BAB
I
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. Pada larutan jenuh terjadi kesetimbangan antara zat
terlarut dalam larutan dan zat tidak terlarut. Pada keadaan kesetimbangan ini
kecepatan melarut sama dengan kecepatan mengendap dan konsentrasi zat dalam
larutan akan selalu tetap (Sukardjo, 2002).
Secara
umum panas kelarutan adalah positif (endotermis) sehingga menurut Vant Hoff semakin
tinggi temperatur maka akan semakin banyak zat yang larut. Sedangkan untuk
zat-zat yang panas pembentukannya negatif (eksotermis), maka akan semakin
tinggi suhu akan semakin berkurang zat yang larut. Pada
keadaan gas, atom atau molekul terletak saling berjauhan. Pada keadaan padat,
atom, ion, atau molekul terletak sangat berdekatan dan saling bersinggungan.
Pada cairan walaupun atom/molekul sangat berdekatan, tapi tidak saling
bersinggungan. Hal ini menyebabkan cairan dapat mengalir. Kemampuan untuk
mengalir adalah suatu sifat yang membedakan cairan dengan padatan (Hardjono, 2005).
1.2 Tujuan
Percobaan
Percobaan ini bertujuan untuk memperkenalkan kurva
pendinginan cairan murni dan larutan, memperlihatkan peristiwa penurunan titik
beku yang disebabkan penambahan zat terlarut dan menghitung entropi dan entalpi
pembekuan dengan menggunakan persamaan Vant Hoff.
BAB II
TINJAUAN
KEPUSTAKAAN
Entalpi yang berhubungan erat dengan energi dalam
tidak dapat diukur, tetapi
hanya dapat didefinisikan dengan cara lain sehingga menjadi fungsi keadaan.
Untuk keadaan sistem tertentu terhadap nilai H yang khas. Ciri lain dari fungsi
keadaan adalah bahwa selisih nilai fungsi dua keadaan yang berbeda
dari besarnya khas.
Energi dalam yang telah dijelaskan sebagai seluruh energi berkaitan dengan
partikel-partikel materi di dalam sistem yaitu sesuatu yang tidak dapat diukur. Tetapi
energi
dalam hanya tergantung pada
keadaan yang merupakan ciri suatu sistem dan tidak pada bagaimana keadaan
tersebut saat dicapai. Kondisi suatu sistem mengacu pada keadaannya
dan setiap sifat yang hanya
tergantung pada keadaan dari suatu sistem disebut fungsi keadaan (Brady, 1999).
Untuk proses reversibel, perubahan entropi total dan sistem serta sekelilingnya sama dengan nol. Demikian pula perubahan entropi untuk
proses siklus sama dengan nol. Proses-proses reversibel selalu berjalan sangat
lama. Ini berarti proses-proses yang terjadi pada waktu yang pendek berupa proses irreversibel dan
tentu saja diikuti dengan kenaikan entropi dari sistemnya sendiri atau sistem
dan sekitarnya (Sukardjo, 2002).
Entropi
merupakan sifat ekstensif, seperti volume dan energi dalam (u). Jadi bergantung
pada massa sistem yang diamati karena S merupakan sistem ekstransif. Hubungan
ini dapat diterapkan terhadap sistem dari segala ukuran. Entalpi digolongkan menjadi beberapa jenis yaitu
entalpi pembentukan standar, entalpi penguraian standar, entalpi pembakaran
standar dan entalpi pelarutan standar. Pada larutan jenuh terjadi kesetimbangan
antara zat terlarut dalam larutan dan zat tidak terlarut. Pada keadaan
kesetimbangan ini kecepatan melarut sama dengan kecepatan mengendap dan
konsentrasi zat dalam larutan akan selalu tetap
(Suyono, 1998).
Entropi zat
padat bertambah apabila ia melebur menjadi cair dan semakin tinggi apabila zat
cair berubah menjadi gas. Sistem dan lingkungan pada suhu peralihan T dimana
kedua fasa berada dalam keseimbangan pada tekanan 1 atm. Pada titik peralihan, perpindahan energi diantara sistem dan lingkungan adalah
terbalik. Pada tekanan tetap, titik lebur dari sebuah benda padat adalah suhu di mana benda tersebut akan berubah wujud menjadi
benda cair. Ketika dipandang dari sisi yang berlawanan (dari cair menjadi
padat) yang disebut dengan titik beku. Pada sebagian besar benda, titik lebur dan titik beku biasanya
sama, contohnya yaitu titik lebur dan titik beku dari raksa yaitu 234,32 kelvin (38,830C atau -37,890F). Namun beberapa substansi lainnya
memiliki temperatur titik beku berbeda contohnya yaitu agar-agar, mencair pada suhu 850C (1850F) dan
membeku dari suhu 32-400C (Sukardjo, 2002).
Telah diketahui
bahwa penambahan panas pada cairan pada titik didihnya tidak menaikkan suhu
cairan. tetapi panas tersebut digunakan untuk mengubah cairan menjadi gas.
Gejala yang sama juga terjadi pada titik lebur dari padatan, di mana panas yang
ditambahkan digunakan untuk mengubah padatan menjadi cairan. Suatu pendinginan
dihasilkan bila panas diteteskan pada kecepatan yang sama dari suatu senyawa.
Dalam proses pendinginan, suhu tidak turun dan partikel berkurang dalam gerak
tersebut (Hardjono, 2005).
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 (Suyono,
1998).
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 semakin
tinggi temperatur maka akan semakin banyak zat yang larut. Sedangkan untuk
zat-zat yang panas pelarutannya negatif (eksotermis), maka semakin tinggi suhu
akan semakin berkurang zat yang dapat larut (Hardjono, 2008).
Pada keadaan gas, atom
atau molekul terletak saling berjauhan. Pada keadaan padat, atom, ion atau
molekul terletak sangat berdekatan dan saling bersinggungan. Pada cairan
walaupun atom/molekul sangat berdekatan, tapi tidak saling bersinggungan. Hal
ini menyebabkan cairan dapat mengalir. Kemampuan untuk mengalir adalah suatu
sifat yang membedakan cairan dengan padatan. Cairan mempunyai struktur yang
berbeda antara padatan dan gas (Brady, 1999).
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
Alat yang
digunakan pada percobaan ini adalah tabung reaksi, termometer 100 0C,
erlenmeyer 250 ml, gelas piala 400 ml dan stopwatch.
Bahan yang digunakan
pada percobaan ini adalah Naftalen, difenilamina dan kain wol.
3.2 Skema Kerja
Selongsong dibuat
dari kertas dengan cara
dililitkan pada sekeliling tabung reaksi, kemudian tabung tersebut ditempatkan
di tengah-tengah gelas piala 400 ml dan diruang kosong sekeliling tabung reaksi
diisi dengan zat isolator seperti kain wol. Kemudian tabung
reaksi diangkat, lalu dimasukkan naftalena yang beratnya diketahui dengan tepat.
Sementara itu
dipanaskan air dalam labu erlenmeyer sehingga suhunya mencapai 90 0C
dan kemudian dipanaskan tabung reaksi pada air panas tadi. Setelah semua
naftalen mencair, diperiksa apakah jumlahnya cukup untuk menutupi wadah air
raksa pada termometer yang dicelupkan kedalamnya. Kemudian ditempatkan tabung
reaksi ke dalam gelas piala dengan bahan isolasi dan dimulai menghitung waktu
dengan stopwatch serta mengukur suhu dengan termometer.
Cairan naftalen diaduk
secara hati-hati dengan menggunakan termometer dan setiap 30 detik dicatat suhu
sampai 0,10C. Pembacaan dilanjutkan beberapa menit setelah titik
beku dicapai. Difenilamina sebanyak 1,5 gram ditimbang
secara tepat + (0,001), ditambahkan ke dalam tabung reaski yang berisi
naftalen kemudian dipanaskan kembali tabung reaksi pada air panas sampai semua
naftalen mencair, kemudian diulangi pencatatan suhu dan waktu seperi langkah 4. Langkah 5 diulangi dengan penambahan difenilamina tetapi dijaga agar
banyaknya tidak melebihi 0,55. Penambahan difenilamina diulangi sebanyak
kiran-kira 4 kali dengan masing-masing
beratnya sekitar 1,5 gram. Setiap kali sesudah penambahan dilakukan pencatatan
suhu dan waktu.
BAB IV
DATA
HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
4.1
Data
Hasil Pengamatan
Tabel 4.1 Data
hasil pengamatan
Waktu (m)
|
Suhu naftalena murni (0C)
|
Penambahan difenilamin (0C)
|
0
|
85
|
73
|
0,5
|
80
|
72
|
1
|
78
|
69
|
1,5
|
55
|
67
|
Tabel 4.2Penentuan titik beku
No.
|
Variabel
|
Naftalena murni
|
Larutan I
|
1
|
Berat naftalena
|
6 gram
|
6 gram
|
2
|
Mol naftalena
|
0,046 mol
|
-
|
3
|
Berat difenilamina
|
-
|
1,5 gram
|
4
|
Mol difenilamina
|
-
|
0,089 mol
|
5
|
Total mol
|
0,046 mol
|
0,054 mol
|
6
|
Fraksi mol C10H8
|
0,83
|
0,16
|
7
|
Ln x C10H8
|
-0,17
|
-1.83
|
8
|
Tb (K)
|
328 K
|
340 K
|
9
|
1/Tb (K-1)
|
0,0030 K-1
|
0,0020 K-1
|
4.2 Pembahasan
Entalpi merupakan perubahan energi yang dibutuhkan
suatu zat untuk melakukan kerja. Entalpi peleburan merupakan banyaknya energi
yang dibutuhkan untuk merubah wujud dari padat menjadi cair. Sedangkan entropi
adalah derajat ketidakteraturan suatu sistem. Entropi zat padat bertambah
apabila ia melebur menjadi cair dan semakin tinggi apabila zat cairnya berubah
menjadi gas. Untuk proses reversibel,
perubahan entropi total dan sistem serta sekelilingnya sama dengan nol. Demikian pula perubahan entropi untuk
proses siklus sama dengan nol. Proses-proses reversibel selalu berjalan sangat
lama. Ini berarti proses-proses yang terjadi pada waktu yang pendek berupa proses irreversibel dan
tentu saja diikuti dengan kenaikan entropi dari sistemnya sendiri atau sistem
dan sekitarnya.
Percobaan
ini dilakukan untuk menentukan titik beku pelarut murni yaitu naftalena serta
melihat pengaruh penambahan zat terlarut yaitu difenilamina ke dalam pelarut
murni. Pada perlakuannya, naftalena dicairkan terlebih dahulu di dalam penangas
air yang memiliki suhu 900C. Setelah naftalena mencair secara
sempurna, maka ditentukan titik bekunya di dalam penangas es. Suhu awal
naftalena ketika dimasukkan ke dalam penangas es yaitu 850C dan suhu
semakin turun hingga menit ke 1,5. Titik beku akhir naftalena dapat dilihat
ketika naftalena membeku secara keseluruhan yaitu pada suhu 550C.
Titik beku yang diperoleh sangat berbeda dengan titik beku naftalena
sebelumnya, dimana secara teoritik titik beku naftalena 80,40C.
Perbedaan titik beku naftalena secara praktikum dan teoritik ini disebabkan
karena naftalena yang digunakan belum sepenuhnya murni, dimana masih terdapat
zat pengotor lainnya sehingga titik bekunya sulit untuk ditentukan.
Perlakuan selanjutnya yaitu penambahan zat terlarut
yaitu difenilamina. Penambahan zat terlarut ini bertujuan untuk melihat
pengaruh penambahan zat terlarut terhadap titik beku naftalena. Naftalena yang
telah membeku pada perlakuan pertama dimasukkan difenilamina dan dicairkan
kembali di dalam penangas air dengan suhu awal 730C. Titik beku yang
diperoleh meningkat dari 550C menjadi 670C. Hasil yang
diperoleh tidak sesuai dengan teoritik, dimana berdasarkan teoritik apabila
adanya penambahan zat terlarut suhu akan semakin menurun. Hal ini disebabkan
karena titik beku difenilamina jauh lebih rendah daripada titik beku naftalena,
sehingga naftalena sulit untuk membeku. Peristiwa penurunan titik beku yang
terjadi ini disebut dengan peristiwa lewat beku. Perbedaan hasil yang diperoleh
secara praktikum dengan teoritik dapat disebabkan karena oleh kelalaian
praktikan dalam mengamati suhu yang tertera pada termometer.
Hasil
yang diperoleh dari praktikum yang telah dilakukan, maka dapat dibuat sebuah
kurva pendinginan. Kurva yang diperoleh mengalami penurunan, disebabkan karena
pada saat naftalena mulai membeku, titk beku yang dihasilkan semakin rendah.
Berdasarkan perhitungan, perubahan entalpi (ΔH) bernilai positif yaitu
0,0142 J/mol.K yang menunjukkan bahwa terjadinya reaksi endotermik. Reaksi
endotermik adalah reaksi yang melepaskan energi dari sistem ke lingkungannya.
Begitu pula dengan perubahan entropi (ΔS) juga bernilai positif, yaitu 0,0144
J/mol.K. Nilai positif ini menunjukkan bahwa pada reaksi kimia tersebut terjadi
perubahan entropi dari keadaan teratur menjadi kurang teratur, sehingga reaksi
dapat dikatakan berlangsung secara spontan. Perubahan entropi menunjukkan bahwa
larutan menjadi cairan.
BAB V
KESIMPULAN
Berdasarkan dari hasil percobaan dan pengamatan yang
telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa :
·
Titik beku naftalena murni yang diperoleh yaitu suhu 55 0C.
·
Titik beku naftalena yang ditambahkan difenilamina yaitu 67 0C.
· Perbedaan nilai titik beku naftalena secara praktikum dengan teoritik
disebabkan karena naftalena yang digunakan pada praktikum masih mengandung
pengotor.
· ΔH bernilai positif menunjukkan reaksi berlangsung secara tidak spontan
dengan nilai ΔH = 0,0142 J/mol.K.
· ΔS bernilai positif menunjukkan bahwa reaksi berlangsung secara tidak
spontan dengan nilai ΔS = 0,0144 J/mol.K.
·
Entropi akan semakin meningkat jika larutan menjadi cairan.
DAFTAR
PUSTAKA
Brady, James. 1999. Kimia Universitas Azas & Struktur Jilid 1, Edisi ke-5. Diterjemahkan dari
University Chemistry Principles and Structure of Volume 1 ,5th edition oleh Hardjono
Sastrohamidjojo. Erlangga. Jakarta.
Harjono.
2005. Kimia Fisika. Erlangga.
Jakarta.
Keenan. 1996. Kimia Untuk Universitas. Diterjemahkan dari Chemistry for University oleh
Pudjaatmaka. 1996. Erlangga. Jakarta.
Sastrohamidjojo, Hardjono. 2008. Kimia Dasar. Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.
Sukardjo.
2002. Kimia Fisika. Bineka Cipta.
Jakarta.
Suyono. 1998. Kimia Fisika I. PT.Cipta Aditya Bakti. Bandung.
Suyono. 1998. Kimia Fisika I. PT.Cipta Aditya Bakti. Bandung.
No comments:
Post a Comment