TERMODINAMIKA -...

PENUNTUN PRAKTIKUM

TERMODINAMIKA

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2018

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, berkat

rahmat dan karunia-Nya, Penuntun Praktikum Termodinamika untuk Program S1

dapat diselesaikan dengan baik. Buku Penuntun Praktikum ini dibuat sebagai

panduan untuk melaksanakan Praktikum Termodinamika, sehingga mahasiswa dapat

melaksanakan praktikum dengan baik. Penuntun ini memuat prosedur kerja

laboratorium serta bahan dan alat yang dibutuhkan.

Selain berisi panduan praktikum, penuntun praktikum ini juga dilengkapi

dengan teori singkat yang bertujuan membantu mahasiswa untuk memahami

percobaan yang akan dilakukan. Namun, kepada mahasiswa yang akan

melaksanakan praktikum disarankan untuk lebih mendalami teori percobaan dari

buku-buku teks yang berkenaan dengan percobaan.

Penyusun menyadari apa yang ada dalam penuntun ini masih jauh dari

sempurna. Untuk itu adanya kritik dan saran yang membangun sangat membantu

dalam penyempurnaan penuntun ini. Akhirnya penyusun berharap semoga penuntun

ini bermanfaat bagi praktikan Mata Kuliah Termodinamika dan yang membacanya.

Medan, Juli 2018

Praktikum Termodinamika

Penyusun

PERATURAN LABORATORIUM

1. Sebelum melakukan praktikum, mahasiswa telah memahami tugas-tugas,

prinsip, dan prosedur praktikum. Untuk hal ini dapat dilakukan uji pra

praktikum secara lisan maupun tertulis pada waktu yang tidak ditentukan.

2. Setiap praktikan harus datang tepat pada waktunya. Praktikan yang datang

terlambat tanpa alasan yang sah akan ditolak mengikuti praktikum. Bila

karena sesuatu hal tidak dapat mengikuti praktikum, harus dapat menunjukkan

surat keterangan yang dapat dipertanggungjawabkan.

3. Selama pelaksanaan praktikum tidak dibenarkan meninggalkan ruangan tanpa

seizin asisten.

4. Selama mengikuti praktikum, praktikan diwajibkan memakai jas praktikum

dan alat pelindung diri seperti sarung tangan dan masker.

5. Sediakan peralatan-peralatan selama praktikum, seperti ember, pipet tetes,

penjepit tabung, kain lap, sabun.

6. Buanglah larutan ke bak pembuang. Jika membuang asam pekat, sebaiknya

larutan tersebut diencerkan terlebih dahulu. Siramlah bak pembuang dengan

air cukup banyak.

7. Tidak dibenarkan membuang kertas, plastik, puntung korek, pecahan kaca,

dan zat padat lainnya ke bak pembuang.

8. Ambillah larutan atau zat padat secukupnya dari botol persediaan untuk setiap

percobaan.

9. Cuci dan bersihkan semua alat-alat praktikum sebelum meninggalkan

laboratorium. Kembalikan semua alat-alat praktikum ke ruang alat.

10. Kembalikan semua botol-botol persediaan ke ruang bahan sesuai dengan

nomor kode botol.

11. Bila terjadi kecelakaan, laporkanlah segera kepada asisten agar dapat cepat

diberikan pertolongan.

12. Dilarang keras melakukan percobaan/eksperimen diluar dari prosedur

percobaan.

13. Dilarang keras makan di dalam laboratorium selama praktikum.

14. Dilarang keras menggunakan HP, MP3 player, dan laptop di dalam

laboratorium selama praktikum

15. Sopan dan tertib selama praktikum

16. Setelah selesai melakukan percobaan, praktikan harus menunjukkan hasil

percobaannya kepada asisten.

17. Praktikan wajib membuat laporan praktikum yang bentuknya telah ditentukan

dan laporan ini harus disahkan oleh asisten.

Medan, Juli 2018

Kepala Laboratorium Kimia Fisika Koordinator Praktikum Termodinamika

Dr. Maulida, ST., M.Sc. NIP. 19700611 199702 2 001

MODUL I

Kesetimbangan Uap-Cair



LEMBAR PENUGASAN

No. Dokumen Edisi Revisi Berlaku Efektif Halaman

: : : : :

FM-GKM-FT-TK- 024-03 03 04 12 Desember 2007 1/1

LABORATORIUM KIMIA FISIKA

MODUL PRAKTIKUM : KESETIMBANGAN UAP-CAIR KELOMPOK : ........................................................... NAMA/NIM :1. ........................................................ 2. ........................................................ 3. ........................................................ HARI/TGL. PRAKTIKUM : ............................................................

Medan, .................. 2018

Asisten

(...............................)

Dokumen ini milik Departemen Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara Dilarang memperbanyak atau menggunakan informasi di dalamnya untuk keperluan komersial atau yang lainnya tanpa persetujuan pemilik

dokumen ini.



LEMBAR BUKTI RESPONSI


: : : : :




Medan, .................. 2018

Dosen Pembimbing

(...............................)


dokumen ini.





: : : : :




Medan, .................. 2018

Asisten

(...............................)


dokumen ini.

MODUL I

KESETIMBANGAN UAP – CAIR

I.1 TUJUAN PERCOBAAN

Mencari hubungan antara komposisi uap dan komposisi cairan dengan suhu

dan tekanan pada kondisi kesetimbangan uap-cair.

I.2 TEORI

Larutan

Larutan didefinisikan sebagai campuran homogen yaitu campuran yang

memiliki komposisi serba sama di seluruh bagian volumenya. Suatu larutan terdiri

dari satu atau beberapa macam zat terlarut dan satu pelarut. Secara umum zat

terlarut merupakan komponen yang jumlahnya sedikit sedangkan pelarut adalah

komponen yang terdapat dalam jumlah banyak. Larutan yang mengandung dua

komponen yaitu zat terlarut dan pelarut disebut sebagai larutan biner.

Kesetimbangan Uap-Cair

Kesetimbangan mengandung pengertian bahwa suatu keadaan dimana

terjadi perubahan sifat makrokopis dari sistem terhadap waktu. Untuk material

dalam jumlah tertentu hal tersebut dapat diartikan tidak ada perubahan sifat

material tersebut dengan waktu. Keadaan setimbang yang sebenarnya barangkali

tidak pernah tercapai. Suatu proses berlangsung karena ada gaya penggerak dan

selalu menuju ke titik kesetimbangan. Gaya ini merupakan selisih antara potensi

pada keadaan seketika dan keadaan setimbang. Semakin dekat kaeaadan sistem

dengan titik kesetimbangn, semakin kecil gaya penggerak proses semakin kecil

pula laju proses dan akhirnya sama dengan 0 bila titik kesetimbangan sudah

tercapai.

Kesetimbangan fase seperti kesetimbangan uap-cair (VLE), berhubungan

dengan suatu sistem pada saat mana fase cair berada dalam kesetimbangan dengan

fasa uapnya. Kesetimbangan komposisi distribusi komponen campuran pada fasa

uap dan fasa cair harus berbeda apabila pemisahan akan dilakukan dengan metode

distilasi. Komposisi campuran pada kesetimbangan termodinamika disebut

sebagai kesetimbangan uap-cair dan dapat dihubungkan atau diprediksikan

dengan bantuan persamaan termodinamika. Gaya pendorong untuk semua jenis

distilasi adalah kesetimbangan uap-cair, yang memiliki perbedaan komposisi yang

diinginkan. Kesetimbangan uap cair yang akurat sangat penting dalam pembuatan

desain kolom distilasi dan untuk kebanyakan operasi yang melibatkan bertemunya

fase cair-uap.

Dew Point dan Bubble Point

Ketika cairan dipanaskan perlahan-lahan pada tekanan konstan, temperatur

pada saat pertama kali uap gelembung terbentuk disebut temperatur bubble point

pada cairan yang diberi tekanan. Ketika gas (uap) didinginkan secara perlahan

pada temperatur konstan, temperatur pada saat pertama kali tetes terbentuk disebut

temperatur dew point saat diberi tekanan. Perhitungan temperatur bubble point

dan dew point dapat secara kompleks untuk sembarang komponen campuran.

Kesetimbangan uap-cair yang umum untuk sistem biner ditunjukkan pada di

bawah ini. Gambar A adalah diagram titik didih yang menunjukkan komposisi

saat equilibrium sebagai fungsi dari temperatur pada tekanan konstan. Garis yang

berada di bawah adalah garis bubble point cairan, tempat terdapatnya titik-titik

dimana cairan yang dipanaskan membentuk gelembung uap yang pertama. Garis

yang berada di atas adalah garis dew point uap, menunjukkan titik-titik dimana

uap saat mengalami penurunan suhu membentuk tetesan cairan yang pertama.

Gambar B merupakan diagram fasa isobarik secara umum atau disebut diagram y-

x.

Temperatur dew point terjadi ketika tetesan pertama cairan muncul sebagai

campuran uap yang didinginkan (pada tekanan konstan). Temperatur bubble point

terjadi ketika gelembung pertama uap muncul sebagai campuran cairan yang

dipanaskan (tekanan konstan).

Gambar 1. Dew dan Bubble Point pada Kesetimbangan Uap-Cair

Gambar 2. Kesetimbangan Uap-Cair (y-x)

Hukum-Hukum Fasa

1. Hukum Dalton

Hukum Dalton menyatakan bahwa tekanan total suatu campuran gas

merupakan jumlah dari tekanan-tekanan parsial dari semua komponen-

komponennya.

NBA PPPP +++= ....

Tekanan parsial suatu komponen sebanding dengan banyaknya mol komponen

tersebut.

2. Hukum Henry

Hukum Henry menyatakan bahwa tekanan parsial suatu komponen (A) di atas

larutan sebanding dengan fraksi mol komponen tersebut dalam larutan. Penyataan

ini dapat dituliskan:

AA XHP .=

Keterangan:

PA = Tekanan parsial komponen A di atas larutan

XA = Fraksi mol komponen A

H = Konstanta hukum Henry (Harga konstanta hukum Henry berubah

terhadap perubahan temperatur)

3. Hukum Raoult

Hukum Raoult juga memberikan hubungan antar tekanan parsial suatu zat di

atas larutan dengan fraksi molnya. Hukum Raoult dapat didefinisikan untuk fase

uap-cair dalam kesetimbangan, sebagai berikut :

Ao

AA XPP .=

dimana, PA adalah tekanan parsial komponen A di atas larutan dengan fraksi mol

A adalah XA dan oAP adalah tekanan uap komponen A dalam keadaan murni pada

temperatur larutan tersebut.

Distilasi

Distilasi adalah metode pemisahan dan pemurnian komponen cairan yang

paling penting dalam industri. Distilasi tidak memerlukan agen pemisah seperti

solven, absorben, atau membrane, dan distilasi memanfaatkan energi yang

terdapat dalam media pemanas yang sesuai (umumnya uap).

Distilasi adalah suatu metode pemisahan yang didasarkan pada perbedaan

komposisi antara campuran cairan dan uap yang dihasilkannya. Perbedaan

komposisi muncul dari perbedaan tekanan uap efektif, atau kevolatilan, dari

komponen-komponen dalam campuran. Ketika perbedaan yang demikian tidak

terbentuk, seperti pada titik azeotrop, pemisahan dengan distilasi biasa tidak

mungkin dapat dilakukan. Untuk penggunaan normal, distilasi melibatkan

kondensasi dari material yang berubah menjadi uap, biasanya pada proses

penguapan atau pengondensasian banyak senyawa, sehingga hal ini berbeda dari

evaporasi, yang umumnya digunakan pada pemisahan cairan dari padatan tetapi

dapat juga digunakan pada operasi konsentrasi cairan yang sederhana.

I.3 METODOLOGI PERCOBAAN

I.3.1 BAHAN PERCOBAAN

1. Asam Asetat (CH3COOH) 3. Natrium Hidroksida (NaOH)

2. Aquadest (H2O) 4. Phenolphthalein (C20H14O4) I.3.2 PERALATAN PERCOBAAN

1. Labu distilasi 6. Erlenmeyer

2. Termometer 7. Buret

3. Pendingin leibig 8. Piknometer

4. Gelas ukur 9. Corong gelas

5. Bunsen 10. Klem dan statif

I.3.3 PROSEDUR PERCOBAAN

1. Asam asetat glasial sebanyak ........ml dicampurkan dengan aquadest

........ml.

2. Campuran tersebut dimasukkan ke dalam labu distilasi.

3. Densitas larutan biner ditentukan dengan menggunakan piknometer.

4. Larutan dari labu distilasi dipipet sebanyak 5 ml dan dipindahkan ke labu

erlenmeyer.

5. Phenolphthalein diteteskan dan kemudian dititer dengan NaOH ........N.

Volume NaOH yang digunakan dicatat.

6. Kemudian campuran dalam labu distilasi dipanaskan pelahan-lahan,

hingga tetes pertama destilat keluar, suhu dicatat.

7. Distilat ditampung dalam erlenmeyer hingga mencapai kenaikan suhu 1oC

dari keadaan semula.

8. Volume dan densitas diukur.

9. Distilat diambil sebanyak 5 ml ditambahkan phenolphthalein 3 tetes dan

dititer dengan NaOH ........N.

10. Selanjutnya distilat yang baru, ditampung dalam labu erlenmeyer yang lain

dan lakukan hal yang sama dengan prosedur 5 dan 6, sehingga tercapai

suhu yang konstan.

I.3.4 RANGKAIAN ALAT PERCOBAAN

Gambar 3. Rangkaian Peralatan Distilasi

MODUL II

Kesetimbangan Cair-Cair



LEMBAR PENUGASAN


: : : : :



MODUL PRAKTIKUM : KESETIMBANGAN CAIR-CAIR KELOMPOK : ........................................................... NAMA/NIM :1. ........................................................ 2. ........................................................ 3. ........................................................ HARI/TGL. PRAKTIKUM : ............................................................

Medan, .................. 2018

Asisten

(...............................)


dokumen ini.





: : : : :




Medan, .................. 2018

Dosen Pembimbing

(...............................)


dokumen ini.





: : : : :




Medan, .................. 2018

Asisten

(...............................)


dokumen ini.

MODUL II

KESETIMBANGAN CAIR-CAIR

II.1 TUJUAN PERCOBAAN

1. Menentukan kelarutan berdasarkan koefisien distribusi zat terlarut dalam dua

pelarut.

2. Menentukan pelarut terbaik dalam kesetimbangan cair-cair.

3. Membuat diagram segitiga antara asam asetat, pelarut organik, dan aquadest

dalam kesetimbangan cair-cair.

II.2 TEORI

Kesetimbangan Cair-Cair

Banyak pasangan dari spesies kimia yang bercampur untuk membentuk satu

fasa liquid dengan komposisi tertentu tetapi tidak mudah mencapai stabilitas. Sistem

seperti ini terbagi dalam dua fasa cair yang berbeda komposisi. Pada kesetimbangan

termodinamika, fenomena ini disebut kesetimbangan cair-cair (LLE), yang penting

untuk operasi industri seperti ekstraksi pelarut.

Gambar 4. Kesetimbangan Cair-Cair

Persetujuan bersama lambang yang digunakan (lambang ini bisa berbeda untuk

pustaka yang lain):

A = zat yang terlarut, zat yang terdistribusi (Solute)

B = pelarut I, pelarut umpan mula-mula (Diluent)

C = pelarut II, separating agent (Solvent)

Fase yang kaya diluent disebut rafinat, sedangkan fase yang kaya solvent

disebut ekstrak. Hubungan keseimbangan antara konsentrasi-konsentrasi komponen

di fase ekstrak dan rafinat dapat dinyatakan dalam berbagai bentuk kurva.

Gambar 5. Kurva Kesetimbangan

• Di daerah heterogen

• Di daerah 2 fasa

• Mengandung ekstrak dan rafinat

R E ; R, E akan terletak pada garis lurus RE melalui ‘m’

Garis RE = garis seimbang = tie line = equilibrium line

E (ekstrak) banyak komponen (solvent)

R (rafinat) banyak komponen (diluent)

Neraca massa total R + E = m

Neraca massa komponen solut RXR + RXE = mZm

Ekstraksi Cair-Cair

Ekstraksi adalah proses pemisahan satu atau lebih komponenn dari suatu

campuran homogen menggunakan pelarut cair (solven) berdasarkan prinsip beda

kelarutan. Ekstraksi dapat dipakai untuk memisahkan dari kadar rendah sampai

dengan kadar tinggi. Ekstraksi cair-cair atau sering disebut ekstraksi saja.

Pada ekstraksi cair-cair, satu komponen bahan atau lebih dari suatu campuran

dipisahkan dengan bantuan pelarut. Ekstraksi cair-cair terutama digunakan apabila

pemisahan campuran dengan cara destilasi tidak mungkin dilakukan (misalnya

karena pembentukan azeotrop atau karena kepekaannya terhadap panas) atau tidak

ekonomis.

Ekstraksi cair-cair selalu terdiri dari sedikitnya dua tahap, yaitu pencampuran

secara intensif bahan ekstraksi dengan pelarut dan pemisahan kedua fase cair itu

sesempurna mungkin. Pada ekstraksi cair-cair, zat terlarut dipisahkan dari cairan

pembawa (diluen) menggunakan pelarut cair.

Campuran cairan pembawa dan pelarut ini adalah heterogen, jika dipisahkan

terdapat 2 fase yaitu fase diluen (rafinat) dan fase pelarut (ekstrak). Perbedaan

konsentrasi zat terlarut di dalam suatu fasa dengan konsentrasi pada keadaan

setimbang merupakan pendorong terjadinya pelarutan (pelepasan) zat terlarut dari

larutan yang ada. Gaya dorong (driving force) yang menyebabkan terjadinya proses

ekstraksi dapat ditentukan dengan mengukur jarak sistem dari kondisi setimbang.

Fase rafinat = fase residu, berisi cairan pembawa dan sisa zat terlarut.

Fase ekstrak = fase yang berisi zat terlarut dan pelarut.

Untuk mencapai proses ekstraksi cair-cair yang baik, pelarut yang digunakan

memenuhi kriteria sebagai berikut :

a. kemampuan tinggi melarutkan komponen zat terlarut di dalam campuran

b. kemampuan tinggi untuk diambil kembali

c. perbedaan berat jenis antara ekstrak dan rafinat lebih besar

d. pelarut dan larutan yang akan diekstraksi harus tidak mudah campur

e. tidak mudah bereaksi dengan zat yang akan diekstraksi

f. tidak merusak alat secara korosi

g. tidak mudah terbakar, tidak beracun dan harganya relatif murah

Koefisien Distribusi

Menurut hukum distribusi Nerst, bila ke dalam dua pelarut yang tidak saling

bercampur dimasukkan solut yang dapat larut dalam kedua pelarut tersebut maka

akan terjadi pembagian kelarutan. Dalam praktek solut akan terdistribusi dengan

sendirinya ke dalam dua pelarut tersebut setelah dikocok dan dibiarkan terpisah.

Perbandingan konsentrasi solut di dalam kedua pelarut tersebut tetap, dan merupakan

suatu tetapan pada suhu tetap. Tetapan tersebut disebut tetapan distribusi atau

koefisien distribusi. Koefisien distribusi dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:

Kd = C2C1

atau Kd = CoCa

Dengan Kd = koefisien distribusi dan C1, C2, Co, dan Ca masing-masing adalah

konsentrasi solute pada pelarut 1, 2, organik, dan air. Dari rumus tersebut jika harga

Kd besar, solut secara kuantitatif akan cenderung terdistribusi lebih banyak ke dalam

pelarut organik, begitu pula terjadi sebaliknya.

Hubungan Densitas dengan Fraksi Massa

Densitas merupakan karakteristik suatu zat. Kerapatan suatu zat adalah

hubungan antara massa substansi dan berapa banyak ruang yang diperlukan

(volume). Massa atom, ukurannya, dan bagaimana mereka diatur untuk menentukan

kerapatan dari zat. Kerapatan sama dengan massa zat dibagi dengan volumenya; D =

m/v. Objek dengan volume yang sama tetapi massa yang berbeda memiliki kerapatan

yang berbeda.

Densitas larutan cair atau padat bisa didekati dengan berikut:

∑−

=n

iiix

1

_ρρ

Di sini, xi adalah fraksi massa komponen i. Kerapatan dari larutan, _ρ , diberlakukan

dengan menambahkan kontribusi dari masing-masing kerapatan komponen murni, ρ i

, menurut fraksi massa. Semakin banyak komponen i, semakin mempengaruhi total

kerapatan rata-rata

II.3 METODOLOGI PERCOBAAN

II.3.1 BAHAN PERCOBAAN

1. Asam Asetat (CH3COOH) 6. Kloroform (CHCl3)

2. Aquadest (H2O) 7. Aseton (C3H6O)

3. Natrium Hidroksida (NaOH) 8. Heksana (C6H14)

4. Phenolphfthalein (C20H14O4) 9. Dietil Eter ((C2H5)2O)

5. Diisopropil eter (C6H14O) 10.Propamol (C3H8O)

II.3.2 PERALATAN PERCOBAAN

1. Buret, statif, dan klem 6. Piknometer

2. Erlenmeyer 7. Corong pemisah

3. Corong gelas 8. Neraca elektrik

4. Gelas ukur 9. Batang pengaduk

5. Beaker glass 10. Pipet tetes

II.3.3 PROSEDUR PERCOBAAN

1. Disiapkan bahan utama yaitu asam asetat, pelarut organik, dan aquadest

secara terpisah dalam beaker glass.

2. Dibuat larutan NaOH ... M sebanyak ... ml.

3. Diukur densitas dari ketiga zat tersebut dengan menggunakan piknometer.

4. Ketiga bahan utama tersebut dicampur dalam corong pemisah, yang

pertama dimasukkan adalah aquadest, lalu asam asetat, kemudian pelarut

organik.

5. Setelah corong pemisah ditutup, dikocok selama 5 menit, kemudian

didiamkan sampai terbentuk dua lapisan.

6. Setelah terbentuk 2 lapisan, yaitu lapisan bawah dan lapisan atas, kedua

lapisan tersebut dipisahkan pada 2 buah erlenmeyer yang berbeda.

7. Diukur volume dan densitas dari kedua lapisan tersebut.

8. Masing-masing lapisan diambil sebanyak 5 ml dan ditambahkan dengan

beberapa tetes phenolphthalein.

9. Dititrasi masing-masing lapisan dengan NaOH, dan dicatat volume NaOH

yang digunakan.

II.3.4 RANGKAIAN ALAT PERCOBAAN

Gambar 6. Rangkaian Percobaan Kesetimbangan Cair-Cair

MODUL III

Konstanta Kesetimbangan

(KC)



LEMBAR PENUGASAN


: : : : :



MODUL PRAKTIKUM : KONSTANTA KESETIMBANGAN (Kc) KELOMPOK : ........................................................... NAMA/NIM :1. ........................................................ 2. ........................................................ 3. ........................................................ HARI/TGL. PRAKTIKUM : ............................................................

Medan, .................. 2018

Asisten

(...............................)


dokumen ini.





: : : : :




Medan, .................. 2018

Dosen Pembimbing

(...............................)


dokumen ini.





: : : : :




Medan, .................. 2018

Asisten

(...............................)


dokumen ini.

MODUL III

KONSTANTA KESETIMBANGAN

III.1 TUJUAN PERCOBAAN

1. Mengukur Konstanta Kesetimbangan (Kc).

2. Memperlihatkan bahwa kontanta kesetimbangan tidak bergantung pada

konsentrasi awal reaktan.

III.2 TEORI

Dalam pengukuran konstanta kesetimbangan, pada prakteknya akan ditemui

beberapa kesulitan. Dalam menentukan nilai Kc, suatu reaksi, pertama-tama reaksi

harus ditunggu sampai mencapai kesetimbangan. Kemudian konsentrasi reaktan

dan produk diukur dan baru nila Kc dapat ditentukan. Tetapi, dalam pengukuran

konsentrasi reaktan atau produk sering kali sejumlah larutan diambil untuk

dianalisis. Pengambilan larutan ini akan mempengaruhi kesetimbangan. Idealnya

harus digunakan suatu metoda yang tidak melibatkan pengambilan larutan untuk

dianalisis seperti metoda di atas. Salah satu metoda yang tidak melibatkan

pengambilan larutan dalam menentukan konsentrasi reaktan atau produk adalah

metoda kalorimeter.

Pada percobaan ini akan dipelajari reaksi keseimbangan:

CH3COOH+ C2H5OH → CH3COOC2H5 + H2O

Reaksi ini berlangsung sangat lambat, tetapi dapat dikatalitis oleh ion H+,

walaupun telah dikatalisis, untuk mencapai keseimbangan masih dibutuhkan

beberapa hari. Karena reaksi berlangsung sangat lambat, konsentrasi reaktan

maupunn produk dapat ditentukan dengan titrasi yang dilakukan dengan cepat.

Titrasi yang dilakukan dengan cepat, diharapkan tidak mengganggu keseimbangan

secara nyata. Konstanta keseimbangan dapat dicari dengan menggunakan

persamaan :

OH]HCOOH][C[CHO]][HHCOOC[CH

523

2523=Kc

III.3 METODOLOGI PERCOBAAN

III.3.1 BAHAN PERCOBAAN

1. Asam Klorida (HCl) 2 M.

2. Natrium Hidroksida (NaOH) 1 M.

3. Aquadest (H2O).

4. Etanol (C2H5OH) PA.

5. Asam Asetat Glacial (CH3COOH).

6. Indikator Phenolphfthalein (C20H14O4)

III.3.2 PERALATAN PERCOBAAN

1. Buret

2. Erlenmeyer

3. Pipet 5 ml

4. Neraca Analitik

III.3.3 PROSEDUR PERCOBAAN

Dikarenakan keadaan keseimbangan baru tercapai satu minggu kemudian,

maka larutan dibuat pada saat awal praktikum, sedangkan titrasi dilakukan satu

minggu kemudian. Isi buret-buret dengan larutan:

• HCl

• Asam asetat pekat (glasial)

• Etanol

Kemudian ke dalam empat buah labu Erlenmeyer bertutup, dibuat larutan

dengan komposisi seperti pada tabel di bawah ini. Segera setelah larutan dibuat,

tutup labu Erlenmeyer tersebut dengan penutupnya untuk mencegah penguapan.

Jangan lupa memberi tanda pada tiap Erlenmeyer.

Nomor Percobaan HCl (ml) C2H5OH (ml) CH3COOH (ml) 1 5 1 4 2 5 2 3 3 5 3 2 4 5 4 1

Letakkan larutan yang telah dibuat tadi pada penangas bertermostat pada

suhu ruang selama satu minggu (dapat juga ditempatkan pada tempat yang variasi

suhu udaranya kecil).

Setelah satu minggu (minimum tiga hari)

1. Titrasi tiap larutan secara cepat dengan 1 M NaOH. Gunakan Indikator

Phenolphfthalein (C20H14O4) dan catat hasilnya.

2. Titrasi 5 ml HCl 2 M dengan 1 M NaOH. Gunakan Indikator

Phenolphfthalein (C20H14O4) dan catat hasilnya.

3. Catat suhu ruang atau suhu ruangan.

4. Pipet 5 ml HCl 2 M, etanol, dan CH3COOH. Lalu timbang dengan

menggunaka neraca analitik. Waktu memipet gunakan karet penghisap.

III.3.4 HASIL PERCOBAAN

Nomor Percobaan Titer …. Jumlah ml 1 M NaOH yang diperlukan untuk netralisasi

1 …. 2 …. 3 …. 4

Blangko (5 ml, HCl 2 M) ….

Suhu (selama satu minggu percobaan) = … oC

Konsentrasi NaOH 0,1 M yang sebenarnya = … M

Berat labu Erlenmeyer + 5 ml asam asetat glasial = … g

Berat labu Erlenmeyer kosong = … g

Berat 5 ml asam asetat glasial = … g

Berat labu Erlenmeyer + 5 ml etanol (absolut) = … g


Berat 5 ml etanol (absolut) = … g

Berat labu Erlenmeyer + 5 ml HCl 2 M = … g


Berat 5 ml HCl 2 M = … g

III.3.5 PERHITUNGAN

1. Hitung massa jenis asam asetat, etanol, dan HCl 2 M.

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………....

2. Hitung jumlah mol air pada awal percampuran (air berasal dari larutan HCl 2

M). Untuk menghitung jumlah mol air, pertama-tama hitung berapa mol HCl

yang terdapat dalam 5 ml HCl 2 M dan kemudian dihitung berat HCl yang

terdapat pada 5 ml HCl 2 M. Dari berat larutan 5 ml HCl, berat air akan dapat

dihitung, jadi jumlah mol air juga dapat ditentukan.

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

3. Hitung jumlah mol asam asetat pada awal percampuran. (Gunakan massa

jenis dan volume asam asetat pada awal percampuran).

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

4. Hitung jumlah mol etanol pada awal percampuran.

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

5. Hitung jumlah mol asam asetat pada saat keseimbangan. Untuk

menghitungnya kurangi volume 1 M NaOH yang diperlukan untuk

menetralisasi campuran dengan volume 1 M NaOH yang diperlukan untuk

menetralisasi 5 ml HCl 2 M.

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

………………………........................................................................................

6. Hitung jumlah mol etanol pada saat keseimbangan. Ingat bahwa untuk setiap

satu mol asam asetat yang bereaksi akan membutuhkan etanol sebanyak satu

mol.

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………....

7. Hitung konsentrasi etil asetat pada saat keseimbangan.

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………....

8. Hitung jumlah mol air pada saat keseimbangan.

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

9. Hitung konsentrasi asam asetat, etanol, etilasetat, dan air pada saat

keseimbangan (ingat volume total adalah 10 ml).

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………....

10. Hitung konstanta keseimbangan Kc.

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

III.3.6 PERTANYAAN

1. Nilai ∆H pembentukan ester adalah positif. Bila campuran dipanaskan,

bagaimana pengaruh kenaikan suhu ini pada Kc ?

Jawaban:

…………………………………………………………………………………

……….…………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

2. Apakah konstanta keseimbangan Kc bergantung pada konsentrasi awal reaktan

?

Jawaban:

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

MODUL IV

Panas Pelarutan



LEMBAR PENUGASAN


: : : : :



MODUL PRAKTIKUM : PANAS PELARUTAN KELOMPOK : ........................................................... NAMA/NIM :1. ........................................................ 2. ........................................................ 3. ........................................................ HARI/TGL. PRAKTIKUM : ............................................................

Medan, .................. 2018

Asisten

(...............................)


dokumen ini.





: : : : :




Medan, .................. 2018

Dosen Pembimbing

(...............................)


dokumen ini.





: : : : :




Medan, .................. 2018

Asisten

(...............................)


dokumen ini.

MODUL IV

PANAS PELARUTAN

IV.1 TUJUAN PERCOBAAN

1. Menetukan panas pelarutan.

2. Menggunakan Hukum Hess untuk menentukan panas reaksi secara tidak

langsung.

IV.2 TEORI

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. Panas pelarutan

suatu padatan dapat dituliskan sebagai berikut :

X(s) + aq X(aq) ΔH

Dalam percobaan ini akan dicari panas pelarutan dua senyawa, yaitu

CuSO4.5H2O dan CuSO4 (anhidrat). Lalu dengan menggunakan hukum Hess,

akan dihitung panas reaksi :

CuSO4 (s) + aq CuSO4. 5H2O (s)

Biasanya, panas reaksi di atas, sangat sulit untuk ditentukan, tetapi dengan

menggunkan hukum Hess, panas reaksi ini dapat dihitung secara tidak langsung.

IV.3 METODOLOGI PERCOBAAN

IV.3.1 BAHAN PERCOBAAN

1. CuSO4.5H2O (Kristal)

IV.3.2 PERALATAN PERCOBAAN

1. Kalorimeter

2. Mortal dan Pestel

3. Termometer 0o – 100oC (Skala 0,2oC)

4. Gelas ukur 100 ml

5. Cawan Porselen

6. Stopwatch

7. Desikator

IV.3.3 PROSEDUR PERCOBAAN

1. Timbang secara kasar kira-kira 10 gram kristal CuSO4.5H2O.

2. Tempatkan kristal CuSO4.5H2O pada mortal dan pestel, lalu hancurkan

sampai diperoleh serbuk halus (kristal biru akan berubah menjadi serbuk

putih kebiruan).

3. Timbang secara teliti 5 gram CuSO4.5H2O yang telah dihancurkan tadi

pada neraca analitik (±0,001 gram), catat hasilnya.

4. Siapkan kalorimeter berikut pengaduk dan termometer (0o-100 oC),

kemudian masukkan ke dalam kalorimeter itu tepat 100 ml air (jika tetapan

kalorimeter belum diketahui, tetapkanlah dahulu nilai ini dengan

menggunakan percobaan 6.1).

5. Untuk mengetahui perubahan suhu kalorimeter dari waktu ke waktu,

catatlah suhu setiap 30 detik. Gunakan stopwatch untuk mengukur waktu.

6. Setelah suhu air dalam kalorimeter tidak berubah lagi, tambahkan 5 gram

CuSO4.5H2O tadi dan diaduk kuat-kuat. Catat waktu ketika CuSO4.5H2O

ditambahkan, lalu lanjtukan pembacaan suhu setiap 30 detik sampai 5

menit dihitung dari waktu penambahan CuSO4.5H2O.

7. Panaskan 5 gram serbuk yang lain dalam cawan porselen. Aduk perlahan-

lahan sampai semua air hidrat yang terdapat pada serbuk hidrat ini

menguap seluruhnya (ditandai dengan perubahan warna dari biru menjadi

putih). Simpan serbuk anhidrat tadi dalam desikator, tunggu sampai serbuk

itu menjadi dingin. (Serbuk disimpan dalam desikator untuk mencegah

serbuk anhidrat tadi menyerap air dari udara).

8. Dengan menggunakan serbuk CuSO4 anhidrat, ulangi langkah 3 sampai 6.

IV.3.4 HASIL PERCOBAAN

Waktu (menit)

Penambahan CuSO4.5H2O (oC)

Penambahan CuSO4 anhidrat (oC)

0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 penambahan penambahan 4,5 5,0

Tetapan kalorimeter = ................ J oC-1

Berat CuSO4. 5H2O = ................ gram

Berat CuSO4 anhidrat = ................ gram

IV.3.5 PERHITUNGAN

1. Hitung perubahan panas per mol CuSO4.5H2O yang dilarutkan. Nilai ini

merupakan panas pelarut CuSO4.5H2O.

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………............

........................................................................................................................

........................................................................................................................

........................................................................................................................

........................................................................................................................

2. Hitung perubahan panas per mol CuSO4 anhidrat yang dilarutkan. Nilai ini

merupakan panas pelarutan CuSO4 anhidrat.

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………........................

3. Dengan menggunakan rumus hukum Hess, hitung panas reaksi untuk

reaksi :

CuSO4 (s) + aq CuSO4. 5H2O (s)

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

IV.3.6 PERTANYAAN

Adakah cara yang dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi :

CuSO4 (s) + aq CuSO4. 5H2O (s) secara langsung? Jelaskan !

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………...............................................

MODUL V

Penurunan Titik Beku



LEMBAR PENUGASAN


: : : : :



MODUL PRAKTIKUM : PENURUNAN TITIK BEKU KELOMPOK : ........................................................... NAMA/NIM :1. ........................................................ 2. ........................................................ 3. ........................................................ HARI/TGL. PRAKTIKUM : ............................................................

Medan, .................. 2018

Asisten

(...............................)


dokumen ini.





: : : : :




Medan, .................. 2018

Dosen Pembimbing

(...............................)


dokumen ini.





: : : : :




Medan, .................. 2018

Asisten

(...............................)


dokumen ini.

MODUL V

PENURUNAN TITIK BEKU

V.1 TUJUAN PERCOBAAN

Menentukan berat molekul suatu zat yang tidak mudah menguap (non

volatil) dengan metode penurunan titik beku.

V.2 TEORI

Bila suatu zat yang tidak mudah menguap dilarutkan dalam suatu pelarut,

maka akan terjadi penurunan tekanan uap, sehingga pada suatu temperatur tertentu

tekanan pelarut pelarut dalam larutan akan lebih rendah daripada pelarut

murninya. Semakin banyak penambahan jumlah zat terlarut, maka semakin

banyak penurunan tekanan uap. Konstanta penurunan titik beku molal

(ebulioskopi), Kf dapat ditentukan dengan menggunakan Persamaan (1).

Kf = [R(T*)2.Ma] / [1000 ΔH] ………..(1)

Sedangkan massa molekul relatif dari zat terlarut dapat dtentukan dengan

menggunakan Persamaan (2).

Mb = [1000 Kf Gb].[ ΔT Ga] ………...(2)

Dengan:

Ga = Berat pelarut

Gb = Berat zat terlarut

T = Selisih antara titik beku pelarut murni dengan titik beku larutan

Ma = Massa molekut pelarut

Mb = Massa molekul zat terlarut

V.3 METODOLOGI PERCOBAAN

V.3.1 BAHAN PERCOBAAN

1. Asam Asetat Glacial (CH3COOH)

2. Naftalena

3. Zat X

4. Es Batu

5. Garam Dapur

V.3.2 PERALATAN PERCOBAAN

1. Termostat

2. Pengaduk

3. Tempat Larutan

4. Termometer

5. Stopwatch

6. Piknometer

V.3.3 PROSEDUR PERCOBAAN

1. Tentukan berat jenis asam asetat glasial dengan menggunakan piknometer

2. Sebanyak 50 mL pelarut ditempatkan dalam wadah, sambil didinginkan,

temperatur dicatat untuk setiap 30 detik, hingga temperatur konstan, sambil

dilihat apakah sudah membeku atau belum. Bila belum membeku,

diteruskan hingga asam asetat membeku. Catatlah suhu pada saat asam

asetat membeku (T1).

3. Pelarut dicairkan kembali kemudian ditambahkan 2 gram naftalena dan

didinginkan kembali hingga temperaturnya konstan dan membeku. Catatlah

suhu pembekuan naftalena dalam asam asetat (T2).

4. Ulangi percobaan (b) dan (c) dengan menggunakan zat X. Catatlah suhu

pada saat X membeku (T3).

V.3.4 HASIL PERCOBAAN

Massa piknometer =....................gram

Massa piknometer + asam asetat =....................gram

Densitas asam asetat =....................g/ml

Nama zat Suhu (°C) 1. Asam asetat 1.

2. 3.

2. Asam asetat + naftalena 1. 2. 3.

3. Asam asetat + zat x 1. 2. 3.

V.3.5 PERHITUNGAN

Berdasarkan langkah (b) dan (c), dan dengan menggunakan Persamaan (2),

maka harga Kf dapat ditentukan. Harga Kf ini digunakan untuk menghitung harga

berat molekul zat X. Harga titik beku dapat ditentukan dengan menggunakan

grafik suhu terhadap waktu seperti berikut ini:

Gambar 7. Grafik Suhu terhadap Waktu

V.3.6 PERTANYAAN

1. Densitas asam asetat adalah

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

2. Dalam percobaan terjadi / tidak terjadi *lewat beku

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

3. Harga konstanta penurunan titik beku molal berdasarkan percobaan ini

adalah

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

4. Massa molekul relatif dari zat yang dipakai dalam percobaan ini adalah:

..........................................................................................................................

5. Kesimpulan yang dapat diambil dalam percobaan ini adalah

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

TERMODINAMIKA -...

Documents

Transcript of TERMODINAMIKA -...