LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA IPERCOBAAN XIENTALPI DAN ENTROPI PELEBURAN

O L E H :NAMA: LA ODE SUTRIZAL N.STAMBUK : F1C1 13 079KELOMPOK: IX (SEMBILAN)ASISTEN: HIKMAYANI

LABORATORIUM KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS HALU OLEOKENDARI2014

I. PENDAHULUANA. Latar BelakangTermodinamika sudah sangat tidak asing didalam kehidupan sehari-hari, banyak sekali peristiwa termodinamika yang terjadi dalam kehidupan. Sebagai contohnya perubahan suhu yang terdapat pada badan kita, kemudian beberapa peralatan rumah tangga yang menggunakan konsep termodinamika dan beberapa peralatan lainnya.Termodinamika telah merubah sistem industri didunia, dari yang mulanya menggeunakan kayu bakar untuk memasak sampai menggunakan listrik untuk memasak. Hal ini karena termodinamika merupakan hukum-hukum yang menyangkut banyak hal dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu contoh yang paling sederhana adalah es didalam gelas yang menyebabkan terjadi pengembunan diluar gelas, padahal terpisahkan oleh medium gelas (glass) yang memisahkan permukaan luar dan permukaan dalam.Proses timbulnya air pada permuakaan gelas itu menandakan adanya suatu sistem yang terjadi pada perstiwa ini, sistem yang terjadi adalah bahwa udara yang ada di sekeliling gelas mengandung uap air.Ketika gelas diisi es, gelas menjadi dingin. Udara yang bersentuhan dengan gelas dingin ini akan turun suhunya. Uap air yang ada di udara pun ikut mendingin. Jika suhunya sudah cukup dingin, uap air ini akan mengembun membentuk tetes-tetes air di bagian luar gelas. Hal ini merupakan peristiwa termodinamika yang sesuai dengan hukum termodinamika yang ke dua yang berbunyi Berikut Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi.Hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya, dari hukum ini proses yang terjadi didalam gelas merupakan proses penyerapan panas dengan kata lain udara akan berubah menjadi dingin. Berdasarkan uraian latar belakang diatas, maka dilakukanlah percobaan perubahan entalpi dan entropi peleburan.B. Rumusan masalahRumusan masalah dalam percobaan ini adalah sebagai berikut :1. Apa perbedaan kurva pendingin cairan murni dan larutan ?2. Bagaimana peristiwa penurunan titik beku yang disebabkan penambahan zat terlarut terjadi ?3. Bagaimana menghitung entropi dan entalpi pembekuan dengan menggunakan persamaan vant Hoff ?C. TujuanTujuan yang hendak dicapai dalam percobaan ini adalah sebagai berikut :1. Untuk memperkenalkan perbedaan kurva pendingin cairan murni dan larutan.2. Untuk memperlihatkan peristiwa penurunan titik beku yang disebabkan penambahan zat terlarut.3. Untuk menghitung entropi dan entalpi pembekuan dengan menggunakan persamaan vant Hof.

II. TINJAUAN PUSTAKATermodinamika adalah ilmu tentang temperatur, kalor, dan pertukaran energi. Termodinamika mempunyai penerapan praktis dalam semua cabang sains dan teknologi seperti halnya dalam berbagai aspek kehidupan sehari-hari, mulai dari urusan cuaca sampai urusan masak-memasak.Temodinamika adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara kalor dengan usaha serta sifat-sifat yang mendukung hubungan tersebut. Dapat pula dikatakan bahwa termodinamika adalah ilmu yang mempelajari energi dan tranformasinya. Prinsip-prinsip dan hukum-hukum termodinamika digunakan pada perencanaan motor-motor bakar, pusat-pusat tenaga nuklir, pesawat-pesawat pendingin, roket, pesawat terbang, pesawat dengan tenaga listrik, dan lain-lain (Agung, 2013).Entalpi yang berhubungan erat dengan energi dalam, juga tidak dapat diukur, tetapi hanya dapat didefinisikan dengan cara lain sehingga menjadi fungsi keadaan. Untuk keadaan sistem tertentu terhadap nilai H yang khas. Ciri lain dari fungsi keadaan adalah bahwa selisih nilai fungsi dua keadaan yang berbeda besarnya khas. Energi dalam yang telah dijelaskan sebagai seluruh energi berkaitan dengan partikel-partikel materi di dalam sistem, adalah sesuatu yang tidak dapat diukur. Tetapi, energi-dalam hanya tergantung pada keadaan yang merupakan ciri suatu sistem dan tidak pada bagaimana keadaan-keadaan tersebut dicapai. Kondisi suatu sistem mengacu pada keadaannya, dan setiap sifat yang hanya tergantung pada keadaan dari suatu sistem disebut fungsi keadaan (Petrucci, 1987).Proses tak reversibel (seperti pendinginan hingga mencapai temperatur yang sama dengan temperatur lingkungan dan pemuaian bebas dari gas) adalah proses spontan, sehingga proses itu disertai dengan kenaikan entropi. Kita dapat menyatakan bahwa proses tak reversibel menghasilkan entropi. Sedangkan proses reversibel adalah perubahan yang sangat seimbang, dengan sistem dalam keseimbangan dengan lingkungannya pada setiap tahap. Setiap langkah yang sangat kecil di sepanjang jalannya bersifat reversibel dan terjadi tanpa menyebarkan energi secara kacau, sehingga juga tanpa kenaikan entropi; proses reversibel tidak menghasilkan entropi, melainkan hanya memindahkan entropi dari satu bagian ke bagian lain (Atkins, 1986).Kesetimbangan paling baik dinyatakan dalam suku kata/term energi bebas. Energi bebas adalah ukuran energi dalam suatu sistim yang memberikan indikasi keacakan atau entropi suatu sistim. Energi bebas dapat dirumuskan : , dimana H adalah entalpi dan S adalah entropi sistim. Entalpi adalah variabel yang turut memperhitungkan efek tekanan dan volume sistim dan energi bebas Gibbs sembarang substansi pada temperatur T (Pudjanto, 2010).Proses peleburan adalah proses pencai ran bahan (besi cor) dengan jalan dipanaskan didalam sebuah dapur peleburan, setelah bahan mencair kemudian dituang ke dalam cetakan. Pada proses peleburan alumunium digunakan dapur jenis crucible. Crucible yang ada dalam dapur berbentuk pot yang terbuat dari lempung di campur dengan pasir. Alat pemanas berfungsi untuk mencukupi kebutuhan panas yang diperlukan pada proses peleburan.Pada dapur peleburan yang direncanakan ini, alat pemanas yang digunakan berupa nozzle yang dilengkapi dengan selang dan regulator dengan menggunakan bahan bakar gas (Sundari, 2011).Proses isoternal dan reversibel, perubahan entropi total dan sistem dan sekelilingnya sama dengan nol. Demikian pula perubahan entropi untuk proses siklus sama dengan nol. Proses-proses reversibel selalu berjalan sangat lama. Ini berarti proses-proses yang terjadi pada waktu yang pendek brupa proses irreversibel dan tentu saja diikuti dengan kenaikan entropi dari sistemnya sendiri atau sistem dan sekitarnya (Sukardjo, 2012)

III. METODOLOGI PRAKTIKUMA. Waktu dan Tempat Percobaan Entalpi dan Entropi Peleburan dilaksanakan pada Jumat, 5 Desember 2014 Pukul 13.00 15.30 WITA dan bertempat di Laboratorium Kimia Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Universitas Halu Oleo, Kendari.B. Alat dan Bahan1. Alat Alat yang digunakan pada percobaan ini adalah tabung reaksi, thermometer 0-100oC, gelas kimia 600 mL, gegep, timbangan analitik dan hot plate, gegep, lap halus, tabung reaksi, Erlenmeyer 250 mL, pipet volume 10 mL, dan filler.2. Bahan Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah naftalena, asan asetat, tissu dan aquades.

3. Prosedur kerja

Naftalena

ditimbang sebanyak 3 gramdimasukkan dalam tabung reaksidipanaskan dengan cara dimasukkan ke dalam gelas kimia berisi air panas sampai semua naftalena mencairdiangkat lalu dimasukkan dalam selongsong pada gelas piala berisi bahan isolasi (tisu)diamati suhu pada thermometer tiap 30 detikditentukan titik beku naftalena

Naftalena beku dalam tabung reaksi

ditambahkan 0,75 gram difenilaminadipanaskan kembali hingga semua naftalena dan difenilamina mencairdiangkat lalu dimasukkan dalam selongsong berisi bahan isolasidiamati suhu pada termometer tiap 30 detik sampai tepat membekuditentukan titik beku naftalena + difenilaminadiulangi percobaan hingga 2 kali dengan penambahan 0,75 gram difenilamina pada setiap penambahan

Hasil Pengamatan

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASANA. Hasil Pengamatan 1. Tabel Pengamatan Waktu t (menit)TNaftalena murni (oC)T Ketika Penambahan Difenilamina(oC)

Ke-1Ke-2

0,5696360

1,0726461

1,5736561

2,0746659

2,5756659

3,0766658

3,5766757

4,0766757

2. Naftalena murniDiketahui :Massa naftalena= 3 gramMr naftalena= 128 g/mol

Mol naftalena =

Xnaftalena =3. Penambahan difenilamina ke-IDiketahui : Massa difenilamina I= 0,75 gram

Mol difenilamina = Dalam larutan tersebut terdapat 0,0234375 mol naftalena dan 0,00445 mol diefenilamina, maka :Mol total = 0,0234375 mol + 0,00445 mol = 0,02788 mol

Xnaftalena = a. Penambahan difenilamina ke-II : Massa difenilamina ke-II= 0,75 gramMassa total difenilamina= 1,5 gram, jadi :

Mol difenilamina = Dalam larutan tersebut terdapat 0,0234375 mol naftalena dan 0,0089 mol difenilamina, maka :Mol total = 0,0234375 mol + 0,0089 mol = 0,03233 mol

Xnaftalena = 4. Tabel Data PengamatanKategoriNaftalena murniLarutan ILarutan II

Berat Naftalena (g)333

Mol Naftalena (mol)0,02343750,02343750,0234375

Berat difenilamina (g)00,751,5

Mol difenilamina (mol)00,004450,0089

Mol total (mol)0,02343750,027880,03233

Fraksi mol C10H810,840650,72494

Ln X C10H80-0,1735-0,3216

Tb (oC) 746559

Tb (K)347338332

1/Tb (K-1)0,0028810,00295850,003012

5. Grafik ln X naftalena1/Tb (K-1)

00,002881

-0,17570,0029585

-0,321660,003012

6. Pengolahan datay = ax + by = 0,000 x + 0,002Dari grafik di atas diperoleh nilai a = 0,000 dan nilai b = 0,002

H = - a x R

H = 0,000 8,314 J/mol KH = 0 J/mol K

S= b x R= 0,002 x 8,314 J/mol K= 0,016628 J/mol KB. PembahasanPerubahan energi yang dibutuhkan suatu zat untuk melakukan perubahan/kerja sebagai akibat dari perubahan yang spontan disebut entalpi sedangkan Entropi adalah derajat perubahan spontan persatuan kalor. Entalpi peleburan merupakan jumlah energi yang dibutuhkan untuk berubah wujud dari padat menjadi cair. Entalpi maupun entropi peleburan sangat berkaitan erat pada titik beku larutan murni maupun larutan campuran. Pada percobaan ini akan diketahui bagaimana pengaruh penambahan zat terlarut dalam pelarut murni, dimana pelarut murni adalah naftalena sedangkan zat terlarutnya adalah difenilamina. Kita telah ketahui bahwa berdasarkan teori pada saat titik beku tercapai bentuk cair pada suatu larutan atau pelarut murni akan berada dalam keseimbangannya, yakni dalam bentuk padatnya. Bila suatu cairan didinginkan, maka suhunya akan turun sampai titik beku tercapai. Setelah titik beku tercapai, maka suhu tidak akan turun lagi sebelum semua cairan berubah menjadi padatan. Akan tetapi, setelah seluruh cairan menjadi padatan, suhu akan turun kembali. Praktikum kali ini dimana percobaan yang kita lakukan adalah menentukan titik beku pelarut murni (naftalena). Naftalena yang telah ditimbang terlebih dahulu dicairkan dengan suhu awal 69oC dan mengalami peningkatan suhu sampai menit ke-4. Berdasarkan pengamatan penurunan titik beku larutan murni naftalena dengan penambahan zat terlarut (difenilamina) didapatkan penurunan titik beku setiap penambahan zat terlarut (difenilamina). Pada penambahan pertama, dilakukan penambahan difenilamina sebanyak 0,75 gran kedalam naftalena diperoleh peningkatan suhu disetiap menitnya namun ketika penambahan difenilamina 0,75 gram dimana total difenilamina telah menjadi 1,5 gram maka berdasarkan pengamatan terjadi penurunan suhu pada termometer disetiap menitnya. Berdasarkan percobaan yang telah dialkukan dapat diketahui bahwa peristiwa penurunan titik beku ini disebut sebagai peristiwa lewat beku, pada peristiwa ini cairan tersebut tidak membeku, walaupun suhunya telah melampaui titik beku atau sudah di bawah titik bekunya. Hal ini dikarenakan titik beku difenilamina jauh lebih rendah dibanding titik beku naftalena sehingga naftalena sulit untuk membentuk kristal atau kecenderungan sulit untuk membeku. Selain itu, pada saat larutan membeku suhunya menurun sebelum semua cairan berubah menjadi padatan sehingga ada bagian horizontal pada kurva pendingin cairan murni. Sedangkan pada kurva pendingin larutan tidak horizontal lagi karena pada saat naftalena mulai membeku, difenilamina yang masih berbentuk cair akan menjadi semakin pekat, sehingga mempengaruhi titik bekunya juga semakin rendah dan inilah yang menyebabkan titik beku larutan jauh menurun dibawah titik beku naftalena yang sebenarnya.Pada perhitungan data diperoleh nilai entalpi peleburan pada praktikum adalah 0 J/mol K. Hal ini menandakan sistem dan lingkungan tidak dikenai kerja. Sedangkan entropi peleburannya diperoleh 0,016628 J/mol K, tandanya positif, yang berarti peleburan terjadi secara tidak spontan. Pada grafik menunjukkan proses penurunan titik beku akibat penambahan zat terlarut, titik beku semakin rendah dengan semakin banyaknya zat terlarut yang ditambahkan dalam larutan. Grafik di atas menunjukkan kurva pendingin larutan. Adapun fungsi penambahan zat terlarut adalah untuk mengurangi kecenderungan larutan untuk membeku dan temperatur yang lebih rendah harus dicapai sebelum kesetimbangan antara padatan dan larutan terjadi sehingga titik beku menurun.

V. KESIMPULAN Adapun kesimpulan yang dapat ditarik pada percobaan ini, yaitu:1. Pada kurva pendinginan cairan murni adalah horizontal, sedangkan kurva pendinginan larutan tidak algi horizontal. Hal ini disebabkanpada saat pelarut mulai membeku, sisa larutan akan semakin pekat dan dengan semakin pekatnya larutan, titik bekunya juga semakin rendah.2. Penurunan titik beku yang disebabkan penambahn zat terlarut, menyebabkan terjadinya penurunan titik beku.3. Nilai entalpi dan entropi secara berturut-turut adalah J/mol.K dan J/mol K

DAFTAR PUSTAKAAtkins, 1986. Kimia Fisika. Erlangga. Jakarata.Petrucci, R. 1987. Kimia Dasar Jilid II. Erlangga. Jakarta.Pudjanto, B., Agung, 2005. Pembuatan Paduan ZR-NB-SI: Termodinamik Sistim ZR-NB-SI. Hasil Penelitian EBN.

Suhendar, D. & Ismunandar. 2006. Penentuan Energi Kisi Oksida-Oksida Piroklor. Journal of Physic. ITB: Bandung.

Sukardjo. 2002. Kimia Fisika. Rineka Cipta. Jakarta.Sundari, Ella. 2011. Rancang Dapur Peleburan Aluminium Bahan Bakar Gas.Vol.3. No.1.