Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
-
Upload
rizqi-pandu-sudarmawan -
Category
Documents
-
view
245 -
download
0
Transcript of Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
1/29
i
Pemicu III : Larutan
Rizki Romadhon Akbar ( 0906635734)
Rizqi Pandu S (0906557045)
Ryan Januar Rusli (0906635753)Samhani Mahendra W. (0906635766)
Zulfikar N. (0806456902)
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
2/29
ii
MIND MAP
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
3/29
iii
Daftar Isi
Kata Pengantar...........................................................................................................................i
Mind Map..................................................................................................................................ii
Daftar Isi...................................................................................................................................iii
Bab I Pendahuluan.....................................................................................................................1
Bab II Isi....................................................................................................................................2
- II. 1 Larutan...................................................................................................................2
- II.2 Penentuan Konsentrasi............................................................................................3
- II.3 Sifat Koligatif..........................................................................................................4
- II.4 Hukum Raoult..........................................................................................................6
- II.5 Konduktansi.............................................................................................................7
- II.6 Bilangan Transport dan Migrasi Ion......................................................................10
Bab III Jawaban Pemicu...........................................................................................................13
Kesimpulan...............................................................................................................................23
Daftar Pustaka
Lampiran
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
4/29
iv
BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Larutan merupakan salah satu bagian terpenting dari mata kuliah kimia fisika-1. Oleh
karena itu, makalah ini disusun untuk memudahkan kami dalam mempelajarinya serta
memenuhi kewajiban tugas yang diberikan oleh dosen yang bersangkutan.
Tujuan
Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas yang diberikan oleh dosen mata kuliah
kimia fisika-1. Selain itu juga untuk memudahkan kami, tim penyusun, dalam menambah
pengetahuan tentang larutan. Yang selanjutnya kami jadikan referensi dalam menjawab
permasalahan yang ada dalam pemicu yang diberikan.
Rumusan Masalah
1. Bagaimana perbedaan antara larutan elektrolit dan non elektrolit ?
2. Bagaimana tentang penjelasan tentang larutan ideal dan tak ideal ?
3. Bagaimana sifat koligatif larutan?
4. Mengapa tekanan osmosis memiliki efek yang lebih besar dalam penurunan titik beku
air disbanding larutan non elektrolit?
5. Apakah yang dimaksud dengan konduktivitas? Dan bagaimana peranya dalam
poengukuran kondktimetri larutan?
6. Bagaimana peran konsentrasi dalam mempengaruhi nilai konduktansi?
7. Bagaimana cara menentukan konduktansi ekuivalen?
Metode Penulisan
Metode yang kami gunakan dalam penyusunan makalah ini adalah dengan studi
pustaka serta browsing internet. Metode ini kami pergunakan karena kami merasa buku dan
internet cukup memenuhi kebutuhan kami dalam menggali informasi yang diperlukan demi
terpecahkannya pemicu yang ada.
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
5/29
v
BAB II
ISI
II. 1 Larutan
Larutan merupakan suatu sistem homogen yang terdiri dari pelarut dan zat
terlarut. Pelarut merupakan komponen dengan jumlah yang lebih besar dan berwujud cair
apabila larutan terdiri dari campuran antara cairan dengan padatan ataupun cairan dengan
gas. Sementara itu, zat terlarut memiliki jumlah yang lebih sedikit bila dibandingkan
dengan pelarut dan dapat memiliki wujud apapun.
Larutan dibedakan menjadi dua jenis yaitu larutan ideal dan non ideal. Larutan
ideal merupakan larutan yang interaksi antarmolekul komponen-komponennya sama
besarnya dengan interaksi antarmolekul pada keadaan murni. Larutan ideal memenuhi
Hukum Roult yang menyatakan bahwa tekanan uap dari zat pelarut adalah sama dengan
fraksi mol zat pelarut di dalam larutan tersebut. Contoh dari larutan ideal adalah benzena
dan toluena. Sementara itu, Larutan non ideal merupakan larutan yang penjumlahan
volume zat terlarut murni dan zat pelarut murninya tidak sama dengan volume larutan.
Terdapat beberapa jenis larutan jika dibedakan berdasarkan wujud komponen
pelarut dan zat terlarut yang digunakan. Jenis-jenis dari larutan ini yaitu: (disajikan
dalam bentuk zat terlarut dalam pelarut).
Larutan gas dalam gas
Larutan gas dalam cairan
Larutan cairan dalam
cairan
Larutan padatan dalam
cairan
Larutan gas dalam
padatan
Larutan cairan dalam
padatan
Larutan padatan dalam
padatan
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
6/29
6
Larutan dapat dibedakan berdasarkan daya hantar listriknya menjadi dua jenis,
yaitu larutan elektrolit dan larutan non-elektrolit.
1. Larutan Elektrolit
Larutan elektrolit merupakan larutan yang memiliki kemampuan untuk
menghantarkan arus listrik. Hal ini disebabkan karena larutan dapat mengion.
Larutan elektrolit dibedakan menjadi dua berdasarkan tingkat kemampuan dalam
menyalurkan arus listrik, yaitu elektrolit kuat dan elektrolit lemah.
a. Elektrolit Kuat
Elektrolit kuat dapat menyalurkan arus listrik dengan baik karena zat
terlarut dapat mengion seluruhnya disebabkan oleh derajat ionisasinya = 1.
Larutan-larutan yang tergolong ke dalam elektrolit kuat antara lain larutan asam
kuat, basa kuat, dan garam yang memiliki tingkat kelarutan yang tinggi.
b. Elektrolit Lemah
Elektrolit lemah dapat menyalurkan arus listrik walaupun dengan daya
yang lemah karena zat terlarut yang terdapat pada larutan tidak seluruhnya dapat
mengion karena derajat ionisasinya berada di antara skala 0 dan 1. Larutan-
larutan yang tergolong ke dalam elektrolit lemah antara lain asam lemah, basa
lemah, dan garam yang memiliki tingkat kelarutan rendah.
2. Larutan Non-elektrolit
Larutan Non-elektrolit merupakan larutan yang tidak dapat menyalurkan arus
listrik. Hal ini disebabkan karena zat terlarutnya tidak dapat menghasilkan ion-ion.
Larutan urea, glukosa dan alkohol merupakan contoh dari larutan non-elektrolit.
II.2 Penentuan Konsentrasi
1. Fraksi Mol (X)
2. Persen Mol (%)
3. Molaritas (M)
4. Molalitas (m)
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
7/29
7
Molalitas merupakan perbandingan mol zat terlarut dalam 1000 gram pelarut.
Berbeda dengan molaritas, molalitas tidak dipengaruhi dengan perubahan suhu.
5. Persen Berat dan Persen Volume
Persen berat merupakan bagian berat dari zat terlarut tiap 100 bagian berat
larutan. Sedangkan, persen volume merupakan bagian volume dari zat terlarut tiap
100 bagian volume. Konsentrasi dari suatu larutan dapat dinyatakan dalam satuan
berat dan volume sekaligus dimana didapat % (berat/volume). Apabila di dalam
suatu larutan tindak dinyatakan persen yang digunakan, maka akan digunakan
persen berat.
6. Molalitas Volume (m)
Molalitas volume merupakan suatu penentuan konsentrasi dengan
menyatakan jumlah mol zat terlarut yang dilarutkan dalam satu liter larutan.
III.3 Sifat Koligatif
Sifat koligatif itu adalah sekumpulan sifat sifat umum yang diiliki larutan encer,
dimana sifat-sifat tersebut hanya tergantung pada jumlah partikel/molekul dalam larutan
yang ada, dan tidak bergantung pada ukuran ataupun berat molekul.(Tony Bird
1985:184).
a. Penurunan Tekanan Uap
Pada setiap suhu, zat cair selalu mempunyai tekanan tertentu. Penambahan suatu
zat ke dalam zat cair menyebabkan penurunan tekanan uapnya.
P= P o . X B (5)
Karena X A + X B = 1, maka persamaan (1) dapat diperluas menjadi:
P = po . XA (6)
dimana: P = penunman tekanan uap jenuh pelarut
Po = tekanan uap pelarut murni
XA = fraksi mol zat terlarut, X B = fraksi mol pelarut
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
8/29
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
9/29
9
Untuk larutan elektrolit kuat, harga derajat ionisasinya mendekati 1, sedangkan
untuk elektrolit lemah, harganya berada di antara 0 dan 1 (0 < < 1). Atas dasar
kemampuan ini, maka nilai i dari persamaan (11),(12),(13)dan (14) dapat dituliskan
)1(1 vi
II. 4 Hukum Raoult
Hukum ini berbunyi : Tekanan uap pelarut (P A ) pada permukaan larutan
besarnya sama dengan hasil kali tekanan uap murni (P A) dengan fraksi mol pelarut
tersebut di dalam larutan (X A ). Hukum ini dapat ditulis sebagai:
PA = X APA................................................ (15)
Bila zat terlarut juga bersifat mudah menguap (volatil) sehingga tekanan uapnya
dapat diukur, maka tekanan uap zat terlarut dapat dicari dengan persamaan serupa, yaitu:
PB = X BPB......................................(16)
Bila diasumsikan bahwa sistem hanya mengandung dua komponen (A dan B),
maka tekanan uap total (P) dari sistem tersebut dapat dicari dengan persamaan.
P = P A + P B........................(17)
P = X APA + X BPB.....................(18)
Campuran Ideal
Hukum Raoult akan dipenuhi pada campuran ideal . Salah satu contohnya
adalah campuran benzena dan toluena. Campuran ideal memiliki sifat sifat:
H mix = 0
V mix = 0
S mix = - R n i ln x i
Tekanan uap total di atas campuran adalah:
P = P 1 + P 2........................(19)
P oo P x P x 2211 .............. (20)
Karena x 2 = 1 x1, maka
1212 x P P P P ooo ..................(21)
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
10/29
10
P P
x ii ' ..........................(22)
Keadaan campuran ideal yang terdiri dari dua komponen dapat digambarkan
dengan kurva tekanan tehadap fraksi mol berikut(dalam lampiran).
Sedangkan garis titik embun (dew point line ) dibuat dengan menggunakan
persamaan sebagai berikut
oooooo
x P P P P P
P 1121
21 ........................(23)
Pada tekanan yang sama, titik titik pada garis titik gelembung dan garis titik
embun dihubungkan dengan garis horisontal yang disebut tie lin e (lihat Gambar 2). Jika
diandaikan fraksi mol toluena adalah x, maka jumlah zat yang berada dalam fasa cair
adalah
vl v x
C cair ............................(24)
Sedangkan jumlah zat yang berada dalam fas uap adalah
vl xl
C uap ..............................(25)
Penentuan jumlah zat pada kedua fasa dengan menggunakan persamaan (24) dan
(25) disebut sebagai L ever Rule .
Campuran non-ideal
Campuran campuran non ideal mengalami penyimpangan dari hukum Raoult.
Terdapat dua macam penyimpangan hukum Raoult, yaitu penyimpangan negatif dan
positif (dalam lampiran).
II.5 Konduktansi
Senyawa elektrolit, akan memenuhi hukum Ohm yakni:
Besarnya arus listrik yang mengalir melalui larutan sama dengan perbedaan potensial
ibagi dengan tahanan/hambatan .
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
11/29
11
I = V / R (26)
Dimana, I = besarnya arus (ampere)
V = beda potensial (volt)
R = hambatan (Ohm)
Satuan Ohm akan sering ditulis dengan symbol omega ( ).
Sedangkan besarnya hambatan suatu larutan bergantung pada dimensi larutan lainya.
Secara matematika ditulis :
R = x l / A (27)
Dimana,
= hambatan spesifik atau resistivitas (Ohm m)
l = panjang (meter)
A = luas penampang lintang (m 2
Gbr. 1 konduktansi larutan
Kebalikan dari Ohm () adalah konduktansi atau daya hantar (-1
). Denganrumus :
L = 1 / R. (28)
Dimana, L= konduktansi (S)
Konduktivitas adalah kebalikan dari resistivitas, dinamakan juga sebagai
konduktansi spesifik. Ls = 1 / (29)
Dimana, Ls = konduktivitas suatu lar utan ( -1 m -1 )
Dengan menggabungkan persamaan (2), (3), dan (5) maka akan diperoleh :
L = Ls x A / l (30)
Besaaran A / l dikenal sebagai konstanta sel.
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
12/29
12
Ada juga yang disebut sebagai Daya Hantar Ekivalen atau Konduktansi Ekivalen
() yaitu daya hantar larutan elektrolit sebanyak 1 grek diantara 2 elektrode dengan jarak 1cm.
Nilai = 1000 / n . Ls Ohm -1 cm 2 cc -1 `(31)
Ada penurunan dari pers (6), yakni :
Ls = L ( l / A) = l / R ( l / A)
Besarnya nilai l / A untuk setiap jenis electrode tetap disebut tetapan cell (K) .
Ls = K / R
K tidak ditentukan dengan mengukur l dan A, tetapi ditentukan dengan mengukur R suatu
larutan yang telah diketahui Ls nya.
Baik Ls ataupu berubah dengan konsentrasi
Untuk elektrolit kuat,Ls naik dengan cepat dengan naiknya konsentrasi. Untuk elektrolit
lemah, Ls naiknya perlahan dengan naiknya konsentrasi. Hal ini disebabkan karena
elektrolit kuat terurai sempurna, dan sebaliknya.
Baik elektrolit kuat maupun lemah, nilai nya naik pada pengenceran dan mencapaiharga maksimal pada pengenceran . pada pengenceran disebut o , dan untuk
masing masing elektrolit berbeda.
Untuk elektrolit kuat : = o - b n-1/2 (32)
Dimana : n = konsentrasi
B = tetapan
= daya hantar
o = daya hantar pada pengenceran
Pada larutan encer, grafik terhadap n -1/ linier dengan jalan ekstrapolasi dapat ditentukan
besarnya o.
Untuk elektrolit lemah :
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
13/29
13
Hali ini tidak berlaku bagi elektrolit lemah. o dapat dicari dari huku kohlrausch
tentang gerakan bebas dari ion ion yang mengatakan :
pada gerakan tak terhingga, masing - -masing ion elektrolit bergerak bebas, tanpa
dipengaruhi oleh ion- -ion lawannya. Dengan kata lain daya hantar ekivalen elektrolit
adalah jumlah daya hantar ekivalen ion ion o = Io
+ + Io
- (33)
Dimana, I o+ = to
+ x o atau Io
- = to
- x o
Adapun : I o = daya hantar ekivalekn ion pada pengenceran tak terhngga
t = bilangan angkutan
Pengaruh temperature terhadap daya hantar
Daya hantar elektrolit naik dengan naiknya temperature.
o (t) = o (25o C) [ l + ( t 25)] (34)
Adapun = tetapan untuk garam garam : 0,022 0,025
Untuk asam asam : 0,016 1,019
Daya hantar pada konsentrasi tertentu untuk elektrolit kuat, berubah sesuai dengan .
untuk eletrolit lemah, perubahan ini tak teratur, karena kecuali kecepatan dan gaya
interionik berubah, juga derajat ionisasi berubah.
II.6 Bilangan transport dan migrasi ion
Nilai ekuivalen konduktan ionik pada pengenceran tak berhingga dapat dihitung bila
fraksi konduktansi ekuivalen elektrolit dapat dihubungkan dengan ion-ionnya. Fraksi ini
dikenal sebagai bilangan transfer ion dan biasa diberi simbol t + untuk kation dan t untuk
anion. Bilangan transpor atau bilangan transfer merupakan fraksi dari jumlah arus total yang
dibawa oleh sebuah ion tertentu. Bilangan transpor kation dan anion dapat ditentukan dengan
mengukur perubahan konsentrasi elektrolit di sekitar anoda dan katoda ketika peristiwa
elektrolisis berlangsung atau dapat dihitung dari migrasi ionnya.
Sekarang dimisalkan dua piring paralel dengan diameter d cm, berisi larutan elektrolit
dan dialirkan dengan potensial e volts. Migrasi kecepatan rata-rata dari kation ini adalah v+
cm per detik, dengan jumlah muatan ion z + (dalam mol per cm 3), dan jumlah ion n+ . Dan
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
14/29
14
untuk anion adalah v- , z - , dan n - Bila z + adalah muatan ion positif dan e adalah jumlah arus
listrik, maka jumlah muatan/arus listrik yang diangkut kation adalah,
dan dalam bentuk yang sama untuk anion adalah,
sehingga, jumlah arus yang dibawa oleh kedua ion adalah,
(3 5)namun syarat untuk elektronetralitas adalah harga kation harus sama dengan anion, yaitu
sehingga,
(36 )
Dari persamaan diatas, fraksi dari total arus yang dibawa oleh kation t + adalah sebagai
berikut.
Sementara itu, fraksi dari total arus yang dibawa oleh anion, t- adalah,
( ) di mana dan t + t- adalah transportasi atau pemindahan nomor dari kation dan anion masing-
masing. Angka ini memberikan pecahan dari total saat ini dibawa oleh suatu ion dalam solusi.
Sehingga dari dua persamaan diatas yaitu pda t + dan t - ,dapat dirumuskan sebagai,
(3 7)
Untuk suatu elektrolit tertentu, jelas bahwa jumlah bilangan transpor kation dan anionnya
akan sama dengan satu . Cara untuk mengukur bilangan transpor ada 2, yaitu:a. Hukum Hittroff
Dasar dari metode Hittroff adalah perubahan jumlah elektrolit di dalam kedua ujung
ruangan ketergantungan pada reaksi elektrolisis dan pada jumlah ion yang telah bermigrasi ke
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
15/29
15
dalam atau ke luar dalam proses membawa arus listrik. Meode ini membutuhkan penentuan
konsentrasi larutan serta jumlah produk yang diendapkan. Perhitungan bilangan transpor
adalah sebagai berikut.
(38 )
(39 ) b. Cara Batas Gerak
Bilangan transpor :
(40 )
di mana, l = perubahan batas larutan
a = permukaan tabung / luas
F = bilangan Faraday
C = konsentrasi larutan (grek/cc)
Q = Coulumb (jumlah listrik)
Migrasi Ion
Salah satu faktor yang mempengaruhi konduktansi suatu larutan adalah migrasi ion.
Migrasi ion didefinisikan sebagai laju (dalam cm/det) gerakan suatu ion melalui medan
dengan gradien potensial 1 volt/cm. Migrasi ion akan bergantung pada jenis elektrolit.
(41)di mana, u = mobilitas ion (cm 2/volt-s)
x = jarak perpindahan ion (cm)
t = waktu yang diperlukan perpindahan sejauh x cm (s)
V = kuat medan listrik (volt/cm)
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
16/29
16
BAB III
JAWABAN PEMICU
I. Penurunan titik beku adalah salah satu sifat koligatif dari suatu larutan, baik elektrolit,
maupun non-elektrolit. Sifat ini sangat banyak kegunaannya dalam kehidupan sehari-
hari. Untuk dapat menurunkan titik beku dari suatu senyawa, biasanya ditambahkan
suatu aditif, yang disebut sebagai antifreezing agent. Natrium klorida, metanol dan etilen
glikol adalah contoh dari banyak senyawa yang biasa digunakan sebagai antifreezing
agent untuk air. Selain itu, hasil dari suatu penelitian membuktikan bahwa gula juga
dapat digunakan sebagai antifreezing agent, tapi efek yang diberikan tidak sebesar
natrium klorida.
1. Dari bacaan di atas, diketahui bahwa larutan dapat dibagi menjadi larutan elektrolit
dan larutan non-elektrolit. Jelaskan perbedaan antara ke dua jenis larutan tersebut!
Jawab :
Perbedaan utama antara larutan elektrolit dan larutan non-elektrolit terdapat pada
kemampuan untuk mengion. Kemampuan untuk mengion ini membuat larutan
elektrolit dapat mengalirkan arus listrik, sedangkan larutan non-elektrolit tidak dapat
mengalirkan arus listrik. Perbedaan lainnya berdasarkan hasil percobaan, kami
tampilkan dalam bentuk tabel:
No. Lartuan Elektrolit Larutan non-elektrolit
Kuat Lemah
1 Lampu menyala
terang
Lampu menyala
redup
Lampu tidak menyala
2 Menghasilkan
banyak
gelembung gas
Menghasilkan
sedikit
gelembung gas
Tidak menghasilkan gelembung gas
3 Berupa Larutan
asam/basa kuat
Berupa larutan
asam/basa lemah
Berupa gula, alkohol, dsb.
Tingkat keterangan dari lampu, serta banyak gelembung gas yang dihasilkan
menunjukkan kemampuan penyaluran arus listrik yang dimiliki yang secara tidak
langsung menjelaskan bahwa larutan elektrolit kuat terionisasi sempurna, larutan
elektrolit lemah terionisasi sebagian, dan larutan non-elektrolit tidak terionisasi.
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
17/29
17
2. Bagaimanakah hukum Raoult bisa menjelaskan tentang larutan ideal dan tak ideal?
Jawab :
Hukum Raoult tekanan uap larutan ideal dipengaruhi oleh tekanan
uap pelarut dan fraksi mol zat terlarut yang terkandung dalam larutan tersebut
Suatu larutan disebut larutan ideal jika memenuhi hukum raoult tersebut. Pada
Hukum Raoult disebutkan bahwa tekanan uap masing-masing komponen besarnya
tergantung pada fraksi mol komponen tersebut dalam larutan, yang dinyatakan pada
persamaan berikut
oii P x P .
di mana, P i = tekanan parsial komponen larutan
xi = fraksi mol komponen-komponen dalam larutan
P = tekanan total larutan
Dari persamaan di atas dapat diketahui bahwa tekanan uap parsial dari sebuah
komponen di dalam larutan adalah sama dengan tekanan uap komponen tersebut
dalam keadaan murni pada suhu tertentu dikalikan dengan fraksi molnya dalam
larutan tersebut. Hukum Raoult hanya dapat diaplikasikan pada larutan ideal.
Tekanan uap total dari sebuah campuran adalah sama dengan jumlah dari tekanan
parsial tiap gas.
Kemudian untuk larutan non ideal tentu dapat kita katakan bahwa larutan tersebut
tidak mematuhi hukum raoult karena mengalami penyimpangan positif dan negatif.
Penyimpangan positif hukum Raoult terjadi apabila interaksi dalam masing masing
zat lebih kuat daripada antaraksi dalam campuran zat ( A A, B B > A B).
Penyimpangan ini menghasilkan entalpi campuran (H mix) positif (bersifatendotermik) dan mengakibatkan terjadinya penambahan volume campuran (V mix >
0). Penyimpangan negatif hukum Raoult terjadi apabila antaraksi dalam campuran
zat lebih kuat daripada interaksi dalam masing masing zat ( A B > A A, B B).
Penyimpangan ini menghasilkan entalpi campuran (H mix) negatif (bersifat
eksotermik) mengakibatkan terjadinya pengurangan volume campuran (V mix < 0).
3. Jika reaksi yang terjadi adalah disosiasi hidrogen iodida pada suhu T, dan pada awal
reaksi yang ada hanya reaktan, turunkanlah persamaan yang menggambarkan
http://id.wikipedia.org/wiki/Tekananhttp://id.wikipedia.org/wiki/Tekananhttp://id.wikipedia.org/wiki/Pelaruthttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Fraksi_mol&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Larutanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Larutanhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Fraksi_mol&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Pelaruthttp://id.wikipedia.org/wiki/Tekanan -
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
18/29
18
hubungan antara Kp dan tekanan parsial masing-masing komponen sebagai fungsi
dari tekanan t otal P dan derajat disosiasi !
Jawab :
Asumsikan bahwa:
metanol = 46 g (50% massa),
mmassa air = 46 g
m total = 92 g
V larutan =
= 100,6 cm 3
netanol =
= 1 mol
nair = = 2,5 mol
Dengan persamaan
,
maka dapat diketahui volume
parsial molar dari etanol
100,6 = 1 mol . V etanol + 2,5
mol . 17,4 Vetanol = 100,6 44,4
= 56,1
4. Baik larutan elektrolit, maupun larutan non-elektrolit, keduanya mempunyai sifat
koligatif. Jelaskan apa yang dimaksud dengan sifat koligatif ini dan apakah
perbedaan antara sifat koligatif larutan elektrolit dan non-elektrolit. Berikan contoh
kasus untuk sifat koligatif yang sama dari kedua larutan!
Jawab :
Sifat koligatif adalah sekumpulan sifat sifat umum yang diiliki larutan encer,
dimana sifat-sifat tersebut hanya tergantung pada jumlah partikel/molekul dalam
larutan yang ada, dan tidak bergantung pada ukuran ataupun berat molekul.(Tony
Bird 1985:184). Yang termasuk dalam sifat koligatif yakni penurunan tekanan
uap( P), Kenaikan titik didih( T b), Penurunan titik beku (T f )dan Tekanan
Osmosis.
Sifat koligatif larutan elektrolit dan larutan non elektrolit sebenarnya sama,hanya
saja terdapat perbedaan dalam perhitungannya. Hal ini disebabkan 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 perhitungan sifat koligatif larutan elektrolit
terdapat sedikit perbedaan.
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
19/29
19
Sesuai yang telah dijelaskan pada bab isi dalam perhitungan untuk larutan elektrolit
nilai nilai sifat koligatif dikalikan dengan i (bilangan van hoff) dimana nilai
i= 1+.(n-1) sehingga larutan elektrolit biasanya mempunyai sifat koligatif yang
selalu lebih besar dari larutan nonelektrolit pada konsentrasi total yang sama.
Misal kita menghitung nilai penurunan titik beku kita misalkan larutan-larutan
seperti asam klorida (HCl) (dianggap HCl dapat terionisasi sempurna) dan glukosa
mempunyai nilai K b = 1,86C/molal. Misalkan molalitas kedua larutan sama, yakni
0,5 molal ,maka nilai dari penurunan titik beku kedua larutan pasti berbeda,yakni :
Untuk HCl(karena terionisasi sempurna,maka =1)
HCl H + + Cl - n= 2
Maka nilai bilangan van hoff nya
i = 1+1(2-1)
i = 2
maka nilai T b = m.Kb. i
= 0,5 molal . 1,86C/molal . 2
= 1,86C
Sedangkan untuk larutan glukosa
T b = m.Kb
= 0,5 molal . 1,86C/molal
= 0,93C
5. Jika diinginkan penurunan titik beku air adalah 10 0C di bawah nol dengan
menggunakan methanol dan etilen glikol sebagai antifreezing agentnya, berapakah
berat relatif (perbandingan berat) dari masing-masing senyawa tersebut yang harus
ditambahkan? Tentukan komposisi dari masing-masing senyawa tersebut dalam
larutan!
Jawab :
dik : = 10 0C, zat
terlarut = methanol dan etilen glikol,
Mr methanol = 32 gr/mol, Mr etilen
glikol = 62 gr/mol , Kb = 1,86
= Kf x m
10 = 1,86 x m
m = 10/1,86 = 5,376
m = (n methanol + n etilen glikol )/
massa pelarut (asumsi massa pelarut
1kg)
5,376 = (x/32 + y/62)/ 1 kg
5,376 = x/32 + y/62 ,(asumsi mol
nya sama)
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
20/29
20
mmethanol / 32 = 5,376/2= 2,688
m methanol = 2,688 x 32 = 86,016
g
metilenglikol /62 = 5,376/2 = 2,688
m etilenglikol = 2,688 x 62 =
166,65 g
m total = 86,016 gr + 166,65 g +
1000 g
= 1252, 66 g
Komposisi metanol =
(86,016g/1252,66g)x 100%
= 6,8 %
Komposisi etilen glikol =
(166,65/1252,66 gr) x 100 %
= 13, 3 %
6. Tekanan osmosis adalah salah satu sifat koligatif dari suatu larutan. Jika 1,80 gserum albumin dilarutkan dalam 100 g air pada suhu 25 oC mempunyai tekanan
osmosis 767 mm H 2O, berapakah berat molekul dari serum albumin tersebut? Dan
tentukan titik beku dari larutan ini!
Jawab :
= m/v
= C R T
C = M = n/v
M = 18 / Mr
Mr = 435,834
Titik beku larutan = Tf
Titik beku pelarut murni = Tf o = 0oC (air)
Penurunan titik beku = Tf Tf = Tf o - Tf
Tf = Kf (n x 1000/p)
n albumin = 1,80/435,834 mol
Tf = 1,86 x 1,80/435,834 x
1000/100
= 0,077 oC (pembulatan 3
angka di belakang koma)
Tf = 0 oC 0,077 oC
= -0,077 oC
7. Hasil pengukuran tekanan osmosis dari larutan 2,00 m sukrosa dalam air pada 30 oC
adalah 58,37 atm. Tentukanlah nilai tekanan osmosisnya secara teoritis, bandingkan
dengan hasil pengukuran!
Jawab :
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
21/29
21
Dik :
Larutan sukrosa 2,00 molal
T = 30C = 303 K
percobaan = 58,37 atm Dit:
perhitungan = CRT
Jawab :
2 molal = 2 mol / 1 kg (pelarut)
Karena n= gr = 2mol . 180 gr/mol
= 360 gr
Maka berat total pelarut = 1360
gram
V= Diketahui dari literatur bahwa
massa jenis sukrosa = 1,14 gr/cm 3
V= 1360 gram / (1,14 gr/cm 3)
V = 1192 cm 3= 1,192 dm 3= 1,192
L
Maka dapat dihitung nilai C
C = mol / volume= 2mol / 1,192 L
= 1,678 mol/L
Maka nilai perhitungan,
perhitungan = CRT
= 1,678 mol/L . 0,082 L
atm/mol K . 303 K
= 41,69 atm
8. Jelaskanlah mengapa larutan elektrolit mempunyai efek yang lebih besar dalam
menurunkan titik beku air dibanding larutan non elektrolit!
Jawab :
Hal ini disebabkan karena penurunan titik beku merupakan salah satu sifat koligatif
dari larutan, dimana sifat koligatif dipengaruhi oleh jumlah partikel dari larutan
tersebut. Jumlah partikel yang dimiliki larutan elektrolit dan larutan non-elektrolit
tidaklah sama. Hal ini disebabkan pula oleh bilangan van hoff seperti pada nomor 4
diatas, bahwa untuk seluruh larutan elektrolit, penurunan titik beku maupun
kenaikan titik didih dikalikan dengan i. Dimana, i= 1+.(n -1) yang mengakibatkan
larutan elektrolit memiliki efek yang lebih besar dalam menurunkan titik beku bila
dibandingkan dengan larutan non-elektrolit.
II. Titrasi konduktometri adalah salah satu aplikasi dari metode konduktrimetri. Teknik
analisis dengan metode ini dapat memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan denganmetode titrasi dengan indikator warna.
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
22/29
22
1. Describe the determination of transference number with hittorf method.
AgNO 3 solution containing 0,00739 g of AgNO 3 per gram of H 2O is electrolyzed
between silver electrodes. During the experiment, 0,078 g of Ag plate out of the
cathode. At the end of experiment, the anode portion contain 23,14 g of H 2O and
0,236 g of AgNO 3. What are the transport numbers of Ag+ and NO 3
- ions?
Jawab :
AgNO 3 di anoda = 0,236
Air di anoda = 23,14
AgNO 3 di katoda = 23,14 x 0,0739 x 169,9/1000
= 0,29
t+Ag = 0,078/(0,29-0,0739) = 0,368
t- NO3 = 1-0,368 = 0,632
2. Pengukuran konduktometri larutan melibatkan sifat konduktivitas dari larutan
tersebut. Jelaskan pengertian dari konduktivitas larutan!
Jawab :
Bila konduktansi diartikan sebagi daya hantar listrik. Maka, Konduktivitas larutan
ialah daya hantar jenis suatu larutan, disebut juga sebagai konduktansi spesifik.
Nilainya bergantung dari jenis suatu larutan. Nilai dari konduktivitas suatu larutan
ialah :
Ls = 1 / (5)
Dimana, Ls = daya hantar jenis atau konduktivitas
= tahanan jenis suatu zat atau resistivitas
3. Hasil pengukuran konduktansi dari bermacam larutan dapat dilihat pada tabel di
bawah ini:
No. Larutan (0,1 M) Arus
1. Ethanol 0
2. NaCL 12,5
3. HCl 75
4.Asam asetat 5
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
23/29
23
Berikanlah analisa anda tentang sifat dari suatu larutan berdasarkan hasil
pengukuran ini!
Jawab :
Dilihat dari hasil pengukuran, terlihat bahwa etanol merupakan larutan nonelektrolityang merupakan bukan larutan penghantar listrik, sedangkan NaCl, HCl dan asam
asetat merupakan larutan elektrolit. Hal ini dinilai dari besarnya jumlah arus yang
dapat dilalui masing masing larutan di atas.
Sedangkan dari larutan elektrolit yang merupakan larutanya dalam air dan leburanya
dapat menghantarkan listrik, nilai hantaran listrik masing masing larutan
dipengaruhi oleh uraian elektrolit menjadi ion ionya (ada yang sempurna dan tidak
sempurna). Dari pernyataan tersebut bila dikaitkan dengan hasil pengukuran tabel
maka dapat diurutkan tingkat kesempurnaan penguraian ion ionya (semakin
sempurna ion ionya terurai maka semakin tinggi daya hantar) yakni : HCl > NaCl
> Asam asetat.
4. Hasil dari suatu penelitian membuktikan bahwa konsentrasi larutan ternyata dapat
mempengaruhi nilai konduktansi dari larutan tersebut. Bagaimana anda dapat
menjelaskan pernyataan ini?
Jawab :
Nilai konduktivitas juga dipengaruhi oleh konsentrasi suatu zat. Semakin tinggi
konsentrasi suatu larutan elektrolit maka semakin tinggi nilai konduktivitasnya. Hal
ini disebabkan karena semakin kental larutan elektrolit maka semakin banyak ion
yang terurai sehingga makin mudah menghantarkan listrik. Sedangkan nilai
konduktivitas (Ls) berbanding lurus dengan nilai konduktansi (L). Adapun
perubahan daya hantar terhadap konsentrasi adalah :
untuk elektrolit kuat, nilai Ls (konduktivitas) naik dengan cepat dengan naiknya
konsentrasi.
Untuk elektrolit lemah, Ls naiknya perlahan dengan naiknya konsentrasi.
Hal ini dikarenakan elektrolit kuat terurai sempurna, dan sebaliknya.
5. Pengukuran konduktansi ekuivalen dari larutan sodium laktat dengan variasi
konsentrasi diberikan pada tabel di bawah ini:
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
24/29
24
c x 10 3, mol -1 0,1539 0,3472 0,6303 1,622 2,829 4,762
Kond. ekuivalen 87,89 87,44 86,91 85,80 84,87 83,78
Jelaskan bagaimana anda dapat menentukan nilai konduktansi ekuivalen pada
pengenceran tak terhingga (infinit dilution)!
Jawab :
, mol -1 12,406 18,633 25,106 40,274 53,188 69,007 87,89 87,44 86,91 85,80 84,87 83,78
Berdasarkan grafik di atas bisa kita
lihat persamaan garis yang terbentuk
adalah
y = -0,0729x + 88,77
Karena y dan x maka persamaan garisnya menjadi
= - b o = - 0,0729 88,77 Jadi, nilai konduktansi ekuivalen
pada pengenceran tidak terhingga
adalah
o = 88,77
6. Jika anda ingin melakukan titrasi 100 mL HCl dengan 1,045 n NaOH dengan
metode konduktometri, jelaskan prosedur yang harus anda lakukan, dan gambarkan
perkiraan hasil yang akan anda peroleh!
Jawab :
Peristiwa reaksi asam dan basa dapat dimonitor melalui perubahan dalamkonduktansi yang diakibatkan oleh penggantian konduktivitas tinggi dari ionhidrogen dengan ion hidroksida dengan konduktivitas yang rendah. Dilakukan titrasiasam kuat (HCl) dengan basa kuat (NaOH) secara titrasi konduktrimetri.
Dari percobaan ini diketahui bahwa titik ekuivalen terjadi pada saat volume 0,5 M NaOH yang ditambahkan adalah 6 mL. Arus yang terbaca ketika titik ekivalen
y = -0.0729x + 88.77R = 0.9996
83848586878889
0 20 40 60 80
c
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
25/29
25
belum tercpai dihasilkan oleh mobilitas ion hidrogen (H +) yang tinggi. Semakin banyak larutan 0,5 NaOH yang ditambahkan arusnya semakin menurun oleh karena banyaknya ion hidrogen diubah menjadi molekul air akibat bereaksi dengan ionhidroksida (OH -)dari larutan NaOH.
Tepat pada saat titik ekivalen, ion hidrogen telah habis bereaksi dan telah berubahsemua menjadi molekul air yang memiliki konduktansi sangat lemah. Besarnya arusyang terbaca pada titik ekivalen adalah 17,5 mA. Arus yang terjadi pada kondisi inidisebabkan oleh obilitas ion Na + lebih lambat daripada ion H + sehingga arus yangterbaca adalah kecil. Pada penambahan larutan NaOH 0,5 M berikutnya (setelah titikekivalen tercapai), menghasilkan arus yang kembali meningkat.
7. Jika hasil pengukuran untuk titrasi konduktometri yang anda lakukan adalah sebagai
berikut:
NaOH, mL 0 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00
R, ohms 2564 3521 5650 8065 4831 3401
Jelaskan bagaimana anda mengolah data yang diperoleh untuk dapat menentukan
konsentrasi dari asam!
Jawab :
Titik ekuivalen = 0,0012
A = daya hantar
A=1000/C x Ls
0,0012 = 1000/C x 1/
0,0012 = 1000/c x 0,13
C = 108333,33 grek/cc
0
0.0001
0.0002
0.0003
0.0004
0.0005
1 2 3 4 5 6
Series2
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
26/29
26
KESIMPULAN
1. Penambahan suati zat aditif yang disebut sebagi antifreezing agent ke dalam air dapat
merubah nilai dari titik beku. Selain itu, gula juga dapat digunakan sebagai antifreezing
agent tetapi efeknya tak sebesar zat aditif.
2. Nilai dari sifat koligatif suatu larutan bergantung dari 2 hal, yaitu konsentrasi serta
bergantung pada daya hantar larutan (sifat elektrolit atau non-elektrolit larutan).
3. Konduktansi adalah daya hantar dari suatu larutan elektrolit yang merupakan kebalikan
dari resisisnsi dan konduktivitas merupakan kebalikan dari resistivitas. Titrasi
konduktometri misalnya digunakan untuk mengukur kuantitas ion pada larutan elektrolit,
digunakan pada pengukuran reaksi oksidasi-reduksi, asam kuat-basa kuat, dan asam
lemah-basa kuat.
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
27/29
27
LAMPIRAN
Gambar 1. Tekanan total dan parsial untuk campuran benzena toluena pada 60 oC
Gambar 2. Fasa cair dan uap untuk campuran benzena toluena pada 60 oC
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
28/29
28
Gambar 3. Penyimpangan positif hukum Raoult
Gambar 4. Penyimpangan negatif hukum Raoult
-
7/22/2019 Makalah Kimia Fisika Pemicu 3
29/29