Lab. Kimia Fisika
Jurusan Kimia Universitas Negeri Semarang
Gedung D8 Lt 2
Sekaran Gunungpati Semarang, Indonesia, 50225
ninafitriana10051995@gmail.com,
085770440465
Abstrak
Percobaan ini dilakukan untuk menentukan tetapan penurunan titik beku
asam asetat dan menentukan massa molekul relatif dari zat X. Metode yang
digunakan dalam percobaan ini adalah metode penurunan titik beku. Pada
percobaan ini digunakan pelarut berupa asam asetat murni dan zat terlarut yaitu
naftalena dan zat X. Jika ke dalam suatu pelarut ditambahkan zat
terlarut maka suhunya akan semakin rendah. Pada percobaan ini, variabel bebas
yang digunakan adalah massa zat terlarut, yaitu massa naftalena yang digunakan dalam penentuan tetapan titik beku
asam asetat dan massa zat X untuk penentuan massa molekul relatif zat non elektrolit. Sedangkan
variabel terikat yang digunakan adalah penurunan titik beku. Pada praktikum ini
juga digunakan metode praktikum dan pelarut yang sama merupakan variabel
kontrolnya. Untuk mengetahui hubungan antara penurunan titik beku dengan massa
molekul relatif digunakan metode analisis menggunakan persamaan Clausius Claypeyron. Hasil yang diperoleh dalam percobaan ini yaitu nilai Kf
(tetapan penurunan titik beku) dari asam asetat sebesar 69,938°C/m dan massa
molekul relatif dari zat X sebesar 1126,742 g/mol.
Kata Kunci : Asam asetat ;
Penurunan titik beku ; zat X
Abstract
This
experiment is done to determine the freezing point depression constant of
acetic acid and determine the relative molecular mass of the
substance X. The method used in this experiment is a method of freezing point
depression. In this experiment used pure solvent such as acetic acid and solutes
is naphthalene and X substance. If a solvent is added to the solute, the
temperature will be lower. In this experiment, the independent variable used is
the mass of the solute, ie the mass of naphthalene used in the determination of
the freezing point constant of acetic acid and X substance for the determination
of the mass relative molecular mass of non-electrolytic substance. The
dependent variable used is the freezing point depression. In this experiment is
also used same experiment methods and solvent are control variables. To know
the relationship between the freezing point depression with a relative
molecular mass used analysis method using Clausius Claypeyron equation. The
results obtained in this experiment that the value of Kf (constant
freezing point depression) of acetic acid is 69.938°C/m and the relative
molecular mass of substance X is 1126,742 g / mol.
Keywords
: Acetic acid ; Depression of freezing point ; X substance
Pendahuluan
Di
sekitar kita banyak terjadi perubahan fase suatu zat. Dalam hal ini yang paling
sering ditemui adalah perubahan dari fase cair menjadi fase padat atau yang
disebut membeku. Hal ini terutama terjadi di negara yang memiliki 4 musim,
karena memiliki musim dingin. Negara yang memiliki musim dingin akan mengalami
proses pembekuan yang berlangsung cepat. Apapun yang ada pasti akan mengalami
proses pembekuan secara cepat. Oleh karena itu untuk mengatasi hal tersebut
dilakukan upaya penurunan titik beku.
Titik beku adalah temperatur pada saat
tekanan uap cairan sama (setimbang) dengan tekanan uap padatannya. Titik beku dilambangkan
dengan simbol Tf. Air murni membeku pada temperatur 0°C
dan tekanan 1 atm. Temperatur itu dinamakan titik beku normal air. Temperatur
dimana zat cair membeku pada tekanan 1 atm adalah titik beku normal zat cair
tersebut.
Titik beku suatu larutan pasti
selalu lebih rendah daripada titik beku pelarut murninya (air). Hal ini
dikarenakan sebagian partikel air dan partikel-partikel terlarut akan bergabung
dan membentuk ikatan. Sehingga ketika membeku, yang memiliki titik beku paling
tinggi adalah air karena air yang membeku terlebih dahulu, kemudian diikuti
oleh partikel-partikel terlarut.
Setiap larutan memiliki titik
beku yang berbeda-beda. Titik beku suatu larutan akan berubah jika tekanan
uapnya juga berubah. Hal ini disebabkan oleh masuknya zat terlarut yang
mempengaruhi perubahan titik beku. Jadi, jika suatu zat terlarut ditambahkan ke
dalam larutan, titik beku larutan tersebut akan berubah. Besarnya perbedaan
antara titik beku zat pelarut dengan titik beku larutan disebut penurunan titik
beku (∆Tf) (Parning, 2007).
Titik beku dan titik didih
suatu larutan bergantung pada kesetimbangan pelarut dalam larutan dengan
pelarut padatan, selain itu juga bergantung pada kesetimbangan pelarut dengan
pelarut murni (air). Pada saat terjadi kesetimbangan, maka dapat tercapai titik
beku atau titik didihnya (Wahyuni, 2013). Masing-masing pelarut memiliki harga
tetapan penurunan titik beku (Kf) tersendiri.
Untuk menentukan perubahan
titik beku yang terjadi dapat digunakan rumus dari persamaan Clausius Claypeyron :
Keterangan
:
Kf = tetapan penurunan titik beku molal
Masalah yang akan dipecahkan dalam praktikum ini adalah bagaimana
menentukan tetapan penurunan titik beku asam asetat dan massa molekul relatif
zat X. Dari permasalahan tersebut, dapat diketahui tujuan dari praktikum ini
adalah untuk menentukan tetapan penurunan titik beku asam asetat dan massa molekul
relatif zat X.
Metode
Alat-alat yang digunakan dalam
praktikum penurunan titik beku ini adalah gelas kimia 25 mL dari pyrex, gelas arloji, tabung reaksi besar
dari pyrex, termometer 100°C,
pipet tetes, pengaduk kaca, stopwatch, baskom untuk membuat thermostat
sederhana, serta statif yang digunakan untuk menggantung termometer. Sedangkan
bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah asam asetat dari Merck, naftalena for syn dari
Merck, serta zat X.
Langkah
selanjutnya adalah sebanyak 15 mL larutan asam asetat pekat diletakkan dalam
gelas kimia 25 mL dan dimasukkan dalam termostat untuk diukur titik bekunya. Asam
asetat dibiarkan hingga mencair kembali. Kemudian, temperatur asam asetat
dibiarkan naik 5°C
dan setelah itu 0,2538 gram naftalena dimasukkan kedalam larutan asam asetat tersebut
dan diaduk menggunakan pengaduk kaca. Larutan tersebut dimasukkan ke dalam termostat
untuk dilakukan pengukuran temperatur larutan naftalena dalam asam asetat tiap
menit hingga temperaturnya konstan dan tercapai titik bekunya. Kemudian, 0,2535
gram zat X dimasukkan ke dalam tabung reaksi besar dan ditambahkan asam asetat
pekat 15 mL dan diaduk menggunakan pengaduk kaca. Larutan tersebut dimasukkan
ke dalam termostat untuk dilakukan pengukuran temperatur larutan zat X dalam
asam asetat tiap menit hingga temperaturnya konstan dan tercapai titik bekunya.
Pada praktikum ini variabel
bebas yang digunakan adalah massa zat terlarut, yaitu massa naftalena yang
digunakan dalam penentuan tetapan titik beku asam asetat dan massa zat X untuk
penentuan massa molekul relatif zat non
elektrolit. Sedangkan variabel terikat yang digunakan adalah
penurunan titik beku. Pada praktikum ini juga digunakan metode praktikum dan
pelarut yang sama merupakan variabel kontrolnya. Untuk
mengetahui hubungan antara penurunan titik beku dengan massa molekul relatif
digunakan metode analisis menggunakan persamaan Clausius Claypeyron (Team
Lecturer of Physical Chemistry, 2014).
Hasil Dan Pembahasan
Percobaan penurunan titik beku
ini bertujuan untuk menentukan tetapan penurunan titik beku asam asetat dan
berat molekul zat X dengan metode titik beku. Dalam percobaan ini digunakan
asam asetat (CH3COOH) sebagai pelarut, sedangkan untuk zat
terlarutnya digunakan naftalena (C8H10) dan zat X (zat
yang tidak mudah menguap). Dalam percobaan ini penambahan naftalena dan zat X
ke dalam pelarut menyebabkan terjadinya penurunan titik beku. Asam asetat yang
digunakan sebagai pelarut murni akan membeku dan zat terlarutnya tidak akan
membeku ketika larutan tersebut mengalami pembekuan.
Pada praktikum ini juga
digunakan garam yang ditambahkan pada termostat dengan tujuan agar es batu
dalam termostat tidak mudah mencair karena garam akan menghambat kestabilan ikatan
partikel air yang berada dalam fase padat yaitu berupa es. Asam asetat (CH3COOH)
adalah asam organik yang memberikan rasa asam pada
cuka dan merupakan salah satu contoh dari asam lemah. Asam asetat pekat
bersifat korosif dan dapat menyebabkan luka bakar kulit sehingga perlu
penanganan yang tepat untuk asam ini, untuk mengambil asam asetat pekat harus dilakukan
di dalam lemari asam (Anonim, 2014).
Perlakuan pertama adalah
menentukan titik beku pelarut murni yaitu asam asetat. Dari hasil percobaan
diperoleh data pada Tabel 1.
Berdasarkan Tabel 1 dapat dilihat pada menit ke 9 – 11,
temperatur asam asetat konstan sehingga temperatur ini yang dicatat sebagai
titik beku asam asetat. Dari tabel dapat disimpulkan bahwa titik beku dari asam
asetat murni sebesar 15°C. Hal ini tidak sesuai dengan teori yang menyatakan
bahwa titik beku asam asetat sebesar 16,7 °C (Anonim, 2014). Hal ini
dikarenakan pada percobaan yang dilakukan terjadi kesalahan, salah satunya
disebabkan karena terlalu banyak es batu dan garam krosok yang dimasukkan ke
dalam termostat, sehingga temperatur larutan menjadi cepat turun dan membeku. Selain
itu, pada saat larutan asam asetat masih dalam kondisi beku sebagian, temperaturnya
sudah konstan sehingga temperatur tersebut dicatat sebagai titik beku asam
asetat. Grafik dari hasil percobaan dapat dilihat pada Gambar 1.
Pada
Gambar 1. dapat disimpulkan bahwa semakin lama waktu yang berjalan maka
temperatur asam asetat murni semakin rendah. Titik beku asam asetat murni
ditentukan dari temperatur yang konstan. Pada gambar 1 ditunjukkan pada menit
9, 10, dan 11, temperatur asam asetat konstan sebesar 15°C. Berdasarkan
referensi yang didapatkan titik beku asam asetat adalah 16,7°C. Hasil yang kami
dapatkan berbeda, hal ini dikarenakan beberapa faktor. Diantaranya temperatur
ruangan saat praktikum yang ikut mempengaruhi titik beku dari asam asetat.
Setelah itu, percobaan
dilanjutkan dengan penentuan tetapan titik beku asam asetat melalui penambahan
zat terlarut naftalena. Naftalena (C8H10) adalah zat yang
tidak dapat larut dalam air dan alkohol, namun dapat larut dalam eter dan
benzena. Naftalena berbentuk kristal putih dan memiliki bau yang kuat. Naftalena
memiliki sifat mudah menguap dan mudah terbakar (Anonim, 2014) .
Dalam percobaan ini juga
dicatat penurunan titik beku naftalena dalam asam asetat setiap menit. Dari hasil percobaan diperoleh data pada Tabel 2.
Titik beku larutan = 6,2°C
Penurunan titik
beku larutan (∆Tf) = Tf° - Tf = (15 – 6,2)°C =
8,8°C
Dari Tabel 2 diketahui titik beku semakin menurun jika
ditambahkan zat terlarut. Semakin banyak zat terlarut yang ditambahkan, maka
titik bekunya semakin rendah. Namun, dalam percobaan ini tidak dilakukan variasi
berat zat terlarut yang ditambahkan. Pada tabel 2, pada menit ke 9 – 12,
temperatur naftalena dalam asam asetat konstan sehingga temperatur tersebut
yang dicatat sebagai titik beku naftalena dalam asam asetat. Grafik dari hasil
percobaan dapat dilihat pada Gambar 2.
Dari
Gambar 2, dapat disimpulkan bahwa semakin lama waktu yang berjalan maka
temperatur naftalena dalam asam asetat juga semakin rendah. Titik beku
naftalena dalam asam asetat ditentukan dari temperatur yang konstan. Pada Gambar
2 ditunjukkan pada menit 9, 10, 11, dan 12 temperatur naftalena dalam asam
asetat konstan sebesar 6,2°C.
Setelah itu
percobaan dilanjutkan dengan penentuan berat molekul zat X yang ditambahkan ke
dalam asam asetat. Dari percobaan diperoleh data pada Tabel 3.
Titik
beku larutan = 14°C
Penurunan
titik beku larutan (∆Tf) = Tf° - Tf = (15 –
14) °C = 1°C
Dari data Tabel 3 diketahui titik beku semakin menurun
jika ditambahkan zat terlarut. Semakin banyak zat terlarut yang ditambahkan,
maka titik bekunya semakin rendah. Pada tabel 3, pada menit ke 7–13, temperatur
zat X dalam asam asetat konstan sehingga temperatur tersebut yang dicatat
sebagai titik beku zat X dalam asam asetat. Grafik dari hasil percobaan dapat
dilihat pada Gambar 3.
Dari
Gambar 3, dapat disimpulkan bahwa semakin lama waktu yang berjalan maka
temperatur zat X dalam asam asetat juga semakin rendah. Grafik ini juga sama
dengan grafik penurunan titik beku naftalena dalam asam asetat karena pelarut
yang digunakan sama. Titik beku zat X dalam asam asetat ditentukan dari
temperatur yang konstan. Pada gambar 3 ditunjukkan pada menit 7, 8, 9, 10, 11,
12, dan 13 temperatur zat X dalam asam asetat konstan sebesar 14°C. Jadi titik beku zat X dalam asam asetat
adalah 14°C. Titik beku zat X dalam asam asetat tidak berbeda jauh dengan asam
asetat, temperatur keduanya hanya selisih 1°C. Sehingga penurunan titik bekunya
juga hanya sebesar 1°C.
Setelah
didapatkan data titik beku naftalena dalam asam asetat maka dapat dihitung
harga ∆Tf (penurunan titik beku). Penurunan titik beku larutan
adalah selisih antara titik beku pelarut murni dengan larutan. Selain itu,
dengan menggunakan cara yang sama, dapat dihitung pula penurunan titik beku
dari zat X. Perbedaan titik beku naftalena dalam asam asetat dan zat X dalam
asam asetat dapat dilihat pada Gambar 4.
Dari
Gambar 4, dapat disimpulkan bahwa titik beku larutan selalu lebih rendah
daripada pelarut murni (Maria, Tine dkk, 2007). Hal ini disebabkan dalam suatu
larutan terdapat banyak partikel yang bekerja dibandingkan dengan pelarut
murni. Ketika suatu pelarut murni membeku, maka setelah itu zat-zat terlarutnya
juga akan ikut membeku.
Pada
Gambar 4 jelas terlihat bahwa titik beku naftalena dalam asam asetat dan titik
beku zat X dalam asam asetat lebih rendah jika dibandingkan dengan titik beku
asam asetat murni. Hanya saja titik beku asam asetat murni dengan titik beku
zat X dalam asam asetat hanya selisih 1°C.
Berdasarkan perhitungan yang
telah dilakukan, didapatkan harga penurunan titik beku naftalena dalam asam
asetat sebesar 8,8°C dan harga penurunan titik beku zat X dalam asam asetat
sebesar 1°C. Selain itu pada percobaan
ini digunakan asam asetat murni yang memiliki massa jenis sebesar 1,049 g/mL.
Dari hasil perhitungan didapatkan massa asam asetat murni sebesar 15,735 gram.
Setelah didapatkan harga penurunan titik beku naftalena dalam asam asetat dan zat
X dalam asam asetat maka dapat dihitung harga tetapan penurunan titik beku
menggunakan persamaan Clausius Claypeyron
dan didapatkan Kf sebesar 69,938°C/m.
Harga
Kf asam asetat murni yang didapatkan jauh dari harga Kf
dalam teori. Secara teori, harga Kf asam asetat murni adalah 3,57°C/m.
Perbedaan hasil yang didapatkan kemungkinan disebabkan oleh temperatur ruangan
ketika melakukan praktikum. Selain itu, faktor human error juga bisa mempengaruhi hasil yang didapatkan.
Dari
Kf yang didapatkan dapat dihitung pula nilai massa molekul relatif
dari zat X menggunakan persamaan Clausius
Claypeyron. Massa molekul relatif dari zat X adalah 1126,742 g/mol. Akan
tetapi massa molekul relatif yang didapatkan tidak dapat dibandingkan dengan
teori karena belum diketahuinya nama senyawa dari zat X tersebut. Tetapi dari
Mr yang diperoleh, Mr yang didapatkan begitu besar sehingga kemungkinan zat X
tersebut merupakan senyawa kompleks.
Kesimpulan
Titik beku adalah temperatur
pada saat tekanan uap cairan sama (setimbang) dengan tekanan uap padatannya.
Titik beku dilambangkan dengan simbol Tf. Titik beku pelarut murni
akan mengalami penurunan jika ke dalam pelarut tersebut ditambahkan zat
pelarut. Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh,
nilai Kf (tetapan penurunan titik beku) dari asam asetat adalah 69,938°C/m
dan massa molekul relatif dari zat X sebesar 1126,742 g/mol.
Daftar Pustaka
Maria, Tine dkk. 2007. Sains Kimia 3 SMA/MA. Jakarta: Bumi
Aksara.
Parning, Horale, Tiopan.
2007. Kimia 3 SMA/MA Kelas XII.
Jakarta: Yudhistira.
Purba, Michael. 2004. Kimia
Untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Erlangga.
Team Lecturer of Physical Chemistry. 2014. Practicum Guide of Physical Chemistry. Semarang:
Department of Chemistry FMIPA Unnes.
Wahyuni S. 2013. Diktat Petunjuk Praktikum Kimia Fisik.
Semarang: Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Semarang.
Harjito. 2013. Panduan Penulisan Manuskrip. Diunduh di www.facebook.com/groups/chemisfun/shshhsnshhs.pdf pada
tanggal 2 November 2014.
Anonim. 2014. Asam Asetat. Diunduh di http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_asetat
pada tanggal 12 November 2014
pukul 19.00 WIB.
Anonim. 2014. Naftalena. Diunduh di http://id.wikipedia.org/wiki/naftalena
pada tanggal 12 November 2014 pukul 19.05 WIB.
0 komentar:
Posting Komentar