BAB.1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Entalpi adalah istilah dalam termodinamika yang menyatakan jumlah energi internal dari suatu sistem termodinamika ditambah energi yang digunakan untuk melakukan kerja pada sebuah materi. Entalpi digolongkan menjadi beberapa jenis yaitu entalpi pembentukan standar, entalpi penguraian standar, entalpi pembakaran standar, dan entalpi pelarutan standar. Entalpi yang berperan disini adalah entalpi pelarutan, yang dimaksud dengan entalpi pelarutan adalah jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk melarutkan 1 mol zat pada keadaan standar.
Pada larutan jenuh terjadi keseimbangan antara zat terlarut dalam larutan dan zat yang tidak terlarut. Pada keadaan kesetimbangan ini kecepatan melarut sama dengan kecepatan mengendap dan konsentrasi zat dalam larutan akan selalu tetap. Secara umum panas kelarutan adalah positif (endotermis) sehingga menurut Van’t Hoff makin tinggi temperatur maka akan semakin banyak zat yang larut. Sedangkan untuk zat-zat yang panas pelarutannya negatif (eksotermis), maka semakin tinggi suhu akan makin berkurang zat yang dapat larut.
1.2 Rumusan Masalah
Bagaimana cara menentukan pengaruh suhu terhadap kelarutan suatu zat dan panas kelarutan ?
2.1 Materials Safety Data Sheet (MSDS) Bahan
2.1.1 AsamOksalat (H2C2O4)
Asam oksalat adalah senyawa kimia yang memiliki rumus H2C2O4 dengan nama sistematis asam etanadioat. Asam dikarboksilat paling sederhana ini biasa digambarkan dengan rumus HOOC-COOH. Merupakan asam organik yang relatif kuat, 10.000 kali lebih kuat daripada asam asetat. Di-anionnya, dikenal sebagai oksalat, juga agen pereduktor.
Banyak ion logam yang membentuk endapan tak larut dengan asam oksalat, contoh terbaik adalah kalsium oksalat (CaOOC-COOCa), penyusun utama jenis batu ginjal yang sering ditemukan.
Asam oksalat dalam keadaan murni berupa senyawa kristal, larut dalam air (8% pada 10o C) dan larut dalam alkohol. Asam oksalat membentuk garam netral dengan logam alkali (Na,K), yang larut dalam air (5-25 %), sementara itu dengan logam dari alkali tanah, termasuk Mg atau dengan logam berat, mempunyai kelarutan yang sangat kecil dalam air. Jadi kalsium oksalat secara praktis tidak larut dalam air. Berdasarkan sifat tersebut asam oksalat digunakan untuk menentukan jumlah kalsium. Asam oksalat ini terionisasi dalam media asam kuat.
Asam oksalat mempunyai massa molar 90.03 g/mol (anhidrat) dan 126.07 g/mol (dihidrat), rupa putih, kepadatan dalam fase 1,90 g/cm³ (anhidrat) dan 1.653 g/cm³ (dihidrat), kelarutan dalam air 9,5 g/100 mL (15°C), 14,3 g /100 mL (25°C?), dan 120 g/100 mL (100°C), dan titik didih sebesar 101-102°C (dihidrat) (Anonim, 22 oktober 2010).
2.1.2 Natrium Hidroksida (NaOH)
Natrium hidroksida murni merupakan padatan putih; tersedia di pellet, serpih, butiran dan sebagai larutan 50% jenuh. Ini adalah higroskopis dan mudah menyerap air dari udara, sehingga harus disimpan dalam kedap udara wadah. Sangat larut dalam air dengan pembebasan panas. Ini juga larut dalam etanol dan metanol, meskipun pameran kelarutan rendah dalam larutan daripada kalium hidroksida. Natrium hidroksida cair juga merupakan basa kuat, tapi suhu tinggi batas yang diperlukan aplikasi. Hal ini tidak larut dalam eter dan pelarut non-polar. Sebuah natrium hidroksida larutan akan meninggalkan noda kuning pada kain dan kertas (Anonim, 22 oktober 2010).
NaOH mempunyai sifat Δ H ° pembubaran untuk diencerkan berair -44,45 kJ / mol. Dari larutan berair pada 12,3-61,8 ° C, mengkristal di monohidrat, dengan titik lebur 65,1 ° C dan densitas 1,829 g / cm 3. Δ H° form -734.96 kJ / mol. Monohidrat dari -28 ke -24 ° C. Heptahidrat dari -24 ke -17,7 ° C. -17,7 Ke Pentahydrate dari -5,4 ° C. Tetrahydrate (α-berubah), di -5, 4-12,3 ° C juga tahu metastabil β-NaOH 4 * H 2 O. Yang di atas 61,8 ° C adalah mengkristal (Anonim, 22 oktober 2010).
2.1.3 Indikator Phenolptalein (C20H14O4)
Indikator asam-basa (fenoftalen) menunjukkan bahwa suatu larutan bersifat asam atau basa. Indikator asam-basa seperti pp (fenoftalen) mempunyai warna tertentu pada trayek pH / rentang pH tertentu => yang ditunjukkan dengan perubahan warna indikator. Kalau indikator pp, merupakan indikator yang menunjukkan pH basa, karena dia berada pada rentang pH antara 8,3 hingga 10,0 (dari tak berwarna – merah pink). Kalau pada percobaan Anda ketika NaOH diberi fenoftalen, lalu warnanya berubah menjadi merah lembayung, maka trayek pH-nya mungkin sekitar 9-10 (Anonim, 22 oktober 2010).
2.1.4 GaramDapur
Natrium klorida, juga dikenal sebagai garam, garam dapur, garam meja, atau garam karang, merupakan senyawa ionik dengan rumus NaCl. Natrium klorida adalah garam yang paling bertanggung jawab atas kadar garam dari laut dan dari cairan ekstraselular multiseluler dari banyak organisme. Sebagai bahan utama garam bisa dimakan, itu biasanya digunakan sebagai bumbu dan makanan pengawet. NaCl mempunyai massa molar 58,443 g / mol, tidak berwarna, berbau, kepadatannya 58,443 g / mol, titik lebur 801 °C, dan titik didih 1413oC (Anonim, 22 oktober 2010).
2.2 Entalpi
Jika sebuah sistem bebas untuk mengubah volumenya terhadap tekanan luar yang tetap, perubahan energi dalamnya tidak lagi sama dengan energi yang diberikan kepada kalor. Energi yang diberikan sebagai kalor diubah menjadi kerja untuk memberikan tekanan balik terhadap lingkungannya, sehingga dU<dq. Kita akan menunjukkan bahwa pada tekanan tetap, kalor yang diberikan sama dengan perubahan dalam sifat termodinamika yang lain dari sistem, yaitu entalpi H (Atkins, 1993 : 44).
Entalpi pelarutan standart merupakan perubahan entalpi standart jika zat itu melarut di dalam pelarut dengan sejumlah tertentu. Entalpi pembatas pelarutan adalah perubahan entalpi standart jika zat melarut dalam pelarut dengan jumlah tak terhingga, sehingga interaksi antara dua ion (atau molekul terlarut untuk zat bukan elektrolit) dapat diabaikan (Atkins, 1999 : 50).
Untuk menentukan perubahan entalpi yang terjadi pada larutan, maka konsentrasi larutannya perlu ditetapkan terlebih dahulu. Panas pelarutan suatu zat adalah perubahan entalpi yang terjadi bila 1 mol zat itu dilarutkan ke dalam suatu pelarutan untuk mencapai konsentrasi tertentu. Panas pelarutan tersebut dinamakan panas pelarutan integral atau panas pelarutan total. Panas pelarutan bukan bergantung pada jenis zat yang dilarutkan, jenis pelarut, suhu, dan tekanan, tetapi bergantung pada konsentrasi larutan yang hendak dicapai (Alberty, 1992 : 32).
Ada beberapahal yang harus diperhatikan pada perubahanentalpi :
∆H, ∆E atau q positif, artinya system memperoleh tenaga.
W>0 → kerja dilakukan oleh sistem
W<0 → kerja dilakukan terhadap system (Sukardjo, 1997 : 34).
Panas pelarutan adalah panas yang menyertai reaksi kimia pada pelarutan mol zat solute dalam n mol solvent pada tekanan dan temperature yang sama. Hal ini disebabkan adanya ikatan kimia dari atom-atom. Panas pelarutan dibagi menjadi dua yaitu panas pelarutan integral dan panas pelarutan diferensial. Panas pelarutan didefinisikan sebagai perubahan entalpi yang terjadi bila dua zat atau lebih zat murni dalam keadaan standar dicampur pada tekanan dan temperatur tetap untuk membuat larutan (Alberty, 1992 : 35).
Bila suatu zat terlarut dilarutkan dalam pelarut, kalor dapat diserap atau dilepaskan, kalor reaksi bergantung pada konsentrasi larutan akhir. Bila zat terlarut dilarutkan dalam pelarut yang secara kimia sama dan tidak ada komplikasi mengenai ionisasi atau solvasi, kalor pelarutan hamper sama dengan peluluhan. Kalor pelarutan, integral antara 2 kemolalan m1 dan m2 adalah kalor yang menyertai pengenceran tertentu dengan konsentrasi M, yang mengandung 1 mol zat terlarut dengan pelarut murni untuk membuat larutan dengan konsentrasi m2 (Alberty, 1992: 34).
Pengaruh temperatur tergantung dari panas pelarutan. Bila panas pelarutan (∆H) negatif, daya larut turun dengan naiknya temperatur. Bila panas pelarutan (∆H) positif, daya larut naik dengan naiknya temperatur. Tekanan tidak begitu berpengaruh terhadap daya larut zat padat dan cair, tetapi berpengaruh pada daya larut gas (Sukardjo, 1997 : 142).
Pada larutan jenuh terjadi kesetimbangan antara zat terlarut dalam larutan dan zat yang tidak terlarut. Pada keadaan kesetimbangan ini kecepatan melarut sama dengan kecepatan mengendap dan konsentrasi zat dalam larutan akan selalu tetap. Jika kesetimbangan terganggu dengan adanya perubahan temperatur maka konsentrasi larutannya akan berubah. Menutur Van’t Hoff pengaruh temperatur terhadap kelarutan dinyatakan sebagai berikut :
d ln S/dt = (∆H)/RT2
dengan mengintegralkan dari T1 ke T2 maka akan dihasilkan
ln S2/S1 = (∆H/R) (T1-1-T2-1).
Ln S = -(∆H)/RT + konstanta
Dimana :
S1,S2 = kelarutan masing – masing zat pada temperature T1 dan T2 (g/1000gram solven).
∆H = panas pelarutan (panas pelarutan/ g (gram)).
R = konstanta gas umum.
Secara umum panas pelarutan adalah positif (endodermis) sehingga menurut Van’t Hoff makin tinggi temperatur maka akan semakin banyak zat yang larut. Sedangkan untuk zat – zat yang panas pelarutannya negatif (eksotermis), maka semakin tinggi suhu maka akan semakin berkurang zat yang dapat larut (Tim Kimia Fisika, 2009 : 2).
4.2 Pembahasan
Pada percobaan kali ini praktikan menentukan kelarutan asam oksalat pada temperatur 6°C,10° C,14° C,18° C, 22° C dan 26° C. Asam oksalat dilarutkan dalam air sampai keadaan jenuh, dimana suatu zat sudah tidak dapat larut lagi (mengendap) dalam pelarut dengan kata lain proses kecepatan melarut serta mengendap larutan tersebut seimbang.
Kelarutan (solubility) suatu zat dalam suatu pelarut menyatakan jumlah maksimum suatu zat yang dapat larut dalam pelarut. Larutan merupakan campuran antara zat cair dan zat padat. Sifat larutan itu sendiri tergantung dari jumlah partikel zat terlarut (baik molekul maupun ion) dan tidak tergantung pada jenis parikelnya, oleh karena itu sifat larutan disebut koligatif yaitu penurunan tekanan uap, penurunan titik beku, kenaikan titik didih, dan tekanan osmosis. Larutan jenuh ialah larutan yang memiliki kesetimbangan dinamik, maksudnya kesetimbangan dinamis disini adalah bahwa kecepatan melarutnya seimbang dengan kecepatan mengendapnya suatu zat.
Larutan zat padat dalam cairan tersebut terbentuk dari dua tahap. Pertama terjadinya penguapan dari zat padat sehingga terbentuk partikel-partikel solut gas yang terisolasi. Tahap ini memerlukan kenaikan energi potensial. Kedua, pertikel solut dibawa ke solven dimana partikel-partikel tersebut mengelilingi solven, tahap ini akan merendahkan energi potensial. Pengurangan energi potensial disebut energi solvatasi dari pelarut atau bila pelarutnya air disebut energi hidrasi (Brady, 1998 : 597-598).
Pada percobaan ini larutan asam oksalat jenuh kemudian dititrasi dengan menggunakan NaOH dan penambahan indicator PP. Larutan ini dititrasi dengan NaOH bertujuan untuk mengetahui konsentrasi asam oksalat dengan tepat sedangkan penambahan indikator pp bertujuan untuk mengetahui adanya perubahan fisika pada titik akhir titrasi yang ditandai dengan perubahan warna.
Reaksi antara asam oksalat dengan NaOH merupakan reaksi antara asam lemah dengan basa kuat. Reaksi antara asam lemah dan basa kuat mencapai titik ekivalen pada PH > 7, sehingga harus digunakan indikator yang memiliki trayek kerja pada daerah pH diatas 7. Indikator yang digunakan pada percobaan adalah indikator PP (fenolptalein) yang memiliki trayek pH antara 8,2 – 10,0. Pada percobaan ini, perubahan PP dari tidak berwarna menjadi berwarna merah muda. Dari titrasi yang kita lakukan terhadap larutan jenuh asam oksalat dengan perlakuan suhu yang berbeda-beda, dapat kita ketahui kelarutan asam oksalat pada masing-masing suhu.
4.2.2 Fungsi garam
Dalam percobaan ini dilakukan penambahan garam, hal ini dilakukan bertujuan untuk menurunkan titik beku air serta meningkatkan titik didih agar es akan tetap membeku dalam waktu yang agak lama sehingga memudahkan percobaan ini terutama percobaan yang di lakukan pada suhu yang rendah.
4.2.3 Pengaruh suhu
Kelarutan zat padat dalam air semakin tinggi bila suhunya dinaikkan. Adanya kalor (panas) mengakibatkan semakin renggangnya jarak antar molekul zat padat tersebut. Merenggangnya jarak antar molekul zat padat menjadikan kekuatan gaya antar molekul tersebut menjadi lemah sehingga mudah terlepas oleh gaya tarik antar molekul-molekul air dan terjadi kelarutan. Energi kinetik rata-rata molekul pada suhu tinggi lebih besar daripada energi kinetik rata-rata molekul pada suhu rendah.
Pengaruh temperatur pada kelarutan gas umumnya berkurang pada temperatur yang lebih tinggi. Misalnya, jika air dipanaskan, maka timbul gelembung-gelembung gas yang keluar dari dalam air, sehingga gas yang terlarut dalam air tersebut menjadi berkurang. Kebanyakan zat padat kelarutannya lebih besar pada temperatur yang lebih tinggi. Pada larutan jenuh terdapat kesetimbangan antara proses pelarutan dan proses pengkristalan kembali. Jika salah satu proses bersifat endoterm, maka proses sebaliknya bersifat eksoterm. Jadi jika proses pelarutan bersifat endoterm, maka kelarutannya bertambah pada temperatur yang lebih tinggi. Sebaliknya jika proses pelarutan bersifat eksoterm, maka kelarutannya berkurang pada suhu yang lebih tinggi.
4.2.4 Pengaruh tekanan
Faktor berikutnya adalah pengaruh tekanan pada kelarutan, Perubahan tekanan pengaruhnya kecil terhadap kelarutan zat cair atau padat. Sebab suatu tekanan berhubungan dengan volum dan volum cairan itu sendiri tidak mengalami perubahan yang besar, hal ini berbeda dengan volum gas. Partikel gas geraknya lebih bebas dibandingkan dengan cairan, sehingga pengaruh tekanan pada zat cair lebih kecil dibanding pengaruhnya terhadap gas.
4.2.4 Reaksi endoterm dan eksoterm
Ketika asam oksalat dilarutkan dalam air, campuran tersebut menjadi dingin, hal itu menunjukkan bahwa proses melarutnya asam oksalat adalah endoterm. Hal ini dibuktikan dengan makin sedikitnya jumlah asam oksalat yang larut seiring dengan turunnya suhu, yakni pada suhu yang semakin rendah maka akan terdapat endapan yang semakin banyak serta pada waktu dilakukan pengadukan, suhu larutan turun dan diluar beaker gelas terasa dingin. Begitu juga sebaliknya, jika suatu zat dilarutkan dalam air, campurannya menjadi panas, hal itu menandakan bahwa proses melarutnya tersebut adalah eksoterm. Jumlah panas yang diabsorbsi atau dilepaskan bila suatu zat membentuk larutan disebut panas larutan, yang diberi simbol ∆Hpelarutan. Panas pelarutan adalah perbedaan energi yang dimiliki larutan setelah terbentuk dan energi yang dimiliki komponen larutan sebelum dicampur. Jadi :
∆Hpelarutan = ∆Hpelarutan – ∆Hkomponen
besarnya panas kelarutan dapat memberikan keterangan mengenai gaya tarik relatif antara bermacam-macam partikel dalam larutan tersebut.
BAB.5 PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Semakin tinggi suhu maka semakin besar tingkat kelarutannya.
Tekanan tidak berpengaruh besar terhadap kelarutan.
Digunakan garam sebagai penurun titik beku air serta meningkatkan titik didih air.
Eksoterm merupakan proses pelepasan kalor dari sistem ke lingkungan.
Endoterm ialah proses penyerapan kalor dari lingkungan ke sistem.
Percobaan entalpi pelarutan ini merupakan proses endoterm.
5.2 Saran
Selalu periksa kondisi alat sebelum melakukan percobaan guna mendapatkan hasil yang lebih akurat.
Selalu tingkatkan ketelitian dalam pengamatan untuk mendapatkan hasil yang optimal.
Ikuti petunjuk asisten dan buku penuntun untuk meminimalisasi kesalahan.
DAFTAR PUSTAKA
Alberty, Robert.A. 1991. Kimia Fisik. Jakarta : Erlangga.
Anonim. 2010. Asam Asetat. http://www.id.wikipedia.org/Asam-Asetat diakses tanggal 22 oktober 2010.
Anonim. 2010. Natrium Hidroksida. http://www.id.wikipedia.org/Natrium-Hidroksida diakses tanggal 22 oktober 2010.
Anonim. 2010. Natrium Klorida. http://www.id.wikipedia.org/Natrium-Klorida diakses tanggal 22 oktober 2010.
Anonim. 2010. Pheolptealein. http://www.id.wikipedia.org/Phenolptealein diakses tanggal 22 oktober 2010.
Atkins, Pw. 1999. Kimia Fisika Jilid 1 edisi ke-4. Jakarta: Erlangga.
Brady, James. 1998. Kimia Universitas Asas dan Struktur. Jakarta : Bina Rupa Aksara.
Sukardjo. 1997. Kimia Fisika. Rineka Cipta: Jakarta.
Tim Kimia Fisika. 2010. Penuntun Praktikum Termodinamika kimia. UNEJ: Jember.
0 saran:
Posting Komentar