Berat Molekul Non Volatil

BAB I

Tujuan

Menentukan berat molekul suatu zat yang tidak mudah menguap dengan metode titik beku, dan menentukan harga Kb suatu pelarut.

BAB II

Dasar Teori

Penentuan berat molekul jenis larutan yang bersifat tidak mudah menguap (nonvolatil) yaitu dengan cara penurunan titik beku. Untuk larutan jenis non volatil tetap menurunkan tekanan uap larutan, makin banyak larutan makin jauh juga penurunan ini. Disini kurva tekanan uap dan kurva peleburan/pencairan pelarut salin merupakan cermin satu sama lain pada diagram fasa pelarut murninya.

Diagram fasa pelarut murni digambarkan sebagai garis tipis, sedangkan untuk yang mengandung larutan sebagai garis tebal. Titik beku dan titik didih pelarut dituliskan sebagai tb° dan td°. Titik yang serupa untuk larutan dituliskan sebagai tb dan td. Penurunan titik beku dan penaikan titik didih ditunjukkan sebagai ΔTb dan ΔTd. Perpotongan kurva tekanan uap dan dengan kurva sublimasi untuk pelarut yang mengandung larutan volatil terletak pada suhu yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya. Demikian juga kurva pelebur tergeser ke arah suhu yang lebih rendah.  

Gbr 41

Perhatikan cara memperoleh titik didih dan titik beku dari diagram ini, yaitu dengan mendapatkan titik potong kurvanya dengan garis tekanan tetap pada P = 1 atm. Pada gambar dihasilkan empat titik yaitu untuk pelarut murni maupun untuk larutan turun, sedangkan titik didihnya naik.

Syarat yang diperlukan disini adalah bahwa larutan larut dalam pelarut, tetapi tidak larut dalam pelarut bentuk padatan, dan kebanyakan larutan memang demikian. Penurunan titik beku dan penaikan titik didih berbanding lurus dengan penurunan tekanan uap, atau artinya berbanding lurus dengan fraksi mol. Untuk larutan sangat encer, maka tekanan uap zat terlarut dapat diabaikan. |    P1   |   |    P2     |

| Murni |   | Larutan |

Dengan,

P1 = tekanan muni

P2 = tekanan uap sesudah diberi zat terlarut

Menurut hukum Raoult:

P = X1.P°

X1 = P / P°

Dengan,

P = tekanan uap larutan

P° = tekanan uap pelarut murni

X1 = mol fraksi terlarut

Dari persamaan diatas dapat ditarik In, sehingga persamaan menjadi:

In P / P° = In X1

X1 + X2 = 1 ----------> X1 = 1 - X2

In P / P° = In (1 - X2)

Menurut hukum Clausius Clayperon:

In P / P° = - ΔHf/R (1/ To-1/T)

In P / P° = - ΔHf (T - To)

                      RT.To

             = - ΔHfΔTb    ,karena To dan T hampir sama, maka To = To

                   RT.To       

            = - ΔHfΔTb

                   RTo²

Dengan,

To = tb murni

T   = tb larutan

Menurut persamaan Raoult maka In In P / P° = In (1 - X2), sehingga terjadi persamaan

In (1 - X2)  = - ΔHfΔTb        Untuk larutan yang sangat encer In (1 - X2) = - X2

                        RTo²

          -X2 = - ΔHfΔTb

                       RTo²

ΔTb = RTo^2.  x2

           ΔHf

      =    RTo² G2/M2

        1000 H f M2 G1

      = Kb 1000KbG2

                 ΔTbG1

Dengan,

G1 = berat pelarut

G2 = berat zat terlarut

Tb = penurunan titik beku

Kb = konstanta penurunan titik beku molal, merupakan sifat khusus pelarut menunjukkan penurunan titik beku apabila 1 mol zat dilarutkan dalam 1000 gram pelarut.

Konstanta penurunan titik disebut juga krisoskopik, dan konstanta kenaikan titik didih disebut juga ebulioskopik.

Gbr 42

Kurva pendinginan pelarut murni patah horizontal pada titik A sampai B, sedangkan untuk larutan patah pada titik X, pada titik X pelarut mulai membeku keluar dari larutannya (titik beku). Sedangkan garis horizontal Y dan Z menunjukkan pembekuan kedua komponen campuran sebagai campuran padatan (suhu eutetik). Yang dimaksud dengan titik beku larutan adalah titik X (diasumsikan larutan tidak larut dalam pelarut padat). Pada titik A, X, dan Y dapat pula terjadi peristiwa lewat dingin (supercooling).

Konstanta-konstanta penurunan titik beku (Kb) dan kenaikan titik didih (Kd):

Pelarut	Kba	Kda
Asam asetat	3,90	3,07
Benzena	4,90	2,53
Nitrobenzena	7,00	5,24
Fenol	7,40	3,56
Air	1,86	0,512

Nilai-nilai ini adalah untuk penurunan titik beku dan kenaikan titik didih terhitung untuk suhu dalam derajat celcius, dan larutan 1 mol larutan dalam 1 kg pelarut

Satuan: C kg pelarut (mol larutan)

BAB III

Alat dan Bahan

* Alat:

1. Pipet volume 25 ml, 1 buah

2. Tabung reaksi10 ml, 3 buah

3. Termometer

4. Batang pengaduk

5. Gelas kimia 600 ml, 2 buah

6. Stopwatch

7. Bulp

* Bahan:

1. Es batu

2. Asam asetat glasial

3. Urea

4. NaCl

BAB IV

Prosedur Kerja

A. Penentuan titik beku pelarut:

1. Dimasukkan asam asetat glasial ke tabung reaksi 10 ml.

2. Tempatkan termometer dan batang pengaduk dalam tabung reaksi.

3. Letakkan tabung reaksi ke gelas kimia 600 ml berisi es batu.

4. Diaduk larutan secara perlahan-lahan. Baca skala termometer (suhu) setiap 30 detik sampai suhunya konstan (tetap). Diulangi sampai 3 kali.

5. Dikeluarkan tabung reaksi dan gelas kimia pada suhu kamar.

B. Penentuan titik beku larutan Urea:

1. Dibuat larutan Urea 0,25 M dalam pelarut asam asetat glasial.

2. Dimasukkan tabung reaksi ke dalam gelas kimia 600 ml yang berisi air es batu.

3. Dicatat suhu larutan setiap 30 detik sampai suhu konstan. 1-4 kali pembacaan.

4. Diulangi langkah 2 dan 3, larutan urea 0,50 M dalam pelarut asam asetat glasial.

C.  Penentuan titik beku larutan NaCl:

1. Diambil larutan Nacl 5 ml dan larutan asam asetat glasial 15 ml ke dalam tabung reaksi.

2. Dimasukkan tabung reaksi ke dalam gelas kimia 600 ml yang berisi air es batu.

3. Dicatat suhu larutan setiap 30 detik sampai suhu konstan. 1-4 kali pembacaan.

4. Diulangi langkah 2 dan 3, larutan NaCl 1 M dalam pelarut asam asetat glasial.

BAB V

Hasil Pengamatan    

No	Nama	Massa (gr)	M pelarut	V pelarut	Molal pelarut	tC pelarut	tC terlarut
1	Asetat	------	10 ml	10	---------	---------	13°C
2	Urea	1,38 gr	1,4 ml	2,78	0,25	26,3°C	--------
3	NaCl	5 ml	15 ml	5,15	1 mol	33,3°C	--------

BAB VI

Perhitungan

A. BM Asam asetat glasial

Diket: d = 1 gr/L

          P = 1 atm

          T = 13°C + 273 = 286 K

          R = 0,08206 L atm/mol K

=> BM = (d/P) R . T

           = (1 gr/L | 1 atm) (0,08206 L atm/mol K) (286 K)

           = (1 gr) (23,46916 mol)

           = 23,46916 gr/mol

B. BM Urea (CO(NH2)2)

Diket: d = 0,9857 gr/L

          P = 1 atm

          T = 26,3°C + 273 = 299,3 K

          R = 0,08206 L atm/mol K

=> BM = (d/P) R . T

           = (0,9857 gr/L | 1 atm) (0,08206 L atm/mol K) (299,3 K)

           = (0,9857 gr) (24,560558 mol)

           = 24,20934202 gr/mol

C. BM NaCl

Diket: d = 0,333 gr/L

          P = 1 atm

          R = 33,3°C + 273 = 306,3 K

          T = 0,08206 L atm/mol K

=> BM = (d/P) R . T

           = (0,333 gr/L | 1 atm) (0,08206 L atm/mol K) (306,3 K)

           = (0,333 gr) (25,134978 mol)

           = 8,369947674 gr/mol

BAB VII

Pembahasan

Percobaan ini pada dasarnya bertujuan untuk menentukan berat molekul (Mr)  berdasarkan penurunan titik beku larutan dengan menggunakan pelarut. Langkah pertama yang dilakukan yaitu menentukan titik beku pelarut murni (asam asetat glasial) dengan cara mendinginkan dalam air es sambil mengaduk larutan. Fungsi dari pengadukan adalah agar larutan merata (suhu larutan merata). Adapun suhu konstan yang diperoleh yaitu 13°C. Suhu konstan ini dinyatakan sebagai titik beku.

Tahap selanjutnya yaitu menentukan titik beku larutan. Dalam percobaan ini, digunakan larutan  dengan konsentrasi berbeda yaitu 0,25 molal dan 1 molal. Hal ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan jumlah zat terlarut terhadap penurunan titik beku. Pada larutan dengan konsentrasi 0,25 molal digunakan sebanyak 1,38 gram sedangkan pada larutan 1 molal sebanyak  gram. Asam asetat glasial ini kemudian ditambahkan ke dalam larutan dan diaduk dengan tujuan agar larutan selalu homogen.

Pada larutan Urea dengan konsentrasi 0,25 molal diperoleh titik beku larutan sebesar 26,3°C dengan penurunan titik beku sebesar 13,3°C. sedang pada larutan NaCl dengan konsentrasi 1 molal diperoleh titik beku larutan sebesar 33,3°C dengan penurunan titik beku sebesar 20,3°C.

BAB VIII

Kesimpulan dan Saran

Kesimpulan

Dari hasil analisis data, diperoleh Mr pada larutan Urea 0,25 molal sebesar 24 gram/mol dan pada larutan NaCl1 molal sebesar 8,4 gram/mol.

Pada percobaan ini diketahui bahwa penambahan zat terlarut/konsentrasi larutan berbanding lurus dengan penurunan titik beku.

Saran:

Saran yang dapat saya berikan pada Praktikum Kimia Fisika tentang Penentuan Berat Molekul Zat Non Volatile ini adalah setiap melakukan praktek, praktikan sebaiknya memperhatikan prosedur kerja serta keselamatan kerja. Juga mengecek kesiapan dari perlengkapan alat dan bahan yang digunakan.

BAB IX

Daftar Pustaka

* Modul Ajar Praktikum Kimia Fisika. Prodi Petro Oleo Kimia. PDD AK Paser. Samarinda: POLNES

* http://laporan-kita.blogspot.com/2011/07/penentuan-berat-molekul-mr-berdasarkan.html

Diakses pada 14 Maret 2015