Tetapan Keset.fase Cair Najma
-
Upload
mutmainnah-latief -
Category
Documents
-
view
130 -
download
13
Transcript of Tetapan Keset.fase Cair Najma
![Page 1: Tetapan Keset.fase Cair Najma](https://reader030.fdokumen.com/reader030/viewer/2022012317/557213ff497959fc0b93849a/html5/thumbnails/1.jpg)
A.JUDUL PERCOBAAN
Penentuan Tetapan Kesetimbangan Dalam Fasa Cair
B.TUJUAN PERCOBAAN
Menentukan tetapan kesetimbangan Kc esterifikasi asam asetat
C.LANDASAN TEORI
Salah satu contoh dari kesetimbangan dalam fasa cair yakni:
CHCl2COOC5H11 ↔ CHCl2COOH + C2H11
Amil asetat dari asam asam amilen diklor asetat
x (a-x) (b-x)
kesetimbangan diselidiki dengan mencampur asam amilen pada macam-macam
perbandingan dalam tabung dengan temperature tetap 100°C, sampai
kesetimbangan tercapai. Tabung diambil dan dengan tiba-tiba didinginkan hingga
kesetimabngan beku, kemudian dianalisis ( Sukardjo, 2008: 231).
Untuk suatu system reaksi dalam fasa cair dengan persamaan reaksi
umum:
aA + bB ↔ cC + dD
besarnya energy bebas untuk reaksi tersebut pada suhu dan tekanan tetap
dirumuskan secara matematika sebagai berikut:
∆G = ∆G° + RT lnaC .aDaA . aB
Dengan ∆G adalah energy bebas reaksi, ∆G° adalah energy bebas standar, R
adalah tetapan gas, dan T adalah suatu system, aA, aB, aC, dan aD adalah masing-
masing aktivitas zat A,B,C dan D yang dipangkatkan oleh koefisien masing-
masing spesinya ( Tim Dosen Kimia Fisik, 2012: 25).
Sama denga E dan H, tidaklah mungkin untuk menghitung harga mutlak
dari energy bebas gibbs dengan bantuan termodinamika, maka perubahan dalam
energy bebas dihitung:
∆G = ∆H - ∆(TS)
![Page 2: Tetapan Keset.fase Cair Najma](https://reader030.fdokumen.com/reader030/viewer/2022012317/557213ff497959fc0b93849a/html5/thumbnails/2.jpg)
Pada temperature dan tekanan konstan:
∆G = ∆H - T∆S atau
dG = dH - TdS
( Dogra, 2009: 383)
Dalam system tertutup, di mana tekanandan suhu dijaga, energy bebas
Gibbs adalah nol, ∆GT,P = 0. Resin umum dari kesetimabangan:
aA + bB ↔ cC + dD
dan berlaku energy bebas Gibbs, ∆G = 0, di mana:
∆G = ∆G° + RT ln K
∆G° = - RT ln K
( Zulfikar, 2010)
Harga energy bebas dapat dihitung dengan tiga metode percobaan yang
berbeda, yakni:
a. Perhitungan kalorimetris dari ∆H dan ∆S untuk reaktan dan produk, dan
mempergunakan persamaan , ∆G = ∆H- T∆S
b. Dengan mengetahui konstanta kesetimbangan, kita dapat menghitung ∆G
c. Jika kita dapat membuat sel e.m.f, ∆G dapat dihitung dari e.m.f sel
( Dogra, 2009: 383)
Diagram fasa merupakan cara mudah untuk menampilkan wujud zat
sebagai fungsi suhu dan tekanan. Sebagai contoh khas dalam diagram fasa, di
asumsikan bahwa zat tersebut diisolasi dengan baik dan tidak ada zat lain yang
masuk atau keluar system. Pemahaman tentang diagram fasa akan terbantu dengan
pemahaman hokum fasa Gibbs, hubugan yang diturunkan oleh fisikawan-
matematik amerika, Josiah Willard Gibbs (1839-1903) di tahun 1816. Aturan ini
menjelaskan bahwa untuk kesetimbangan apapun dalam system tertutup, jumlah
variable bebas disebut derajat kebebasan F- yang sama dengan jumlah komponen
C ditambahkan 2 dikurangi jumlah fasa P, yakni:
F = C + 2 – P
( Takeuchi, 2008)
![Page 3: Tetapan Keset.fase Cair Najma](https://reader030.fdokumen.com/reader030/viewer/2022012317/557213ff497959fc0b93849a/html5/thumbnails/3.jpg)
Alkohol adalah suatu senyawa yang mengandung gugus hidroksil-OH.
Nama IUPAC alkohol diambil dari nama alkana induknya, tetapi dengan akhiran
-ol. Contoh:
CH3OH CH3CH2CH2OH IUPAC: methanol 1-propanol
Bila lebih dari satu gugus hidroksil, digunakan penandaan di, tri, dan sebagainya,
tepat sebelum akhiran –ol ( Rasyid, 2009 : 125).
Suatu asam karboksilat adalah suatu senyawa organic yang mengandung
gugus karboksil, -COOH. Gugus karboksil mengandung sebuah gugus karbonil
dan sebuah gugus hidroksil. Nama IUPAC suatu asam karboksilat alifatik adalah
nama alkana induknya, dengan huruf akhir –a diubah dengan imbuhan asam –oat.
Karbon karboksil diberi no.1, seperti pada aldehida.
HCOOH HOOCCH2COOH
IUPAC : asam metanoat asam-propadioat
( Fessenden, 1984 : 65)
Ester dapat dibuat dengan mereaksikan asam karboksilat dan alcohol
menggunakan katalisator asam ( HCl atau H2SO4). Biasanya reaksi dikerjakan
dengan disertai pemanasan. Reaksinya:
O O║ ║
R-C-OH + HO- R’ ↔ R-C-OR’ + H2O Asam alcohol Ester
Reaksi di atas adalah reaksi kesetimbangan ( Rasyid, 2009: 181)
D.ALAT DAN BAHAN
1. Alat
a. 1 buah Erlenmeyer 250 ml dan 500 ml
b. 1 buah Gelas ukur 25mL, 50 ml dan 250 ml
c. 1 buah Gelas kimia 1000 ml dan 800 mL
d. 1 buah Pignometer
e. 2 buah Corong biasa
f. 3 buah Batang pengaduk
![Page 4: Tetapan Keset.fase Cair Najma](https://reader030.fdokumen.com/reader030/viewer/2022012317/557213ff497959fc0b93849a/html5/thumbnails/4.jpg)
g. 1 buah Neraca analitik
h. 3 buah statif dan klem
i. 1 buah penjepit tabung
j. 1 buah Oven
k. 1 buah pipet volume 50 mL
l. 1 buah ball pipet
m.1 buah Corong pisah 250 mL
n. 2 buah Corong pisah 100 mL
o. 1 buah Botol semprot
p. 5 buah Pipet tetes
q. 1 buah binsen, kaki tiga dan kasa
2. Bahan
a. Etanol (etanol) 95%
b. Larutan H2SO4 pekat (asam sulfat)
c. Larutan Na2CO3 jenuh ( natrium karbonat)
d. CuSO4.5 H2O (tembaga(II) silfat pentahidrat)
e. Larutan CH3COOH glacial (asam asetat)
f. Kertas saring biasa
g. Aquadest
h. Tissue
i. Aluminium foil
j. Korek api
E.PROSEDUR KERJA
1. Mencuci pignometer dan mengeringkannya di dalam oven
2. Memasukkan pignometer ke dalam eksikator dan menimbang berat kosongnya
3. Mengisi pignometer dengan etanol hingga penuh dan menimbang lagi berat
piknometer akhir
4. Mengulang prosedur (1), (2), (3) untuk larutan asam asetat glacial
5. Menghitung massa jenis etanol dan asam asetat glacial dari data yang
diperoleh
![Page 5: Tetapan Keset.fase Cair Najma](https://reader030.fdokumen.com/reader030/viewer/2022012317/557213ff497959fc0b93849a/html5/thumbnails/5.jpg)
6. Memasukkan 2 sendok Kristal CuSO4 anhidrat ke dalam 200 mL etanol,
mengaduk dan menyaring larutan yang di buat
7. Memasukkan 2 sendok Kristal CuSO4 anhidrat ke dalam 250 mL asam asetat
glacial pada gelas kimia lain, mengaduk , menyaring larutan yang dibuat
8. Mencampurrkan kedua larutan ke dalam suatu Erlenmeyer besar
9. Menambahkan 10 mL H2SO4 ke dalam larutan campuran
10. Memanaskan Erlenmeyer hingga diperoleh kesetimbangan yakni mulai timbul
gelembung
11. Mengisi tiga corong pisah dengan masing-masing 50 mL larutan campuran
12. Menambahkan Na2CO3 terus menerus hingga jumlah lapisan tidak lagi
terbentuk
13. Memisahkan kedua fasa tersebut dengan menggunakan corong pisah
14. Mengukur volume etil asetat pada lapisan atas untuk ketiga corong pisah
15. Menghitung volume rata-rata etil asetat yang diperoleh
16. Menghitung massa etil asetat dari massa jenis dan volumenya
F. HASIL PENGAMATAN
CuSO4 anhidrat (serbuk biru) dimasukkan dalam 200 mL etanol (bening) → warna
biru CuSO4 hilang → larutan putih disaring larutan bening.
CuSO4 anhidrat (serbuk biru) dimasukkan dalam 250 mL asam asetat glacial →
warna biru CuSO4 hilang → larutan putih disaring larutan bening.
Larutan campuran ( CuSO4 dalam etanol + CuSO4 dalam larutan asam asetat
glasial) + 10 mL H2SO4 (bening) → larutan bening ∆ keadaan
setimbang.
Penentuan massa jenis etanol dan asam asetat glacial
a. Massa jenis etanol
Massa piknometer kosong = 29,94 g
Massa piknometer + larutan = 69,00 g
Massa larutan = 39,06 g
![Page 6: Tetapan Keset.fase Cair Najma](https://reader030.fdokumen.com/reader030/viewer/2022012317/557213ff497959fc0b93849a/html5/thumbnails/6.jpg)
ρ etanol = massavolume
=39,06 g50 mL
= 0,78 g/mL
b. Massa jenis asam asetat glacial
Massa piknometer kosong = 29,95 g
Massa piknometer + larutan = 81,69 g
Massa larutan = 51,74 g
ρ etanol = massavolume
=51,74 g50 mL
= 1,03 g/mL
Penentuan massa etil asetat ( lapisan atas)
V1 = 28 mL, m1 = ρ.v
= 0,887 g/mL . 28 mL = 24,836 g
V2 = 25 mL, m2 = ρ.v
= 0,887 g/mL . 25 mL = 22,175 g
V3 = 25 m = ρ.v
= 0,887 g/mL . 25 mL = 22,175 g
Massa etil asetat rata-rata = (24,836+22,175+22,175 ) g
3
= 23,062 g
G. ANALISIS DATA
Dik: V CH3COOH = 250 mL
ρ CH3COOH = 1,0348 g/mL
Mr CH3COOH = 60 g/mL
V C2H5OH = 200 mL
ρ C2H5OH = 0,78 g/mL
Mr C2H5OH = 46 g/mL
M rata-rata CH3COOC2H5 = 23,062 g
Mr CH3COOC2H5 = 88 g/mol
Dit : Kc = …?
Penyelesaian :
m CH3COOH = ρ. v
![Page 7: Tetapan Keset.fase Cair Najma](https://reader030.fdokumen.com/reader030/viewer/2022012317/557213ff497959fc0b93849a/html5/thumbnails/7.jpg)
= 1,0348 g/mL . 250 mL = 258,7 g
m C2H5OH = ρ. v
= 0,78 g/mL . 200 mL = 156 g
n CH3COOH = m
Mm =
258,7 g60 g /moL
= 4,311 mol
n C2H5OH = m
Mm =
156 g46 g/moL
= 3,391 mol
n CH3COOC2H5 = m
Mm =
23,062 g88 g /mol
= 0,262 mol
Persamaan reaksi :
CH3COOH(aq) + CH3CH2OH(aq) ↔ CH3COOC2H5(aq) + H2O(l)
Mula-mula : 4,311 mol 3,391 mol - -
Reaksi : 0,262 mol 0,262 mol 0,262 mol 0,262 mol
Sisa : 4,049 mol 3,129 mol 0,262 mol 0,262 mol
Kc = [CH 3 COOC 2 H 5]
[CH 3 COOH ][C 2 H 5OH ]
=
(0,262mol )/0,45 L
(4,049mol
0,45 L )(3,129 mol /0,45 L)
= 0,58 M
(8,99 M .6,95 M )
= 0,58
62,48 M
Kc = 9,28 x 10-3 M-1
H.PEMBAHASAN
Percobaan penentuan tetapan kesetimbangan dalam fase cair bertujuan
untuk mencari nilai Kc dari ester (etil asetat) yang diperoleh dari pencampuran
antara aloihol dan asam karboksilat. Pertama-tama melarutkan Kristal CuSO4
kedalam etanol dan ke dalam asam asetat glacial pada gelas kimi berbeda.
Selanjutnya kedua larutan ini disaring dan filtratnya saling dicampurkan agar
![Page 8: Tetapan Keset.fase Cair Najma](https://reader030.fdokumen.com/reader030/viewer/2022012317/557213ff497959fc0b93849a/html5/thumbnails/8.jpg)
terjadi reaksi antara alcohol dan asam asetat glacial menghasilkan suatu ester.
Larutan campuran ini ditambahkan H2SO4 yang berfungsi sebagai katalis dan
pemberi susana asam. Kemudian larutan dipanaskan hingga terjadi kesetimbangan
yang ditandai dengan timbulnya gelembung.
Pemanasan tetap dijaga agar tidak mendidih untuk menghindari
menguapnya etanol pada larutan, karena jika etanol menguap maka tidak akan
terbentuk ester sepertri yang diharapkan.
Adapun persamaan reaksinya:
CH3COOH(aq) + C2H5OH(aq) ↔ CH3COOC2H5(aq) + H2O(l)
Fungsi penambahan CuSO4 pada awal percobaan yakni untuk mengikat air
yang merupakan hasil samping dari esterifikasi sehingga diharapkan dapat
memperoleh ester (etil asetat ) yang benar-benar murni.
Larutan ester yang diperoleh kemudian dimasukkan ke dalam 3 corong
pisah yang berbeda dengan volume yang sama. Larutan ini ditambah
Na2CO3(natrium karbonat jenuh) yang berfungsi untuk mengendapkan ester
(Kristal etil asetat).
Berdasarkan hasil percobaan tidak diperoleh adanya Kristal. Hal ini
disebabkan terlalu banyaknya H2SO4 yang ditambahkan, larutan hanya
membentuk 2 lapisan yakni lapisan atas adalah etil asetat sedangkan lapisan
bawah adalah air. Hal ini disebabkan massa jenis etil asetat lebih kecil dari massa
jenis air yakni 0,887 gr/mL sedangkan air sebesar 1 gr/mL. Volume etil asetat
yang terdapat pada ketiga corong pisah diukur dan masing-masing dikalikan
dengan massa jenis etil asetat untuk memperoleh nilai massa etil asetat. Massa
rata-rata yang diperoleh adalah 23,062 gram. Nilai Kc untuk esterifikasi asam
asetat dapat dihitung dengan menggunakan rumus di bawah ini:
CH3COOH(aq) + C2H5OH(aq) ↔ CH3COOC2H5(aq) + H2O(l)
Kc = [CH 3 COOC 2 H 5]
[CH 3 COOH ][C 2 H 5OH ]
Nilai [H2O] tidak dimasukkan dalam perhitungan karena H2O berwujud
cair sehingga nilainya dianggap 1. Yang perhitungkan untuk nilai Kc hanya
berwujud aq (larutan) dan g (gas).
![Page 9: Tetapan Keset.fase Cair Najma](https://reader030.fdokumen.com/reader030/viewer/2022012317/557213ff497959fc0b93849a/html5/thumbnails/9.jpg)
Nilai [CH3CH2OH] dan [CH3COOH] dapat dicari jika nilai massa
jenisnya masing-masing diketahui. Sebab dengan nilai massa jenis dapat
mengetahui nilai massanya selanjutnya nilai molnya dan yang terakhir nilai
konsentrasinya.
Massa jenis CH3CH2OH dan CH3COOH diketahui dengan menggunakan
pignometer. Pignometer dicuci, dikeringkan dalam oven lalu dimasukkan dalam
eksikator dan ditimbang berat kosongnya. Fungsi eksikator untuk mengikat panas
pada pignometer setelah dari oven. Selanjutnya pignometer diisi dengan etanol
lalu ditimbang lagi beratnya. Selisih massanya dibagi dengan 50 mL sebagai
volume pignometer.
Hasil percobaan diperoleh massa jenis etanol = 0,78 gr/mL sedangkan
massa jenis CH3COOH = 1,038 gr/mL. hasil ini sesuai dengan teori yakni massa
jenis etanol sama dengan 0,78 gr/mL sedangkan roh asam asetat = 1,03 gr/mL.
selain itu berdasarkan analisis data diperoleh nilai Kc = 9,28 x 10-3 M-1.
I. KESIMPULAN DAN SARAN
1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil praktikum diperoleh nilai Kc untuk esterifikasi asam
asetat sebesar 9,28 x 10-3 M-1
2. Saran
Diharapkan kepada para praktikan untuk tidak menambahkan H2SO4
terlalu banyak dan jaga suhu pemanasan agar dapat diperoleh kesetimbangan,
sehingga memperoleh Kristal ester (etil asetat).
![Page 10: Tetapan Keset.fase Cair Najma](https://reader030.fdokumen.com/reader030/viewer/2022012317/557213ff497959fc0b93849a/html5/thumbnails/10.jpg)
DAFTAR PUSATAKA
Dogra, S. 2009. Kimia Fisik dan Soal-soal. Jakarta : UI Press.
Fessenden, Ralph J dan Joan S. Fessenden. 1984. Kimia Organik. Jakarta: Erlangga
Rasyid, Muhaidah. 2009. Kimia Organik I. Makassar : Badan Penerbit UNM
Sukardjo. 2008. Kimia Fisika. Yogyakarta : Rineka Cipta Fasa
Takeuchi, Yoshito. 2008. Kesetimbangan Fasa dan Diagram Fasa. http://www.chem-is-try.org. Diakses pada tanggal 1 mei 2012
Tim Dosen Kimia Fisik. 2012. Penuntun Kimia Fisik I. Makassar : laboratorium Kimia FMIPA UNM
Zulfikar. 2010. Tetapan Kesetimbangan Kimia. http://www.chem-is-try.org. Diakses pada tanggal 1 mei 2012
![Page 11: Tetapan Keset.fase Cair Najma](https://reader030.fdokumen.com/reader030/viewer/2022012317/557213ff497959fc0b93849a/html5/thumbnails/11.jpg)
JAWABAN PERTANYAAN
1. Kristal CuSO4 anhidrat berfungsi mengikat air yang merupakan hasil samping
dari esterifikasi sehingga diperoleh ester yang benar-benar murni.
2. Na2CO3 berfungsi untuk mengendapkan etil asetat.
3. Ada cara lain yakni dengan menambahkan garam karbonat ( Na2CO3).
4. Cara mendapatkan mol asam asetat yakni mencari dahulu massa asam asetat
Dengan mengalikan massa jenis dan volumenya:
m = ρ.v
selanjutnya mol asam asetat dapat diperoleh dengan membagi massa dengan
Mr asam asetat
n = m
Mm
5. Factor-faktor yang mempengaruhi kesetimbangan:
a. Konsentrasi : jika konsentrasi reaktan dinaikkan maka kesetimbangan akan
bergeser ke arah produk, begitupun sebaliknya
b. Tekanan : jika tekanan diperbesar , maka kesetimbangan akan bergeser ke
arah jumlah koefisien yang terkecil begitupun sebaliknya.
c. Volume : jika volume diperbesar maka kesetimbangan akan bergeser ke arah
jumlah koefisien yang terbesar, begitupun sebaliknya.
d. Suhu : jika suhu dinaikkan maka reaksi akan bergeser ke arah reaksi
endoterm. Jika suhu diturunkan maka akan bergeser ke arah eksoterm.
6. Pengaruh perubahan total gas adalah:
a. Jumlah mol gas sebelum dan sesudah reaksi sama, maka tekannya tetap.
b. Jumlah mol gas sebelum reaksi lebih besar dari pada setelah reaksi, maka
tekanan berkurang pada awal reaksi.
![Page 12: Tetapan Keset.fase Cair Najma](https://reader030.fdokumen.com/reader030/viewer/2022012317/557213ff497959fc0b93849a/html5/thumbnails/12.jpg)
c. Jumlah mol gas sebelum reaksi lebih kecil dar ipada setelah reaksi berarti
tekanan diperbesar.