenis air ρ2 = massa jenis cairan x h1 = tinggi air dalam kapiler h2 = tinggi cairan x dalam kapiler PROSEDUR PERCOBAAN Zat dan Alat - Kapiler (diameter dalamnya diketahui) - Gelas piala - Labu Ukur 100 mL
- Klem - Aquadest - detergent
-
Neraca Penggaris
- larutan garam-garam
Cara Kerja 1. Cuci kapiler sampai bebas dari lemak 2. Celupkan kedalam aquadest kapiler tersebut, tunggu beberapa saat air akan naik dalam kapiler, ukur tingginya. Ukur suhu air untuk menentukan massa jenis air (table) 3. Keringkan kapiler, kemudian celupkan ke dalam larutan dengan detergen (konsentrasinya ditentukan oleh asisten), ukur tinggi cairan detergen yang naik dalam kapiler. 4. Tentukan massa jenis larutan detergen (lihat cara penentuan massa jenis pada objek yang lain) 5. Hitung tegangan permukaan larutan detergen 6. Hitung tegangan permukaan larutan detergen dengan adanya pengaruh garm-garam Hasil dan perhitungan Untuk hasil percobaan buatlah table yang berisikan konsentrasi surfaktan/detergen,massa jenis, tinggi cairan dalam kapiler dan nilai tegangan permukaan. Pertanyaan 1. Jelaskanlah pengaruh suhu dan konsentrasi tegangan permukaan 2. Terangkanlah kenapa nilai tegangan permukaan larutan detergen berubah dengan adanya senyawa-senyawa garam 3. Sebutkan cara-cara penentuan tegangan permukaan yang lainnya (buat pada tugas pendahuluan)
III.
VISKOSITAS CAIRAN UNTUK MENENTUKAN JARI-JARI MOLEKUL
TUJUAN 1. Melatih menggunakan viscometer Ostwald 2. Menggunakan pengukuran viskositas untukmenentukan jari-jari molekul TEORI Einstein menurunkan sebuah persamaan yang hubungan antara volume zat terlarut dengan viskositas larutan. Persamaan itu adalah: η/ηo = 1 + 2,5θ η = viskositas larutan ηo = viskositas pelarut θ = fraksi volume zat terlarut (dengan menganggap partikel zat terlarut berbentuk bola) Apabila persamaan Einstein tadi disusun kembali akan diperoleh: η/ηo = 1 + 6,3 x 1021 r3C r
C
= Jari – jari molekul zat terlarut dalam cm ( di sini dianggap bahwa partikel zat terlarut dalam bentuk bulat, sehingga volumenya sama dengan 4/3 πr3. Pada kenyataannya sangat jarang ditemui partikel zat terlarut dalam bentuk bulat. Jadi yang akan ditentukan dalam percobaan ini adalah jari-jari efektif dengan anggapan bahwa partikel zat berbentuk bulat). = konsentrasi partikel(molekul) zat terlarut dalam satuan mol/liter
Dari persamaan diatas terlihat bahwa apabila dibuat kurva η/ηo sebagai fungsi C akan diperoleh sebuah garis lurus dengan slope 6,3 x 1021r3. Viskositas dapat diukur dengan menggunakan viscometer Ostwald (ataupun yang lain). Biasanya viskositas ditentukan dengan jalan membandingkan waktu alir larutan dengan waktu alir pelarut (air). Viskositas larutan dapat dit Entukan dengan menggunakan persamaan : η/ηo = td/t0d0. η dan η0= viskositas larutan dan pelarut t dan t0 = waktu alir larutan dan pelarut PROSEDUR PERCOBAAN Zat dan Alat Zat : - gliserol - Alkohol dan aseton Alat : - Viskometer Ostwald - Pipet 10 mL - Buret 50 mL 2 buah
-
Erlenmeyer 100 mL 4 buah Stopwatch Penangas air
Cara Kerja 1. Siapkan larutan gliserol dengan konsentrasi 1,0 ; 0,75; 0,50; dan 0,25 M 2. Bersihkan viscometer dengan alcohol dan aseton 3. Ke dalam viscometer dimasukkan 5 mL larutan gliserol dengan pipet (harus tepat). Kemudian viscometer ditempatkan dalam penangas air dan biarkan suhu setimbang. 4. Ukur waktu yang diperlukan larutan gliserol untuk melewati jarak antara dua tanda yang terdapat pada viscometer (waktu alir). Ulangi sampai 3 kali dengan catatan perbedaan waktunya tidak lebih dari 0,5 detik. 5. Bersihkan viscometer dan ukur waktu alir larutan gliserol yang lain. Hasil Percobaan 1. Hitung waktu alir untuk tiap larutan dan air murni 2. Isilah table berisikan konsentrasi (C) mol/liter. Waktu alir rata-rata/liter, t/to, d/d0, dan η/η0. Untuk menghitung nilai d/d0 larutan gliserol gunakan rumus berikut: d/d0 = 1 + 0,021 C Perhitungan 1. Buat kurva η/η0 sebagai fungsi konsentrasi ( C ). Kurva ini harus memotong η/η0 di 1 2. Hitung gradient kurva dan kemudian hitung jari-jari molekul gliserol (dalam Å ) Pertanyaan Dari informasi di bawah ini, hitunglah jari-jari maksimum molekul gliserol secara teoritis. Rumus molekul : CH2(OH)CH(OH)CH2(OH) Panjang ikatan : O – H = 1,0 Å O – C = 1,2 Å C – C = 1,5 Å Semua sudut ikatan dianggap mendekati 109°. Bandingkan jari-jari hasil perhitungan secara teoritis dan jari-jari yang diperoleh dari percobaan, berikan komentar mengenai hasil perbandingan.
IV. VISKOSITAS CAIRAN SEBAGAI FUNGSI SUHU TUJUAN 1. Menentukan viskositasenentukan viskositas cairan dengan metoda cairan dengan metoda Ostwald 2. Mempelajari pengaruh suhu terhadap viskositas cairan TEORI Setiap fluida, gas atau cairan, memiliki suatu sifat yang dikenal sebagai viskositas, yang dapat didefinisikan sebagai tahanan yang dilakukan suatu lapisan fluida terhadap suatu lapisan yang lainnya. Pada aliran laminar, fluida dalam pipa dianggap terdiri atas lapisan molekul-molekul yang bergerak satu diatas yang lainnya dengan kecepatan yang berbeda-beda. Profil kecepatan berbagai lapisan ini berbentuk parabola dengan kecepatan paling tinggi terdapat pada lapisan di bagian tengah pipa. Salah satu cara untuk menentukan viskositas cairan ialah metoda kapiler dari Poiseuille. Pada metode ini diukur waktu t, yang diperlukan oleh sevolume tertentu cairan V, untuk mengalir melalui pipa kapiler di bawah pengaruh tekanan penggerak, P yang tetap. Dalam hal ini, untuk cairan yang mengalir dengan aliran laminar, persamaan Poiseuille dinyatakan sebagai berikut: η dengan R dan L masing-masing ialah jari-jari dan panjang pipa kapiler. Metode Ostwald merupakan suatu variasi dari metode Poiseuille. Viskositas cairan adalah fungsi dari ukuran dan permukaan molekul, gaya tarik antar molekul dan struktur cairan. Tiap molekul dalam cairan dianggap dalam kedudukan setimbang,maka sebelum suatu lapisan molekul dapat melewati lapisan molekul yang lainnya diperlukan suatu energy tertentu. Sesuai dengan hokum distribusi Maxwell-Boltzman, jumlah molekul yang memiliki energy yang diperlukan untuk mengalir dihubungkan dengan factor e-E/RT . Secara kuantitatif pengaruh suhu terhadap viskositas dinyatakan dengan persamaan empiric. η = AeE/RT atau
ln η = (E/RT ) + ln A
Dengan A = tetapan yang sangat bergantung pada massa molekul relative dan volume molar cairan, dan E = energy ambang per mol yang diperlukan untuk proses awal aliran. Untuk cairan tak terdissosiasi. Batschinski mengemukakan persamaan empirik, η=
atau ν = b + c/
= b + cφ
b dan c tetapan yang bergantung pada jenis zat cair, dan ν adalah volume jenis dalam cm3/g. Ditemukan bahwa tetapan b praktis identik dengan tetapan van der waals cairan yang bersangkutan.
PROSEDUR PERCOBAAN Alat dan Bahan Alat - Viskometer Ostwald - Thermostat - Pencatat waktu (Stopwatch) - Pipet ukur 25 mL - Piknometer atau neraca westphal Alat -
Cairan murni yang akan ditentukan viskositasnya, seperti: CCl4 20 mL Aseton 20 mL Benzena 20 mL Gliserol 20 mL Sabun cair 20 mL Air suling sebagai cairan pembanding
Cara Kerja 1. Pergunakan viscometer yang bersih 2. Letakkan viscometer dalam thermostat pada kondisi vertical 3. Pipet sejumlah tertentu (10-15 mL) cairan kedalam reservoir A sehingga kalau cairan ini dibawa ke reservoir B dan permukaannya melewati garis m, reservoir A kira-kira masih tersisih setengahnya. 4. Atur thermostat pada suhu yang dikehendaki. Biarkan Viskometer dan isinya selama 10 menit untuk mencapai suhu thermostat. 5. Dengan mengisap atau meniup (melalui sepotong slang karet) bawa cairan ke B sampai sedikit di atas garis m. Kemudian biarkan cairan mengalir secara bebas. Catat waktu yang diperlukan cairan untuk mengalir dari m ke n. Lakukan pengerjaan ini beberapa kali. 6. Tentukan rapat massa cairan pada suhu yang bersangkutan dengan piknometer dan neraca westphal. 7. Lakukan pengerjaan 1 sampai dengan 6 di atas, untuk cairan pembanding (air suling). Gunakan viscometer yang sama. Tugas 1. Hitung viskositas cairan yang diukur pada suhu 30°C, 35°C, 40°C, 45°C dan 50°C. dengan merujuk pada viskositas air (dari literature pada suhu-suhu tersebut). 2. Alurkan log η terhadap 1/T, kemudian tentukan tetapan A dan energy ambang aliran E 3. Alurkan volume jenis, ν terhadap fluiditas, φ, kemudian tentukan tetapan b . Bandingkan harga tetapan ini dengan tetapan van der waals dari cairan yang bersangkutan.
Pertanyaan 1. Apakah yang dimaksud dengan bilangan reynold dan bagaimanakah hubungannya dengan aliran laminar? 2. Sebutkan cara lain yang dapat digunakan untuk menentukan viskositas cairan! Berikan penjelasan singkat! Tugas Pendahuluan A. Dibuat dalam lembar terpisah 1. Mana yang fluiditasnya lebih besar : minayk tanah atau minyak kelapa? Jelaskan secara singkat! 2. Apakah viskositas suatu fluida selalu berkurang bila suhu dinaikkan? Jelaskan jawaban saudara 3. Susunlah format table data pengamatan untuk percobaan ini B. Dibuat dalam buku catatan praktikum Buatlah diagram alir dari percobaan ini!
V. PENENTUAN KALORIMETER DAN APLIKASI TUJUAN 1. Menentukan panas pelarutan suatu zat 2. Menggunakan Hukum Hess untuk menentukan panas reaksi secara tidak langsung 3. Mengetahui sifat-sifat calorimeter 4. Menentukan tetapan calorimeter sebagai dasar percobaan-percobaan lain TEORI Setiap system atau zat mempunyaienergi yang tersimpan di dalamnya. Energi potensial berkaitan dengan wujud zat, volume dan tekanan. Energi kinetic yang ditimbulkan karena atom-aton dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak. Jumlah total dari bentuk energy itu disebut entalpi (H). Entlpi akan tetap konstan selama tidak ada energy yang masuk dan keluar dari zat. Perubahan entalpi positif menunjukan bahwa dalam perubahan terjadi penyerapan kalor. Reaksi kimia yang melepaskan atau mengeluarkan kalor disebut reaksi eksoterm. Reaksi yang menyerap kalor disebut reaksi endoterm. Pada reaksi endoterm, system menyerap energy. Oleh karena itu entalpi system akan bertambah. Sebaliknya, pada reaksi eksoterm, system membebaskan energy sehingga entalpi system akan berkurang artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi. Nilai entalpi dapat ditentukan dengan menggunakan Hukum Hess yang berbunyi: “ entalpi suatu reaksi tidak dipengaruhi oleh jalannya reaksi akan tetapi hanya tergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir” Jadi untuk menentukan entalpi suatu reaksi kita bisa memperolehnya dengan mengambil semua jalan yang tersedia. Apabila dua zat atau lebih mempunyai suhu yang berbeda dan terisolasi dalam suatu system,maka kalor akan mengalir dari zat yang berbeda dan terisolasi dalam suatu system, maka kalor akan mengalir dari zat yang suhunya lebih tinggi ke zat yang suhunya lebih rendah. Dalam hal ini, kekekalan energy berperan penting. Sejumlah kalor yang hilang dari zat yang bersuhu tinggi sama dengan kalor yang didapat oleh zat yang suhunya lebih rendah. Hal ini dapat dinyatakan sebagai hokum kekekalan energy kalor, yang berbunyi: Kalor yang dilepas = kalor yang diserap Persamaan tersebut berlaku pada pertukaran kalor, yang selanjutnya disebut persamaan asas Black. Kalometri adalah ilmu dalam pengukuran panas secara kuantitatif yang masuk/keluar selama proses kimia. Calorimeter adalah alat untuk pengukuran kuantitas perubahan panas. Sebagai contoh jika energy dari reaksi kimia eksotermal diserap air, perubahan suhu dalam air akan mengukur jumlah panas yang ditambahkan. Kalorimeter digunakan untuk menghitung energy yang meningkat dalam suhu calorimeter. Bahan yang masuk ke dalamkalorimeter digambarkan sebagai volume air, sumber panas yang dicirikan sebagai massa air dan wadah atau calorimeter dengan massanya dan panas spesifik. Keseimbangan panas diasumsikan setelah percobaan perubahan suhu digunakan untuk menghitung energy tercapai.
PROSEDUR PERCOBAAN Alat - Calorimeter - Gelas piala - Gelas ukur - Cawan porselen - Mortal dan Pestel - Termometer - Pengaduk - Pembakar listrik - Desikator - Stopwatch Bahan -
Aquadest NaOH NaClO Aseton Alkohol Pemutuh pakaian/bayklin
Cara kerja I. Tetapan Kalorimeter 1. Masukkan aquadest 50 mL kedalam calorimeter 2. Diaduk dan dicatat suhu air 30 detik sampai menit ke 4 3. Tepat menit keempat, masukkan air panas yang suhunya telah diketahui (minimum 35°C dan tidak boleh lebih dari 45°C) sebanyak 50 mL 4. Suhu air dalam calorimeter dicatat tiap 30 detik dengan mengaduk sampai menit ke- 8 5. Buat kurva antara suhu dan waktu untuk memperoleh suhu maksimum yang tepat II. Panas Pelarutan 1. Masukkan 100 mL air kedalam calorimeter sambil diaduk. Catat suhu setiap 30 detik. 2. Masukkan 4 gram NaOH/NaOCl kedalam calorimeter sambil terus diaduk. Catat suhu dan waktu ketika serbuk dimasukkan 3. Lanjutkan pembacaan temperature setiap 30 detik hingga menit ke-6 III. Panas Reaksi 1. Masukkan 25 mL aseton/alcohol/ ke dalam calorimeter 2. Catat suhu masukkan 75 bayklin dan aduk. Catat suhu dan waktu ketika bayklin dimasukkan 3. Lanjutkan pembacaan suhu setiap 30 detik sampai menit ke-6
Pertanyaan 1. Jelaskan kenapa energy yang diterima air dingin tidak sama dengan energy yang diterima air panas! 2. Bagaimanakah cara menentukan kapasitas panas calorimeter?
V. PANAS PEMBAKARAN TUJUAN 1. Menentukan kapasitas panas dengan burn calorimeter 2. Menggunakan Hukum Hess untuk menentukan panas pembakaran pada burn calorimeter TEORI Panas pembakaran adalah panas yang ditimbulkan pada pembakaran 1 mol zat. Biasanya panas pembakaran ditentukan secara eksperimen pada volume yang tetap dalam bom calorimeter. Reaksi suatu zat dengan oksigen disebut dengan reaksi pembakaran. Zat yang mudah terbakar adalah karbon, hydrogen, belerang dan berbagai senyawa dari unsure-unsur tersebut. Perubahan entalpi pada pembakaran sempurna adalah entalpi pembakaran standar yang dinyatakan dengan ∆Hc° yang terjadi pada 1 mol zat pada tekanan 1 atm dan suhu 298 K. Perubahan energy dalam reaksi kimia selalu dapat dibuat sebagai panas, oleh karena itu lebih tepat istilahnya disebut panas reaksi. Alat yang digunakan untuk mengukur panas tersebut disebut calorimeter. Calorimeter yang sering digunakan adalah bom calorimeter. Bom calorimeter terdiri dari sebuah bom (wadah tempat berlangsung reaksi pembakaran, biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas. PROSEDUR PERCOBAAN Alat - Burn calorimeter - Termometer - Hot plate - Gelas beker - Gelas ukur Bahan - Etanol - Spiritus - Aquadest - Lilin Cara Kerja 1. Masukkan 100 mL air dingin kedalam alat burn calorimeter. Catat suhunya! 2. Masukkan 100 mL air panas. Catat suhu campuran air (Tc) 3. Masukkan etanol kedalam alat pembakar (yang ada sumbunya) dan timbang massanya. 4. Hidupkan alat pembakar dan diletakkan dibawah burn calorimeter 5. Lakukan pemanasan hingga ∆T = 15°C 6. Matikan alat pembakar 7. Timbang etanol yang tersisa 8. Ulangi langkah yang sama untuk spiritus 9. Ulangi langkah yang sama untuk lilin (cukup dengan membakar sumbunya) 10. Dihitung nilai kapasitas pembakaran dan perubahan energy dalam
VI. HUKUM RAOULT TUJUAN 1. Memperlihatkan pengaruh komposisi terhadap titik didih campuran 2. Memperlihatkan pengaruh gaya antar molekul terhadap terhadap tekanan uap campuran LATAR BELAKANG Jika dua macam cairan dicampurkan dan tekanan uap parsialnya masing-masing diukur, maka menurut Hukum Raoult, untuk tekanan uap parsial A berlaku: PA = XAPA° Sedangkan tekanan uap parsial B berlaku : PB = XBPB° PA° = tekanan uap A (cairan murni) PB° = tekanan uap B XA = XB = XA dan XB disebut fraksi mol Jumlah tekanan uap (P) menurut Hukum Dalton adalah: P = P A + PB Campuran yang memenuhi hokum Raoult disebut larutan ideal. Contohnya adalah benzene dan toluene. Sejauh ini yang dibicarakan adalah keadaan pada kondisi suhu tetap, tetapi dalam percobaan ini yang dijaga adalah tekanannya, yaitu pada 1 atm. Dalam percobaan ini yang diukur adalah titik didihnya. Karena kebanyakan campuran adalah larutan ideal, maka biasanya campuran tidak mengikuti Hukum Raoult. Ada dua macam penyimpangan yaitu penyimpangan positif dan penyimpangan negative. Penyimpangan positif tekanan uapnya berada diatas dari tekanan uap larutan ideal. Sedangkan penyimpangan negative sebaliknya PROSEDUR PERCOBAAN Alat dan Bahan Alat: - Alat Refluk - Standard - Termometer - Batu didih Bahan: - Propan-1-ol - CHCl3
- Pembakar gas/Hot plate - Corong - Gelas ukur 10 mL
- Propan-2-ol - Aseton
Cara Kerja 1. Pasang alat refluk sebaik-baiknya. Perhatikan thermometer tercelup di tengah cairan dan jangan menyentuh dinding gelas refluk. 2. Masukkan 10 mL kloroform ke dalam labu refluk, panaskan sampai mendidih dan catat suhunya. 3. Jauhkan pemanas (hot plate) dari alat dan baru dituang 2 mL aseton ke dalam labu. Panaskan perlahan sampai mendidih dan setelah suhu tetap, catat suhu mendidihnya.
VII.
SIFAT KOLIGATIF KENAIKAN TITIK DIDIH
TUJUAN 1. Menentukan kenaikan titik didih molal dari pelarut kalau pelarut tersebut melarutkan suatu zat 2. Menentukan berat molekul suatu zat yang belum diketahui nilainya TEORI Suatu pelarut akan turun tekanan uapnya bila ke dalamnya dilarutkan zat lain yang sukar menguap. Karena itu keadaan keseimbangan antara fasa cair dan gas dari pelarut pada titik didihnya akan terganggu dan larutan tadi akan mendidih pada suhu yang lebih tinggi daripada suhu titik didih pelarut, sebanding dengan jumlah zat terlarut dan dapat ditunjukkan dengan hubungan ∆T = Kbm ∆T Kb M Wa Wb
atau
Kb =
= kenaikan titik didih = konstanta kenaikan titik didih molal = Molalitas = massa pelarut (g) = massa zat terlarut (g)
Jika dibuatkan grafik titik didih sebagai fungsi dari berat zat yang dilarutkan akan didapatkan suatu garis lurus dan gradient ∆T/Wb dapat diketahui. Kb =
x gradient
Harga Kb dapat diketahui jika massa molar dari zat terlarut diketahui. Jadi dari penentuan titik didih pelarut murni dan kenaikan titik didih larutan yang diketahui konsentrasinya, dapatlah ditentukan berat molekul dari zat terlarut. BMb = PROSEDUR PERCOBAAN Alat dan Bahan Alat : rheostat - Erlenmeyer bertutup 100 mL - Batu didih - Kondensor - Thermometer
Bahan: -
CCl4 Naftalen CHCl3 Asam Borat
Cara Kerja 1. Susun alat-alat yang dipakai 2. Masukkan CCl4 sebanyak 50 mL ke dalam labu erlenmeyer bertutup kemudian timbang Labu tersebut. Tuangkan CCl4 ke dalam alat penentuan titik didih. Timbang kembali labu erlenmeyer sehingga berat CCl4 diketahui. 3. Tutup labu dewar dan atur rheostat lebih kurang 1,5 A. Pelarut akan stabil mendidih setelah 30 menit. 4. Timbang 8 buah naftalen dengan berat masing-masing lebih kurang 0,5 gram. 5. Jika suhu titik didih sudah hamper tercapai, baca suhu pada thermometer setiap 2 menit. 6. Jika suhu sudah tetap pada dua kali pembacaansuhu, catat suhu 7. Lepaskan hubungan alat kondensor secara tepat lalu masukkan satu pellet naftalen ke dalam alat dan tutup kembali kondensor. Teruskan pembacaan suhu, catat suhu setelah dua kali pembacaan tetap. 8. Ulangi langkah 7 sampai ke delapan pellet naftalen terlarutkan 9. Buat grafik titik didih sebagai fungsi naftalen yang ditambahkan 10. Kalau yang dicari adalah BM zat X, ulangi langkah 1 sampai 9 dengan pelarut murni dan zat yang tidak diketahui berat molekulnya. Hasil dan Perhitungan Untuk hasil percobaan buat table yang berisikan nama sampel (CCl4, pellet, dst), suhu, suhu ratarata dan berat sampel yang ditambahkan. Untuk perhitungan carilah gradient dari grafik. Hitunglah Kb kalau BM zat yang sudah diketahui atau hitunglah BMb dari zat X kalau Kb diketahui. Pertanyaan 1. Apakah sifat khas dari peristiwa-peristiwa berikut: penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku dan tekanan osmosis! 2. Berikanlah definisi titik didih!
