ADSORPSI ISOTHERM

I. PRINSIP PERCOBAANTeori Langmuir dan Freundlich yaitu dimana banyaknya zat yang diadsorspi pada temperatur tetap oleh suatu adsorben tergantung dari konsentrasi dan keaktifan adsorbat mengadsorpsi zat-zat tertentu.

II. TUJUAN PERCOBAANUntuk menentukan jumlah gram zat yang diadsorpsi oleh karbon aktif pada temperatur tertentu.

III. TEORIAdsorpsi adalah gejala pengumpulan molekul-molekul suatu zat pada permukaan zat lain, sebagai akibat dari ketidakjenuhan gaya-gaya pada permukaaan zat tersebut. Dalam adsorpsi digunakan istilah adsorbat dan adsorban, dimana adsorbat adalah substansi yang terjerap atau substansi yang akan dipisahkan dari pelarutnya, sedangkan adsorban adalah merupakan suatu media penyerap yang dalam hal ini berupa senyawa karbon.Adsorpsi terjadi pada permukaan zat padat karena adanya gaya tarik atom atau molekul pada permukaan zat padat. Molekul-molekul pada permukaan zat padat atau zat cair, mempunyai gaya tarik ke arah dalam, karena tidak ada gaya-gaya lain yang mengimbangi. Adanya gaya-gaya ini menyebabkan zat padat dan zat cair, mempunyai gaya adsorpsi. Adsorpsi berbeda dengan absorpsi. Pada absorpsi zat yang diserap masuk ke dalam absorbens sedangkan pada adsorpsi zat yang diserap hanya terdapat pada permukaannya. Komponen yang terserap disebut adsorbat (adsorbate), sedangkan daerah tempat terjadinya penyerapan disebut adsorben (adsorbent / substrate). Berdasarkan sifatnya, adsorpsi dapat digolongkan menjadi adsorpsi fisik dan kimia.

Tabel 1. Perbedaan adsorpsi fisik dan kimia

Adsorpsi FisikAdsorpsi Kimia

Molekul terikat pada adsorben oleh gaya van der WaalsMolekul terikat pada adsorben oleh ikatan kimia

Mempunyai entalpi reaksi -4 sampai -40 kJ/molMempunyai entalpi reaksi -40 sampai -800 kJ/mol

Dapat membentuk lapisan multilayerMembentuk lapisan monolayer

Adsorpsi hanya terjadi pada suhu di bawah titik didih adsorbatAdsorpsi dapat terjadi pada suhu tinggi

Jumlah adsorpsi pada permukaan merupakan fungsi adsorbatJumlah adsorpsi pada permukaan merupakan karakteristik adsorben dan adsorbat

Tidak melibatkan energi aktifasi tertentuMelibatkan energi aktifasi tertentu

Bersifat tidak spesifikBersifat sangat spesifik

Proses adsorpsi dalam larutan, jumlah zat teradsorpsi tergantung pada beberapa faktor, yaitu :1. KonsentrasiProses adsorpsi sangat sesuai untuk memisahkan bahan dengan konsentrasi yang rendah dari campuran yang mengandung bahan lain dengan konsentrasi tinggi.2. Luas PermukaanProses adsorpsi tergantung pada banyaknya tumbukan yang terjadi antara partikel-partikel adsorbat dan adsorben. Tumbukan efektif antara partikel itu akan meningkat dengan meningkatkanya luas permukaan. Jadi, semakin luas permukaan adsorben maka adsorpsi akan semakin besar.3. SuhuAdsorpsi akan lebih cepat berlangsung pada suhu rendah. Namun demikian pengaruh suhu adsorpsi zat cair tidak sebesar pada adsorpsi gas.

4. Ukuran partikelSemakin kecil ukuran partikel yang diadsorpsi maka proses adsorpsinya akan berlangsung lebih cepat.5. pHpH mempunyai pengaruh dalam proses adsorpsi. pH optimum dari suatu proses adsorpsi ditetapkan melalui uji laboratorium.6. Waktu kontakWaktu untuk mencapai keadaan setimbang pada proses serapan logam oleh adsorben berkisar antara beberapa menit hingga beberapa jam.Untuk proses adsorpsi dalam larutan, jumlah zat yang teradsorpsi tergantunga pada beberapa faktor: 1. Jenis adsorben2. Jenis adsorbat atau zat yang teradsorpsi3. Luas permukaan adsorben4. Konsentrasi zat terlarut5. Temperatur

Penentuan Adsorpsi IsotermPerubahan konsentrasi adsorbat oleh proses adsorpsi sesuai dengan mekanisme adsorpsinya dapat dipelajari melalui penentuan isoterm adsorpsi yang sesuai. Isoterm Langmuir dan Isoterm BET adalah dua diantara isoterm-isoterm adsorpsi yang dipelajari: a. Isotherm Langmuir Meskipun terminologi adsorpsi pertama kali diperkenalkan oleh Kayser (1853-1940), penemu teori adsorpsi adalah Irving Langmuir (1881-1957), Nobel laureate in Chemistry (1932). Isoterm adsorpsi Langmuir didasarkan atas beberapa asumsi,yaitu :(1) Adsorpsi hanya terjadi pada lapisan tunggal (monolayer), (2) Panas adsorpsi tidak tergantung pada penutupan permukaan, dan (3) Semua situs dan permukaannyaPersamaan isoterm adsorpsi Langmuir dapat diturunkan secara teoritis dengan menganggap terjadinya kesetimbangan antara molekul-molekul zat yang diadsorpsi pada permukaan adsorben dengan molekulmolekul zat yang tidak teradsorpsi. Persamaan isoterm adsorpsi Langmuir dapat dituliskan sebagai berikut :

C merupakan konsentrasi adsorbat dalam larutan, x/m adalah konsentrasi adsorbat yang terjerap per gram adsorben, k adalah konstanta yang berhubungan dengan afinitas adsorpsi dan (x/m)mak adalah kapasitas adsorpsi maksimum dari adsorben. Kurva isoterm adsorpsi Langmuir dapat disajikan seperti pada Gambar 1.

b. Persamaan Isoterm Adsorpsi FreundlichPersamaan isoterm adsorpsi Freundlich didasarkan atas terbentuknya lapisan monolayer dari molekul-molekul adsorbat pada permukaan adsorben. Namun pada adsorpsi Freundlich situs-situs aktif pada permukaan adsorbenbersifat heterogen. Persamaan isoterm adsorpsi Freundlich dapat dituliskansebagai berikut.Log (x/m) = log k + 1/n log c.................................................................(2),sedangkan kurva isoterm adsorpsinya disajikan pada Gambar 2.

Bagi suatu sistem adsorpsi tertentu, hubungan antara banyaknya zat yang teradsorpsi persatuan luas atau persatuan berat adsorben dengan konsentrasi yang teradsorpsi pada temperatur tertentu disebut dengan isoterm adsorpsi ini dinyatakan sebagai:

x/m = k. Cn.........................................................................................................(1)dalam hal ini :x = jumlah zat teradsorpsi (gram)m = jumlah adsorben (gram)C = konsentrasi zat terlarut dalam larutan, setelah tercapai kesetimbangan adsorpsi k dan n = tetapan, maka persamaan (1) menjadi :

log x/m = log k + n log c................................................................................(2)persamaan ini mengungkapkan bahwa bila suatu proses adsorpsi menuruti isoterm Freundlich, maka aluran log x/m terhadap log C akan merupakan garis lurus. Dari garis dapat dievaluasi tetapan k dan n.

Arang AktifArang adalah padatan berpori hasil pembakaran bahan yang mengandung karbon. Arang tersusun dari atom-atom karbon yng berikatan secara kovalen membentuk struktur heksagonal datar dengan sebuah atom C pada setiap sudutnya (Gambar 3). Susunan kisi-kisi heksagonal datar ini tampak seolah-olah seperti pelat-pelat datar yang saling bertumpuk dengan sela-sela di antaranya.

Gambar 3 Struktur grafit karbon aktifSebagian pori-pori yang terdapat dalam arang masih tertutup oleh hidrokarbon dan senyawa organik lainnya. Komponen arang ini meliputi karbon terikat, abu, air, nitrogen, dan sulfur. yang mempunyai luas permukaan dan jumlah pori sangat banyak.Setyaningsih (1995) membedakan karbon aktif menjadi 2 berdasarkan fungsinya, yaitu Karbon adsorben gas (gas adsorbent carbon): Jenis arang ini digunakan untuk mengadsorpsi kotoran berupa gas. Pori-pori yang terdapat pada karbon aktif jenis ini tergolong mikropori yang menyebabkan molekul gas akan mampu melewatinya, tetapi molekul dari cairan tidak bisa melewatinya. Karbon aktif jenis ini dapat ditemui pada karbon tempurung kelapa. Selanjutnya adalah karbon fasa cair (liquid-phase carbon). Karbon aktif jenis ini digunakan untuk mengadsorpai kotoran atau zat yang tidak diinginkan dari cairan atau larutan. Jenis pori-pori dari karbon aktif ini adalah makropori yang memungkinkan molekul berukuran besar untuk masuk. Karbon jenis ini biasanya berasal dari batu bara, misalnya ampas tebu dan sekam padi.Sifat karbon aktif yang paling penting adalah daya serap. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi daya serap adsorpsi, yaitu:1. Sifat serapan. Adsorpsi akan bertambah besar sesuai dengan bertambahnya ukuran molekul serapan dari struktur yang sama, seperti dalam deret homolog. Adsorpsi juga dipengaruhi oleh gugus fungsi, posisi gugus fungsi, ikatan rangkap, struktur rantai dan senyawa serapan.2. Temperatur/suhu. Dalam pemakaian karbon aktif dianjurkan untuk menyelidiki suhu pada saat berlangsungnya proses karena tidak ada peraturan umum yang bias diberikan mengenai suhu yang digunakan dalam adsorpsi. Faktor yang mempengaruhi suhu proses adsorpsi adalah viskositas dan stabilitas thermal senyawa serapan. Jika pemanasan tidak mempengaruhi sifat-sifat senyawa serapan, seperti terjadi perubahan warna maupun dekomposisi, maka perlakuan dilakukan pada titik didihnya. Untuk senyawa volatile, adsorpsi dilakukan pada suhbu kamar atau bila memungkinkan pada suhu yang lebih kecil.3. pH (derajat keasaman). Untuk asam-asam organik, adsorpsi akan meningkat bila pH diturunkan, yaitu dengan penambahan asam-asam mineral. Ini disebabkan karena kemampuan asam mineral untuk mengurangi ionisasi asam organik tersebut. Sebaliknya pH asam organik dinaikkan yaitu dengan menambahkan alkali, adsorpsi akan berkuran sebagai akibat terbentuknya garam.4. Waktu singgung. Bila karbon aktif ditambahkan dalam suatu cairan, dibutuhkan waktu untuk mencapai kesetimbangan. Waktu yang dibutuhkan berbanding terbalik dengan jumlah arang yang digunakan. Selisih ditentukan oleh dosis karbon aktif, pengadukan juga mempengaruhi waktu singgung. Pengadukan dimaksudkan untuk memberi kesempatan pada partikel karbon aktif untuk bersinggungan dengan serapan.

IV. ALAT DAN BAHAN

A. ALAT :1. Erlenmeyer2. Buret3. Kaca arloji4. Corong kaca5. Flash Shaker6. Pipet volumetrik7. Statif dan klem8. Labu ukur9. Botol sampel

B. BAHAN :1. Aquadest2. Asam asetat3. NaOH4. Indikator PP5. Karbon aktif6. Kertas saring

V. PROSEDUR KERJA

1. Buat larutan NaOH 0.045 N dalam 100 ml ; CH3COOH 0.045 N dalam 250 ml ; C2H4OH 0.045 N dalam 25 ml.2. Buat larutan dalam botol sample dengan perbandingan

BOTOLIIIIIIIVV

H2O (ml)500759095

CH3COOH (ml)5010025105

Karbon Aktif (gr)11111

3. Shaker selama 10 menit dengan flash shaker untuk botol I, untuk botol yang lainnya menggunakan rumus waktu pengocokan.4. Saring larutan.5. Titrasi filtrate dari tiap botol sample sebanyak 5 ml dengan larutan baku NaOH 0.05 N dengan indikator PP.6. Catat hasil volume titrasi.7. Hitung konsentrasi larutan dari tiap botol dalam normalitas.

VI. DATA PENGAMATANVolume titrasi untuk pembakuan KOH dengan Oksalat (5 ml)Titrasi I: 1. Simplo: 3 ml2. Duplo: 4.3 mlRata-rata volume titrasi 3.65 mlVolume titrasi untuk pembakuan KOH dengan Asetat (5 ml)Titrasi II:1. Simplo: 5.1 ml2. Duplo: 5.2 mlRata-rata volume titrasi 5.15 ml

BotolVolume TitrasiRata-Rata Volume Titrasi

Botol I2.0 ml2,2 ml

2.4 ml

Botol II4.4 ml5 ml

5,6 ml

Botol III1.8 ml1.45 ml

1.1 ml

Botol IV0.5 ml0.45 ml

0.4 ml

Botol V0.1 ml0.3 ml

0.5 ml

PERHITUNGAN ADSORPSI ISOTHERM1. Pengenceran Larutan KOH 0,045 N dalam aquadest 100 mlV1 . N1= V2 . N20,045 N x 100 ml = 1 N x V2 V2= 4.5 ml

CH3COOH 0,045 N dalam aquadest 250 mlV1 . N1= V2 . N20,045 N x 250 ml = 0,1 N x V2 V2 = 112.5 ml

C2H2O4 0,045 N dalam aquadest 25 mlV1 . N1= V2 . N20,045 N x 25 ml = 0,1 N x V2 V2 = 11.25 ml

1. Standarisasi Larutan KOH dengan C2H2O4Simplo : V KOH x N KOH= V C2H2O4 x N C2H2O43.65 ml x N KOH= 0,045 N x 5 ml N KOH = 0,062 N

Duplo : V KOH x N KOH= V Asetat x N Asetat5.15 ml x 0.062 N= 5 ml x N Asetat N Asetat = 0,064 N

BotolKonsentrasi Sebelum Adsorpsi (C1)Konsentrasi Sesudah Adsorpsi (C2)

I x 0,062 N = 0,031 x 0,062 N = 0,027

II x 0,062 N = 0,062 x 0,062 N = 0,062

III x 0,062 N = 0,0155 x 0,062 N = 0,018

IV x 0,062 N = 6.2 x 10-3 x 0,062 N = 5.58 x 10-3

V x 0,062 N = 3.1 x 10-3 x 0,062 N = 3.72 x 10-3

1. Mencari Berat CH3COOH yang diadsorpsiX =

X1 = = 0,024X2 = = 0X3 = = - 0,015X4 = = 3.72 x 10-3X5 = = -3.72 x 10-3

BotolX-Log XC2-Log C2

I0,0241,60,0271,6

II0~0,0621,2

III- 0,0151,80,0181,7

IV3.72 x 10-32.45.58 x 10-32,2

V-3.72 x 10-32.43.72 x 10-32,4

1. Mencari K Grafik = k . log x - log m= log k + log c - log X = ( - log k . log m ) - log cy= a + b xTan = = = = Tan = = = = = = 0.84

= - log k - log mlog k = - - log mlog k = - 0.84 log 1= - 0.84 0= - 0.84k grafik = 0,144

1. Mencari K TeoritisK = K1 = = 0.498K2 = = 0K3 = = 0.438K4 = = 0.291K5 = = 0.408

K rata-rata = K rata-rata = = 0.327% Eror = = x 100% = 55.9%

VII. PEMBAHASANPada percobaan ini, bertujuan untuk menentukan jumlah gram zat yang diadsorpsi isotherm oleh karbon aktif pada termperature tertentu menurut Freundlich bagi proses adsorpsi asam asetat pada arang. Percobaan ini dilakukan secara kuantitatif, yaitu dengan cara menghitung volume larutan asam asetat mula-mula sebelum ditambah karbon aktif dibandingkan dengan volume larutan asam asetat setelah ditambah karbon aktif, seperti yang tercantum di hasil percobaan dan direpresentasikan dalam bentuk kurva. Dalam percobaan ini menggunakan karbon aktif sebagai adsorben, asam asetat dengan berbagai konsentrasi sebagai adsorbat serta larutan KOH sebagai larutan standar.Larutan asam asetat yang telah dibuat dalam berbagai konsentrasi dimasukkan arang aktif sebanyak 1 gram dan di-shaker menggunakan flash shaker selama 10 menit pada botol pertama dan 15 menit pada botol ke 2,3,4 dan 5. Peristiwa adsorpsi yang terjadi bersifat selektif dan spesifik dimana asam asetat lebih mudah teradsorbsi dari pelarut (air), karena arang aktif (karbon) hanya mampu mengadsorpsi senyawa-senyawa organik.Perubahan konsentrasi asam asetat sebelum dan sesudah adsorpsi dapat diketahui dengan cara mentitrasi filtrat yang mengandung asam asetat dengan larutan standar KOH yang telah di standarisasi 0,062 N. Konsentrasi awal asam asetat mempengaruhi volume titrasi yang digunakan. Semakin besar konsentrasinyanya semakin banyak larutan KOH yang digunakan. Hal ini disebabkan karena semakin besar konsentrasi, letak antara molekulnya semakin berdekatan sehingga susah untuk mencapai titik ekivalen pada saat proses titrasi.Dalam percobaan isoterm adsorpsi arang aktif digunakan larutan asam asetat dalam berbagai variasi konsentrasi.Variasi konsentrasi di dapat dari perbandingan jumlah volume asam asetat dengan air pada setiap botol yaitu, 50 ml; 100 ml; 25 ml; 10 ml; 5 ml. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui kemampuan arang untuk mengabsorpi larutan asam klorida dalam berbagai konsentrasi pada suhu tertentu (isotherm).Arang dalam percobaan sebagai absorben (zat yang mengapsorbsi) dimana dalam awal percobaan arang ini harus dipanaskan terlebih dahulu. Pemanasan dilakukan sampai keluar asap, jangan lakukan pemanasan sampai arang membara. Pemanasan arang sampai membara dapat menjadikan arang menjadi abu, dimana jika telah menjadi abu, arang tersebut tidak dapat lagi untuk menjadi absorben. Tujuan dari pemanasan ini adalah untuk membuka pori-pori permukaan dari arang agar mampu mengabsorpsi secara maksimal (mengabsorpsi asam asetat).Dalam percobaan ini, larutan asam asetat mendapat dua perlakuan yang berbeda. Pertama (awal) asam asetat yang murni, tidak mendapat perlakuan apa-apa, sedang yang kedua (akhir) ditambah dengan arang dan disaring. Kedua perlakuan ini dilakukan untuk membandingkan konsentrasi asam asetat yang dicampurkan arang (karbon aktif) dan asam asetat yang tidak diberikan perlakuan khusus yang nantinya akan sama-sama dititrasi dengan larutan baku KOH 0,062 N dengan indikator phenolphtalein (PP). Indicator PP sangat peka terhadap gugus OH-yang terdapat pada larutan KOH.

Pada percobaan ini akan ditentukan harga tetapan-tetapan adsorbsi isotherm Freundlich bagi proses adsorpsi CH3COOH terhadap karbon aktif. Variabel yang terukur pada percobaan adalah volume larutan KOH 0,062 N yang digunakan untuk menitrasi CH3COOH. Setelah konsentrasi awal dan akhir diketahui, konsentrasi CH3COOH yang teradsorbsi dapat diketahui dengan cara pengurangan konsentrasi awal dengan konsentrasi akhir. Selanjutnya dapat dicari berat CH3COOH yang teradsorbsi. Dengan cara X = (C2 C1) x Mr x 100/1000. Dari data pengamatan dan hasil perhitungan, konsentrasi asam asetat sebelum adsorpsi lebih tinggi daripada setelah adsorpsi. Hal ini karena asam asetat telah diadsorpsi oleh arang aktif.

VIII. KESIMPULAN1. Arang dapat berfungsi sebagai adsorpsi.1. Semakin besar konsentrasi asam asetat yang digunakan maka semakin besar pula jumlah zat dalam larutan asam asetat yang terserap.1. Nilai-nilai konstanta pada persamaan isoterm adsorpsi Freundlich dapat diketahui melalui perhitungan yaitu sebesar 0.327 untuk harga K rata-rata.

IX. SOAL1. Syarat-syarat apa yang dibutuhkan untuk adsorpsi isotherm? Absorben harus memiliki luas permukaan yang besar. Absorben harus memiliki micropores dan macropores (misal: karbon aktif dan zeolit). Adsorpsi selektif (harus menghindari kelembapan). Memerlukan waktu kontak yang cukup untuk terjadi pemisahan yang baik. Perlakuan awal untuk komposisi gas yang rendah. Distribusi aliran dalam tumpukan adsorben yang baik. Adsorben harus mudah diregenerasi. Operasi kontinyu memerlukan beberapa bed yang disusun seri.

2. Jelaskan faktor yang menyebabkan efektifitas adsorpsi! Jenis adsorban, apakah berupa arang batok, batubara (antrasit), sekam, dll. Temperatur lingkungan (udara, air, cairan), proses adsorpsi makin baik jika temperaturnya makin rendah. Jenis adsorbat, bergantung pada bangun molekul zat, kelarutan zat (makin mudah larut, makin sulit diadsorpsi), taraf ionisasi (zat organik yang tidak terionisasi lebih mudah diadsorpsi). Berdasarkan jenis adsorbatnya, tingkat adsorpsi digolongkan menjadi tiga, yaitu lemah (weak), terjadi pada zat anorganik kecuali golongan halogen (salah satunya adalah klor). Adsorpsi menengah (medium), terjadi pada zat organik alifatik dan adsorpsi kuat (strong) terjadi pada senyawa aromatik (zat organik yang berbau (aroma) dengan struktur benzena, C6H6).

3. Tuliskan mekanisme adsorpsi!Adsorpsi ialah pengumpulan zat terlarut di permukaan media dan merupakan jenis adhesi yang terjadi pada zat padat atau zat cair yang kontak dengan zat lainnya. Proses ini menghasilkan akumulasi konsentrasi zat tertentu di permukaan media setelah terjadi kontak antarmuka atau bidang batas (paras, interface) cairan dengan cairan, cairan dengan gas atau cairan dengan padatan dalam waktu tertentu. Contohnya antara lain dehumidifikasi, yaitu pengeringan udara dengan desiccant (penyerap), pemisahan zat yang tidak diinginkan dari udara atau air menggunakan karbon aktif, ion exchanger untuk zat terlarut di dalam larutan dengan ion dari media exchanger. Artinya, pengolahan air minum dengan karbon aktif hanyalah salah satu dari terapan adsorpsi.

4. Gambarkan kurva adsorpsi isotherm Langmuir dan BET! Jelaskan gambar tersebut!

= + C merupakan konsentrasi adsorbat dalam larutan, x/m adalah konsentrasi adsorbat yang terjerap per gram adsorben, k adalah konstanta yang berhubungan dengan afinitas adsorpsi dan (x/m)mak adalah kapasitas adsorpsi maksimum dari adsorben. Kurva isoterm adsorpsi Langmuir dapat disajikan seperti pada Gambar :

Kenaikan Pv akan diikuti nilai X yang mencapai linier (batas maksimal) mengikuti teori adsorpsi monomolekuler ke dalam permukaan dalam padatan (Langmuir).Selanjutnya X akan naik drastis karena terbentuknya lapisan multimolekular molekul air (Brunauer, Emmet, Teller).

5. Tuliskan rumus untuk mencari jumlah adsorbat menurut teori BET! P = tekanan uap parsial gas dalam kesetimbangan adsorbat Po = tekanan jenuh gas adsorbatVa = volume gas teradsorpsi pada suhu dan tekanan (STP) Vm = volume gas teradsorpsi di STP C = konstanta berdimensi

DAFTAR PUSTAKA

http://iamnovhie-yovita.blogspot.com/2012/12/laporan-adsorpsi-isoterm.htmlhttp://lunetaaureliafatma.blogspot.com/2014/01/laporan-praktikum-kimia-isoterm.html

PENURUNAN TITIK BEKU

I. PRINSIP PERCOBAANMelarutkan zat terlarut ke dalam suatu cairan lalu mendinginkannya hingga membeku dan mengukur temperaturnya saat membeku.

II. TUJUAN PERCOBAANUntuk menentukan titik beku larutan x.

III. TEORISifat-sifat koligatif larutan ialah sifat-sifat yang hanya ditentukan oleh jumlah partikel dalam larutan dan tidak tergantung jenis partikelnya. Titik beku larutan ialah temperatur pada saat larutan setimbang dengan pelarut padatannya. Larutan akan membeku pada temperatur lebih rendah dari pelarutnya. Tujuan dari dilakukan praktikum ini adalah menentukan besarnya tetapan penurunan titik beku asam asetat dan menentukan berat molekul suatu zat non elektrolit. Sifat koligatif larutan adalah sifat fisis larutan yang hanya tergantung pada jumlah partikel zat terlarut dan tidak tergantung dari jenis zat terlarut. Banyaknya partikel dalam larutan ditentukan oleh konsentrasi larutan ditentukan oleh konsentrasi larutan dan sifat koligatif itu sendiri. Jumlah partikel dalam larutan elektrolit tidak sama dengan jumlah larutan non elektrolit, walaupun konsentrasi keduanya sama.Pada larutan nonelektrolit seperti gula, sifat-sifat koligatif berbanding lurus dengan molalitas larutan menurut hukum Raoult dan Henry. Larutan elektrolit memperlihatkan penurunan titik beku lebih besar. Dalam larutan elektrolit terurai menjadi ion-ion sehingga molalitas pertikel menjadi bertambah. Meskipun jumlah partikel dalam larutan elektrolit bertambah besar, tetapi perubahan sifat-sifat koligatif larutan tidak sebanding dengan perhitunagn jumlah partikel. Hal ini disebabkan terjadinya gaya tarik menaik antarionik. Ion-ion yang bermuatan positif tidak sepenuhnya merupakan satuan-satuan bebas. Setiap ion positif dari larutan akan dikelilingi oleh ion negatif, begitu pula sebaliknya.Sifat koligatif adalah sifat yang disebabkan oleh kebersamaan jumlah partikel dan bukan ukurannya. Zat terlarut mempengaruhi sifat larutan dan besar pengaruh itu bergantung pada jumlah partikel. Sifat koligatif larutan dapat digunakan untuk menentukan berat molekul dari zat terlarut. Penurunan titik beku dari suatu larutan,Tf berbanding lurus dengan konsentrasi molal (m) dari suatu larutan. Setiap pelarut mempunyai konstanta tertentu .Titik beku adalah suhu pada pelarut tertentu di mana terjadi perubahan wujud zat cair ke padat. Pada tekanan 1 atm, air membeku pada suhu 0 C karena pada suhu itu tekanan uap air sama dengan tekanan uap es. Selisih antara titik beku pelarut dengan titik beku larutan disebut penurunan titik beku ( Tf = freezing point depression). Pada percobaan ini ditunjukkan bahwa penurunan titik beku tidak bergantung pada jenis zat terlarut, tetapi hanya pada konsentrasi partikel dalam larutan. Oleh karena itu, penurunan titik beku tergolong sifat koligatif. Penurunan titik beku adalah selisih antara titik beku pelarut dan titik beku larutan dimana titik beku larutan lebih rendah dari titik beku pelarut. Titik beku pelarut murni seperti yang kita tahu adalah 00C. dengan adanya zat terlarut misalnya saja gula yang ditambahkan ke dalam air maka titik beku larutan ini tidak akan sama dengan 00C melainkan akan menjadi lebih rendah di bawah 00C itulah penyebab terjadinya penurunan titik beku yaitu oleh masuknya suatu zat terlarut atau dengan kata lain cairan tersebut menjadi tidak murni, maka akibatnya titik bekunya berubah. Apabila suatu pelarut ditambah dengan sedikit zat terlarut maka akan didapatsuatu larutan yang mengalami:

1. Penurunan tekanan uap jenuh

2. Kenaikan titik didih

3. Penurunan titik beku

4. Tekanan osmosis

Banyaknya partikel dalam larutan ditentukan oleh konsentrasi larutan dan sifat Larutan itu sendiri. Jumlah partikel dalam larutan non elektrolit tidak sama dengan jumlah partikel dalam larutan elektrolit, walaupun konsentrasi keduanya sama. Hal ini dikarenakan larutan elektrolit terurai menjadi ion-ionnya, sedangkan larutan non elektrolit tidak terurai menjadi ion-ion. Dengan demikian sifat koligatif larutan dibedakan atas sifat koligatif larutan non elektrolit dan sifat koligatif larutan elektrolitIni diakibatkan karena sebagian partikel air dan sebagian partikel partikel terlarut membentuk ikatan baru. Sehingga ketika membeku, yang memiliki titik beku paling tinggi yaitu air akan membeku terlebih dahulu kemudian diikuti oleh molekullarutan. Penambahan zat terlarut dalam pelarut akan mengakibatkan peningkatan konsentrasi yang mengakibatkan semakin rendah titik bekunya.Jadi, makin besar molaritas larutan, makin tinggi kenaikan titik didih larutan dan makin tinggi pula penurunan titik beku larutan. Jumlah partikel yang lebih banyak, akan membuat larutan elektrolit lebih sukar membeku, sehingga membutuhkan suhu yang lebih rendah, dan waktu yang lama. Hal inilah yang membuat titik beku larutan elektrolit lebih rendah.Penurunan titik beku adalah selisih antara titik beku pelarut dan titik beku larutan dimana titik beku larutan lebih rendah dari titik beku pelarut. Titik beku pelarut murni seperti yang kita tahu adalah 00C dengan adanya zat terlarut misalnya saja gula yang ditambahkan ke dalam air maka titik beku larutan ini tidak akan sama dengan 00C melainkan akan menjadi lebih rendah di bawah 00C itulah penyebab terjadinya penurunan titik beku yaitu oleh masuknya suatu zat terlarut atau dengan kata lain cairan tersebut menjadi tidak murni, maka akibatnya titik bekunya berubah (nilai titik beku akan berkurang).Besarnya penurunan titik beku larutan begantung pada konsentrasi zat terlarut. Semakin berat larutan, maka semakin rendah titk bekunya dan perubahannya hampir sebanding dengan perubahan konsentrasi. Penurunan titik beku juga bergantung pada jumlah pertikel zat terlarut dalam larutan.Dalam penurunan titik beku berlaku ketentuan sebagai berikut :a. Suatu pelarut jika ditambahkan zat terlarut, maka titik bekunya akan turun.b. Titik beku larutan elektrolit lebih rendah dibanding larutan non-elektrolitc. Tf ( penurunan titik beku) = titik beku pelarut murni titik beku larutan).Menurut Sukardjo (2004) sifat koligatif larutan merupakan sifat-sifat yang hanya ditentukan oleh jumlahpartikel dalam larutan dan tidak tergantung jenis partikelnya. Jika pada penambahan pada zat terlarut tertentu kedalam suatu pelarut menimbukan perubahan fisik pelarut tersebut besarnya sebanding dengan molalitas zat terlarut yang ditambahkan, sifat fisik tersebut bisa berupa penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmosis. Perbedaan antara sifat fisik dari pelarut dan larutan pada penurunan titik beku larutan dapat dilihat pada gambar 1.

Gambar 1. Penurunan titik beku larutan

Pada gambar 1 dapat dilihat diagram fasa larutan yang mengalami pergeseran yang menyebabkan terjadinya perbedaan dengan diagram fasa pelarut murninya. Larutan akan membeku jika temperatur larutan tersebut lebuh rendah dari titik beku larutan murninya, selisih antara titik beku larutan dengan titik beku larutan murninya disebut juga penurunan titik beku (Tf). Jika zat terlarutnya merupakan zat non elektrolit, maka penurunan titik bekunya sebanding dengan molalitas larutan (m). Penambahan zat terlarut tertentu pada suatu pelarut akan mempengaruhi dari sifat koligatif lainnya karena keempat sifat koligatif tersebut saling berkaitan.

Titik beku adalah temperatur dimana fasa cair dari suatu larutan setimbang dengan pelarut padatnya. Larutan mempunyai titik beku yang lebih rendah daripada titik beku pelarutnya. Atau disebut juga dengan (Tf), alat yang digunakan untuk mengukur titik beku lautan adalah Beckman (Sukardjo, 2004).

Titik beku pelarut murni lebih tinggi dari titik beku larutan. Hal ini diakibatkan oleh sebagian partikel air dan sebagian partikel-pertikel terlarut membentuk ikatan baru. Sehingga ketika mmbeku, yang memiliki titik paling tinggi yaitu air akan membeku terlebih dahulu, kemudian diikuti oleh molekul larutan.

Titik beku dan titik didih larutan tergantung pada kesetimbangan pelarut yang berada dalam larutan dengan pelarut padatan atau uap pelarut murni. Kesetimbangan yang lainnya adalah antara pelarut dalam larutan dengan pelarut murni. Pada saat kesetimbangan itu terjadi, maka pula titik beku maupun titik didihnya tercapai (Wahyuni, 2013). Setiap pelarut memiliki harga tetapan Kf tertentu. Tetapan Kf ini menyatakan besarnya penurunan titik beku larutan 1 molal. Menurut Sachri dan Harun (1982) untuk asam asetat ini memeiliki harga Kf sebesar 3,9 sedangkan titik bekunya 16,7C (pada tekanan 1 atm).

Tetapan Kf hanya bergantung pada jenis besarnya penurunan titik beku untuk larutan 1 molal. Pada umumnya efek enurunan titik beku akan lebih besar daripada efek kenaikan titik didih atau penurunan tekanan uap. Oleh karena itu penurunan titik beku relatif lebih banyak digunakan dalam penentuan berat molekul.

Hukum Roult menyatakan bahwa tekanan uap suatu komponen dalam suatu larutan senilai dengan tekanan uap suatu larutan dikali dengan fraksi mol komponen yang menguap dalam larutan. Meurut Roult untuk menentukan titik beku larutan yang sangat encer berlaku :

Air murni pada tekanan 1 atm membeku pada temperatur 0C. Besarnya penurunan titik beku suatu larutan hanya ditentukan oleh jumlah partikel zat terlarut. Semakin banyak partikel yang terdapat dalam zat terlarut maka semakin besar pula titik beku suatu larutan.

Pada percobaan permasalahan yang akan diselesaikan adalah berapa temperatur penurunan titik beku asam asetat dan berapa jumlah molekul suatu sampel zat non elektrolit. Tujuan dari praktikum ini adalah menentukan besarnya tetapan penurunan titik beku asam asetat dan menentukan berat molekul suatu zat non elektrolit.

IV. ALAT DAN BAHAN A. ALAT :1. Tabung reaksi2. Batang pengaduk3. Tutup tabung karet4. Beaker Glass5. Termometer

B. BAHAN :1. Aquadest2. Sample3. Es batu4. Garam dapur

V. PROSEDUR KERJA1. Masukkan sedikit sample ke dalam tabung reaksi.2. Tutup dengan tutup karet yang telah diberi termometer.3. Letakkan tabung di dalam beaker glass berisi es batu dan garam.4. Amati hingga larutan tepat membeku.5. Catat temperatur saat zat membeku.

VI. DATA PENGAMATAN1. Sampel A dilakukan pengenceran dalam 50 ml aquadest.2. Sampel B dilakukan pengenceran dalam 50 ml aquadest.

SAMPELTITIK BEKU (oC)

A-3

B-1

VII. PEMBAHASANPenurunan titik beku adalah selisih antara titik beku pelarut dan titik beku larutan dimana titik beku larutan lebih rendah dari titik beku pelarut. Titik beku pelarut murni seperti yang kita tahu adalah 00C. dengan adanya zat terlarut misalnya saja gula yang ditambahkan ke dalam air maka titik beku larutan ini tidak akan sama dengan 00C melainkan akan menjadi lebih rendah di bawah 00C itulah penyebab terjadinya penurunan titik beku yaitu oleh masuknya suatu zat terlarut atau dengan kata lain cairan tersebut menjadi tidak murni, maka akibatnya titik bekunya berubah. Larutan mempunyai sifat-sifat yang berbeda dari pelarutnya. Salah satu sifat penting dari suatu larutan adalah penurunan titik beku. Titik beku adalah temperatur tetap dimana suatu zat tepat mengalami perubahan wujud dari cair ke padat. Setiap zat yang mengalami pembekuan memiliki tekanan 1 atm. Keberadaan partikel-partikel zat pelarut mengalami proses pengaturan molekul-molekul dalam pembentukan susunan kristal padat, sehingga diperlukan suhu yang lebih rendah untuk mencapai susunan kristal padat dari fasa cairnya. Hal ini lah yang menyebabkan terjadinya penurunan titik beku suatu larutan yang keadaannya ditambahkan zat terlarut. Faktor- faktor yang mempengaruhi kelarutan diantaranya tekanan, temperatur, dan luas penampang. Semakain tinggi tekanan dan temperatur maka semakin cepat suatu larutan untuk bereaksi. Sebaliknya, semakin kecil luas permukaan zat terlarut, maka semakin cepat bereaksi. Pada percobaan kali ini yang dimaksud dengan pelarut itu air suling atau aquades, sedangkan urea dan NaCl pada percobaan tersebut sebagai zat terlarut. Pada penggunaan alat dan bahan diutamakan untuk berhati-hati. Ketika termometer dimasukkan ke dalam tabung reaksi, usahakan agar termometer tidak menyetuh dinding tabung karena akan membuat termometer jadi tidak stabil sehingga mempengaruhi temperatur penurunan titik beku larutan yang di uji. Dan sebelum penghitungan suhu, termometer harus dalam temperature yang stabil dan juga jangan terlalu sedikit, sebab akan mempengaruhi proses penurunann titik beku dan hasil yang didapat kemungkinan kurang akurat. Namun apabila garam yag digunakaan terlalu sedikit, penurunan titik beku tidak mencapai suhu yang akurat, dan pada larutan gula yang di uji , pembentukkan kristal yang terjaadi tidak sempurna. Oleh karena itu para pratikum di tuntut ketelitian dan keterampilannya dalam melakukan percobaan tersebut.Perubahan titik beku pada larutan dipengaruhi oleh faktor yang mempengaruhi perubahan suhu baik dari sisitem ataupun dari lingkuangan. Dari data hasil pengamatan yang telah didapat, masing-masing ada tiga larutan yang di uji memiliki titik beku konstant yang berbeda-beda.Dalam penurunan titik beku berlaku ketentuan sebagai berikut :a. Suatu pelarut jika ditambahkan zat terlarut, maka titik bekunya akan turun.b. Titik beku larutan elektrolit lebih rendah dibanding larutan non-elektrolitc. Tf ( penurunan titik beku) = titik beku pelarut murni titik beku larutan).

VIII. KESIMPULANSetelah melakukan percobaan terhadap 2 sampel diatas didapatkan untuk sampel pertama titik bekunya adalah -3 0C dan pada sampel yang kedua adalah -1 0C.

IX. SOAL1. Bagaimana bunyi hukum Roult? Apa bedanya dengan hukum Hess?Bunyi Hukum Roult adalah: tekananuap larutan ideal dipengaruhi oleh tekanan uappelarutdan fraksi molzat terlarut yang terkandung dalamlarutantersebut.Bunyi Hukum Hess adalah: jumlah panas yang dibutuhkan atau dilepaskan pada suatu reaksi kimia tidak tergantung pada jalannya reaksi tetapi ditentukan oleh keadaan awal dan akhir.Perbedaannya yaitu Hukum Roult untuk mempelajari sifat-sifattekanan uaplarutan yang mengandung zatpelarutyang bersifat nonvolatil, serta membahas mengenai aktivitas air, sedangkan Hukum Hessadalah sebuahhukumdalamkimia fisikuntuk ekspansiHessdalamsiklus Hess yangdigunakan untuk memprediksi perubahanentalpidari hukumkekekalan energi(dinyatakan sebagai fungsi keadaan H).2. Terangkan dengan menggunakan Hukum Roult bahwa Tf tidak tergantung pada macam zat terlarut!Berdasarkan bunyi Hukum Roult dan Hukum Backman bahwa penurunan titik beku (Tf), berbanding langsung dengan molalitas yang terlarut di dalamnya, sehingga Tf tidak bergantung pada jenis atau macam zat terlarut tetapi hanya pada konsentrasi partikel dalam larutan.

3. Apakah supercooling itu? Dan bagaimana cara menghilangkannya?Supercooling adalah sebuah kondisi yang memungkinkan cairan tak membeku meski di bawah titik beku normal. Titik beku air dapat berada pada temperatur yang sama pada titik lebur ketika terdapat nukleator untuk mencegah pendinginan lanjutan. Menghilangkannya dengan cara dissolves gases, karena air panas kurang berkapasitas untuk mempertahankan kelarutan gas dibandingkan dengan air dingin yang bisa mempengaruhi laju reaksi pembekuan.

4. Apa yang dimaksud dengan sifat koligatif larutan? Sebutkan contohnya!Sifat koligatif larutan yaitu sifat fisik larutan yang tergantung dari banyaknya zat terlarut yang ada dalam larutan tetapi tidak tergantung pada jenis zat yang dilarutkan. Sifat koligatif larutan meliputi: a) Penurunan tekanan uapContoh: Laut mati adalah contoh terjadinya penurunan tekanan uap pelarut oleh zat terlarut yang tidak mudah menguap.b) Kenaikan titik didihc) Penurunan titik bekuContoh: Membuat campuran pendingin sebagai bahan membuat es putar, Membuat zat antibeku pada radiator mobil, Mencairkan salju di jalan raya, Antibeku dalam tubuh hewan, dan Menentukan massa molekul relatif (Mr).d) Tekanan osmotikContoh: Membuat cairan fisiologis, Membasmi keong mas, Pengawetan makanan, Penyerapan air oleh akar tanaman, dan Osmosis balik

DAFTAR PUSTAKA

http://mahardika-duniaku.blogspot.comhttp://serbamurni.blogspot.com

29