LAPORAN RESMI PRAKTIKUM KIMIA FISIKA  1 PANAS PELARUTAN.Oleh Yuri Melantika Azizah. FMIPA Kimia UNY

Tujuan1. Menentukan kelarutan asam borat pada suhu kamar dan 400C2. Menentukan panas pelarutan asam burat     Dasar Teori. Larutan merupakan campuran homogen dari atom, molekul, ataupun ion dari dua zat ataupun lebih. Larutan dapat dibedakan menjadi larutan jenuh dan larutan tak jenuh.Larutan jenuh didefinisikan sebagai larutan yang mengandung zat terlarut dalam jumlah yang diperlukan untuk adanya kesetimbangan antara zat terlarut yang larut dan tidak larut.Pembentukan larutan jenuh dapat dipercepat dengan pengadukan dan penambahan zat terlarut yang berlebih. Banyaknya zat terlarut yang melarutkan dalam pelarut dalam jumlah tertentu untuk menghasilkan suatu larutan jenuh disebut kelarutan zat terlarut. Dimanabiasanya dinyatakan dalam gram zat terlarut per 100 gram pelarut pada temperatur tertentu. Zat padat dapat dimurnikan sengan memanfaatkan perbedaan kelarutan pada temperatur yang berlainan.Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan zat padat antara lain :1. TemperaturUmumnya kelarutan akan naik seiring dengan naiknya suhu. Dalam beberapa hal perubahan kelarutan dengan berubahnya suhu dapat menjadi dasar pemisahan.2. PelarutGaram anorganik kebanyakan lebih dapat larut dalam air murni dari pada pelarut organik.3. Ion sekutu atau sejenisAdanya ion sekutu dalam jumlah yang berlebihan akan menyebabkan kelarutan suatu endapan berkurang.4. Ion asingDenagan adanya ion asing maka kelarutan akan bertambah.5. pH6. KonsentrasiBila konsentrasi lebih kecil dari pada kelarutan, zat padat akan terlarut dan sebaliknya, bila konsentrasi melebihi kelarutan maka akan terjadi pengendapan.Proses pelarutan umumnya melibatkan atau kehilangan sejumlah entalpi,  kelaruttan sangat bergantung pada suhu. Hal ini telah dijelaskan oleh faktor van't Hoff   (1)Dengan metoda integrasi, Persamaan (1) dapat diubah menjadi persamaan (2).··································· (2)Dengan S1 dan S2 adalah kelarutan zat        pada suhu T1 dan T2 dalam suatu mol/1000 gram pelarut atau molal,  adalah panas pelarutan untuk 1 mol zat dalam larutan jenuhnya. Jika kelarutan zat pada suhu T1 dan T2 dapat ditentukan, maka berdasarkan persamaan (2) panas pelarutan zat itu dapat ditentukan.Perubahan entalpi pelarutan atau panas pelarutan adalah kalor yang menyertai proses penambahan sejumlah tertentu zat terlarut terhadap zat pelarut pada suhu dan tekanan tetap. Panas pelarutan adalah panas yang menyertai reaksi kimia pada pelarutan mol zat solute dalam n mol zat solute dalam n mol solvent pada tekanan dan temperature yang sama. Hal ini disebabkan adanya ikatan kimia dari atom - atom. Penetuan panas pelarutan dengan kalorimeter ditentukan dengan cara penentuan tetapan kalorimeter dan penuruna panas pelarutan zat yang diselidiki Terdapat dua macam entalpi pelarutan yaitu entalpi pelarutan integral dan entalpi pelarutan diferensial. Entalpi pelarutan integral adalah perubahan entalpi jika satu mol zat terlarut dilarutkan ke dalam n mol pelarut. Jika pelarut yang digunakan adalah air, maka persamaan reaksi pelarutnya dituliskan sebagai berikut:X + nH2O → X.nH2O                                     

Walaupun air bukan pelarut yang universal (pelarut yang dapat melarutkan semua zat), tetai dapat melarutkan banyak macam senyawa ionik, senyawa organik dan anorganik yang polar dan bahkan dapat melarutkan senyawa-senyawa yang polaritasnya rendah tetapi berinteraksi khusus dengan air.

Salah satu sebab mengapa air itu dapat melarutkan zat-zat ionik ialah karena kemampuannya menstabilkan ion dalam larutan hingga ion-ion itu dapat terpisah antara satu dengan lainnya. Kemampuan ini disebabkan oleh besarnya tetapan dielektrika yang dimiliki air. Tetapan dielektrik adalah suatu tetapan yang menunjukkan kemampuan molekul mempolarisasikan dirinya atau kemampuan mengatur muatan listrik yang tedapat dalam molekulnya sendiri sedemikian rupa sehingga dapat mengarah pada menetralkan muatan-muatan listrik yang terdapat di sekitarnya.

Dalam hal ini, kekuatan tarik menarik muatan yang belawanan akan sangat diperkecil bila medianya mempunyai tetapan dielektrik besar.C.   Alat dan bahan  1.      Alat·         Gelas beker 100ml·         Erlenmeyer 50ml·         Gelas ukur 10ml

·         Pengaduk

·         Penangas air·         Buret dan statif·         Termometer2.      Bahan·         Akuades·         Kristal asam borat·         Larutan standar NaOH 1M·         Indikator phenol-phtalein (pp)Rangkaian alat titrasi : atau

D.   Cara kerja

E.    Data pengamatanSuhu W1   (gram) W2

(gram)Berat larutan (w2-w1)(gram)

Volum NaOH ( mL)

Volum rata-rata NaOH (mL)

Kelarutan sam borat (molal)

300C 65,74 70,51 4,77 2 1,75 0,13865,74 70,82 5,08 1,5

400C 65,74 71,05 5,31 1,7 1,6 0,11665,74 71,15 5,41 1,5

Keterangan:W2 – W1 = (Berat erlenmeyer + Berat larutan) – (Berat erlenmeyer kosong)F.    Perhitungan1.      Suhu 300C·                Jumlah mol asam borat sebelum diencerkan                                                 ·                Jumlah mol asam borat yang larut dalam 30 mL akuades

                                                                          ·                Kelarutan2.              Suhu 400C·                Jumlah mol asam borat sebelum diencerkan                                                 ·                Jumlah mol asam borat yang larut dalam 30 mL akuades

                                                                                                                                                 

·                Kelarutan

3.              Penentuan ∆H pelarutanKeterangan:  S1         = 0.138 molal                      S2         = 0.116 molal                      R          = 8.314 Jmol-1K-1

                      T2         = 400C + 273    = 313 K                      T1         = 300C + 273    = 303 K

4.              Penentuan ∆H pelarutan secara grafikJika:

makaMaka persamaan (1) identik dengan persamaan (2)  berikut:Persamaan (2) dapat diperoleh dengan meregresikan grafik dengan sumbu y= logS dan    sehingga akan diperoleh hubungan Diketahui:Log S1 = log 0.138 = - 0.8601Log S2 = log 0.116 = - 0.9355 dan

X Y0.0033 -0.86010.003195 -0.9355

Persamaan reaksi adalah :

H3BO3 (aq) + 3NaOH (aq) à Na3BO3 (aq) + H2O (l)

G.   PembahasanPercobaan ini berjudul panas pelarutan yang bertujuan untuk menentukan panas pelarutan asam borat pada suhu kamar dan suhu 400C. Panas pelarutan adalah panas yang dilepaskan atau diserap ketika satu mol senyawa dilarutkan dalam sejumlah pelarut. Secara teoritis panas pelarutan suatu senyawa harus diukur pada proses pelarutan tak berhingga, tetapi dalam prakteknya pelarut yang ditambahkan jumlahnya terbatas, yaitu sampai tidak lagi timbul perubahan panas ketika ditambahkan lebih banyak pelarut. Dengan kata lain senyawa tersebut telah larut pada suhu itu. Karena Proses pelarutan umumnya melibatkan atau kehilangan sejumlah entalpi, ΔH. Kelarutan sangat bergantung pada suhu dan pelarut yang digunakan.Seperti halnya dalam percobaan ini, senyawa yang digunakan adalah asam borat yang dilarutkan dalam pelarut air. Perlakuan yang membedakan untuk penentuan panas pelarutan adalah dengan cara memberikan suhu yang berbeda pada asam borat yang dilarutkan dalam sejumlah pelarut yang sama, suhunya adalah suhu kamar dan 400C. Pengaruh suhu ini akan memberikan perbedaan pada kalor yang dilepas ataupun kalor yang diserap.Asam borat yang dilarutkan dalam akuades ini memiliki suhu kamar sebesar 300C dan pada suhu 400C. Asam borat dilarutkan hingga kiranya pelarut tak mampu lagi melarutkan asam borat. Larutan asam borat diambil 5mL tanpa ada residu atau zat yang tak terlarut ikut serta yang kemudian larutan ini ditimbang agar diketahui massanya yang selanjutnya ditambahkan akuades 15mL . perbedaan suhu ini dimaksudkan agar dapat diketahui yang dapat terlarut dalam suhu kamar ataupun pada suhu 400C. Suhu 400C dilakukan pemanasan hingga suhu yang diinginkan. Penambahan akuades dan indikator dilakukan pada saat setelah pemanasan.   Pada saat pelarutan asam borat pada suhu tertentu, akan terjadi suatu reaksi yang melibatkan Kalor reaksi ditentukan dengan jalan mengukur banyaknya seluruh energi yang diserap oleh lingkungannya dan kalor itu telepas ataupun diterima oleh lingkungan. Adanya kalor ini akan mempengauhi kelarutan suatu zat pada suhu, energi dan kalor yang ada pada saat itu. Untuk mengetahui berapa kemampuan  zat yang dapat terlarut dalam pelarutan maka dilakukan titrasi dengan menggunakan larutan standar NaOH. Sedangkan untuk indikator yang digunakan adalah  indikator PP. Maksud dari penggunaan indikator PP ini adalah karena larutan sendiri berada dalam kedaan asam lemah, sedangkan titrannya adalah basa  kuat, sehingga larutan pada saat ekuivalen akan berada pada trayek basa aitu pH sekitar >8. Maka pada saat pH medekati titik

ekuivalen maka akan ditandai dengan adanya perubahan warna yang tidak terlalu signifikan. Larutan berada pada titik ekuivalen berubah dari warna ungu pengaruh PP menjadi warna jingga keorange-nan. Volume hasil titrasi inilah yang akan digunakan sebagai perhitungan untuk menentukan besarnya kelarutan asam borat pada suhu 300C melalui jumlah mol yang akan diketahui.Persamaan reaksi adalah :

H3BO3 (aq) + 3NaOH (aq) à Na3BO3 (aq) + H2O (l)

Rumus yang digunakan adalah :·                Jumlah mol asam borat sebelum diencerkan·                Jumlah mol asam borat yang larut dalam 30 mL akuades·                KelarutanKelarutan asam borat pada suhu 300C adalah 0,138 molal, sedangkan kelarutan pada suhu 400C adalah 0,116 molal.  Maka dapat dilihat bahwa kelarutan asam borat pada suhu  300C terlihat lebih besar kelarutannya pada suhu 300C, hal ini dikarenakan larutan yang diambil pada asam borat tercampur oleh kristal asam borat yang tidak dapat larut. Sehingga dari hal itu akan tampak kelarutan pada suhu 400C akan lebih sedikit. Sedangkan pada teori, adanya kenaikan suhu dapat menyebabkan kelarutan suatu zat lebih tinggi. Pada hukum pertama Termodinamika dinyatakan kalor yang menyertai perubahan fisik atau reaksi kimia. Perubahan fisik ini menyangkut tentang kelarutan zat itu karena adanya pengaruh kalor dan secara tidak langsung akan berpengaruh pada suhu. Kerja yang terjadi karena turunnya beban, mengakibatkan kenaikan energi-dalam dari air atau larutan lain yang digunakan, dan sebagai hasilnya terdapat peningkatan suhu cairan. Kenaikan suhu yang sama dihasilkan oleh perpindahan energi melalui kalor jumlah joule kerja yang dibutuhkan.Kelarutan asam borat pada kedua suhu ini akan mempengaruhi entalpi pada bekerja pada asam borat ini.Penentuan ∆H pelarutan :

Entalpi yang diperoleh berdasarkan perhitungan data adalah sebesar . Hal ini berarti bahwa dalam proses reaksi terjadi pelepasan kalor dai sistem ke lingkungan, artinya pada pelarutan asam borat ini terjadi reaksi eksoterm. Hal ini ditandai dengan nilai dari entalphi adalah negatif. Seperti yang dikatakan sebelumnya bahwa Proses pelarutan umumnya melibatkan atau kehilangan sejumlah entalpi. Walaupun terjadi kesesuaian pada hasil kelarutan.  Sementara pada pehitungan menggunakan grafik regesi yang merupakan hubungan dari Log S (kelarutan) dan 1/T (K) atau suhu yang ditranformasikan melalui persamaan y = bx+a, yang identik dengan persamaan

 Maka didapatkan entalphi reaksi ini sebesar . hasil ini tidak begitu memiliki perbedaan yang cukup signifikan jika dibandingkan hasil perhitungan entalphi menggunakan rumus yang telah ada.  Perbedaan ini dikarenakan akibat kekurang telitian dalam praktikum ataupun dari perhitungan.Perbedaan antara hasil praktikun dengan teori terutama pada hasil kelarutan  terjadi karena beberapa faktor :·           Ketidak tepatan Penimbangan asam borat·           Larutan yang diambil masih diikuti dengan asam oksalat yang tidak larut·           Larutan belum dalam keadaan setimbang, sehingga larutan yang dibutuhkan belum dalam keadaan homogen.·           Kesalahan dalam titrasi terutama pada saat berhentinya titrasi (titik ekuivalen)H.   KesimpulanKelarutan asam borat pada suhu :·         300C                          = 0.138 molal·         400C                          =0.116 molal

Panas pelarutan asam borat :·         Secara perhitungan  = ·         Secara regresi          = I.      Jawaban tugas1.             Hitung kelarutan asam borat pada suhu 270C dan 400C.Jawab  :Karena dalam percobaan kami suhu yang didapatkan pada suhu kama adalah 300C maka data yang kami peroleh adalah pada suhu tersebut.a.      Suhu 300C·         jumlah mol asam borat sebelum diencerkan

·         jumlah mol asam borat yang larut dalam 30 mL akuades

·         Kelarutanb.      Suhu 400C·         Jumlah mol asam borat sebelum diencerkan                                                               ·         Jumlah mol asam borat yang larut dalam 30 mL akuades·         Kelarutan2.      Buat grafik hubungan antara 1/T terhadap kelarutan , kemudian tentukan besarnya entalphi pelarutan.JawabJika:

makaMaka persamaan (1) identik dengan persamaan (2)  berikut:Persamaan (2) dapat diperoleh dengan meregresikan grafik dengan sumbu y= logS dan    sehingga akan diperoleh hubungan Diketahui:Log S1 = log 0.138 = - 0.8601Log S2 = log 0.116 = - 0.9355 dan

X Y0.0033 -0.86010.003195 -0.9355

J.     Pertanyaan1.      Persamaan (3)                    

Angka 3 berasal dari hasil reaksi antara asam borat dan NaOH                          ↓                                                  ↓                                  ↓                        3H                                                   2H                     1H

Dari persamaan reaksi diatas, dari  atom H dalam asam borat hanya 1 atom H yang terurai membentuk. Dengan jumlah atom H terurai hanyabagian. angka 100 merupakan hasil konversi dari milimol ke mol yaitu dibagi 1000.2.      Persamaan (4)                  Angka 35 merupakan berat asam borat didalam 30 ml akuades            V akuades                    = 30 ml            Massa jenis akuades   = 1 gram/ml                       Massa akuades                                                           

Dengan demikian 30 gram + 5 gram asam borat = 35 gramK.   Daftar pustaka

Atkins,PN.1996. Kimia Fisika. Jakarta: Erlangga.Chang, Raymond. 2004. Kimia Dasar: Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid 2. Jakarta: Erlangga.Dogra,SK. 1990. Kimia Fisika dan Soal-Soal. Jaarta:UI press.Ijang,rohmad,dkk.2004. Kimia Fisika I. Bandung :UPI.Widjayanti, endang. 2012. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika I. Yogyakata : FMIPA UNY.