kf ii

TUGAS

KIMIA FISIKA II (AKKC 332)

VOLUM MOLAR PARSIAL

Disusun Untuk Memenuhi Nilai Tugas Mata Kuliah Kimia Fisika II

DosenPembimbing :

Drs. Maya Istyadji, M.Pd

Drs. Iriani Bakti, M.Si

Oleh :

Meta Riana Sari

A1C310034

Reg. A

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BANJARMASIN

2011

PERCOBAAN PENENTUAN JUMLAH MOLAR PARSIALTEORI: Ketika satu campuran 1 mol H2O (yang memiliki volume molar 18 cm3) dengan etanol kuantitas besar, meningkatkan volume ynag diamati tidak 18 cm3. Ini menunjukkan bahwa sifat ekstensif solusi (seperti volume, energi bebas, entalpi, dan lain-lain) tidak dapat benar-benar ditambahkan ketika komponen murni dicampur. Hal yang berada di sekitar molekul sangat penting dalam menentukan seberapa banyak volume yang akan menempati, berapa banyak energi yang akan memiliki, dan lain-lain. Jadi, molekul H2O ynag dikelilingi oleh molekul lain berperilaku sangat berbeda, seperti molekul H2O dikelilingi oleh molekul etanol. Jumlah suatu zat dalam lingkupan masing-masing dikenal sebagai kuantitas molar parsial zat dalam lingkungan tertentu. Untuk sistem biner dengan komponen A dan B, volume molar parsial dari sebuah komponen diberikan oleh:

V A=( ∂V∂nA)T , p ,nB

(1)

di mana V adalah volume total, n adalah jumlah mol A. Volume molar parsial A dimaksudkan perubahan dalam volume per mol dari A yang ditambahkan ketika jumlah A sangat kecil ke solusi pada P konstan dan T. Total volume larutan biner ditentukan dengan menambahkan jumlah masing-masing komponen.

V=nA xV A+nB x V B (2)

dimana VA dan VB adalah volume molar parsial dari A dan B masing-masing. Total volume molar larutan (bila nT = 1) dapat dinyatakan sebagai berikut: V=x A x V A+xB xV B (3) B di mana xA dan xB adalah fraksi mol dari A dan B. Hal ini dimungkinkan untuk menentukan volume molar parsial (atau dalam jumlah molar parsial umum) dari komponen dalam campuran yang spesifik dan karenanya menentukan total volume larutan molar (menggunakan persamaan 3) atau solusi kuantitas (menggunakan persamaan 2).

PROSEDUR: 1. Siapkan sekitar 25 sampel ml larutan etanol dan air mengandung 0, 20, 40, 60 80

dan 100% (wt/wT) dari etanol. Siapkan solusi (larutan) ini dengan akurat, menimbang dua komponen ke dalam botol tertutup. Tentukan kepadatan setiap solusi pada suhu kamar menggunakan langkah kerja (prosedur) berikut: a. Tentukan berat pycnometer oven yang sebelumnya dikeringkan dan

didinginkan pycnometer. b. Mengisi pycnometer kosong dengan air suling, memastikan bahwa

tingkat air di pycnometer mencapai puncak kapiler dan bebas dari gelembung udara.

c. Tentukan berat pycnometer yang diisi dengan air. Ketika melakukan ini, pastikan bahwa bagian luar pycnometer benar-benar kering.

d. Mengingat kepadatan air pada 25oC, ρ = 0.997044 g / ml, dan kepadatan etanol, ρ = 0,791 g / ml, menghitung volume pycnometer:

V=wg−wp

ρ (4)

Dimana wg = berat pycnometer dan air di dalamnya, wp = berat pycnometer saja, dan ρ adalah densitas air pada 25oC.

e. Selanjutnya menimbang pycnometer yang diisi dengan campuran yang berbeda komposisi dari etanol dan air, dan menghitung kepadatan dari solusi (larutan).

PERHITUNGAN1. Volume molar parsial etanol (dalam satuan ml / mol) adalah

V=M wt

kerapat an (5)

Berat molekul etanol pada persamaan 5 adalah 46,07 g / mol. Hitung volume spesifik (yaitu kepadatan timbal balik) dari setiap solusi (larutan).

2. Plot volume spesifik dibandingkan persen berat etanol untuk setiap solusi.3. Menggambar kurva ‘halus (lembut)’ melalui semua titik. 4. Menggambar garis singgung pada kurva ini pada konsentrasi yang berbeda

(yaitu persen berat).5. Tentukan y penyadapan (y-intercept) dari garis singgung pada x = 0% dan

x = 100%.Yang pertama adalah volume spesifik air, dan volume spesifik yang terakhir berupa etanol.

6. Untuk setiap komposisi yang telah ditarik garis dan ditentukan volume spesifik , menghitung volume molar parsial dari masing-masing komponen menggunakan persamaan 5.

7. Sekarang, menggambar dua "volume molar parsial vs fraksi mol" kurva untuk air dan etanol.

8. Tentukan volume molar parsial untuk komponen pada xEtOH = 0,2, 0,4, 0,6 dan 0,8 dari plot di atas.

9. Hitung total volume dari masing-masing solusi menggunakan persamaan 2.

10. Tentukan perbedaan dari volume hitung dan volume yang diharapkan untuk penganggapan tidak mengetahui volume molar parsial.

LEMBAR DATA: Pycnometer

w / H2O

w / 100% EtOH

w / 80%EtOH

w / 60%EtOH

w / 40%EtOH

w / 20%EtOH

Wg (g)

Volume Molal Parsial Titik sifat molal parsial tergantung pada konsentrasi. Oleh karena itu mengetahui ketergantungan konsentrasi sangat penting untuk memahami solusi (larutan). Dari semua sifat termodinamika yang cukup luas, volume adalah yang paling mudah untuk divisualisasikan; ini juga berlaku untuk volume molal parsial, yang didefinisikan sebagai

V 1=( ∂V∂n1)n2

dan V 2=( ∂V∂n2)n1

(6)

Volume molal parsial komponen 1 adalah volume per mol senyawa 1 dalam larutan. Demikian pula, volume molal parsial komponen 2 adalah volume per mol senyawa 2 dalam larutan. Perubahan total volume untuk perubahan dalam konsentrasi larutan adalah

d V❑=( ∂V∂n1)n2

d n1+( ∂V∂n2)n1

d n2 (7)

Lebih umum, menggunakan Persamaan. 5 ditulis: V❑=V 1d n1+V 2dn2 (8)Untuk mengintegrasikan ungkapan ini kita perlu mencatat bahwa V1 dan V2

tergantung pada konsentrasi, jadi harus diperhatikan untuk melakukan integral dengan cara yang membuat konsentrasi larutan konstan. Untuk melakukan ini, kita hanya menambahkan dua komponen bersama-sama menjaga konsentrasi sama seperti kita menambahkan jumlah mol dari kedua komponen; setetes demi setetes kita tambahkan 1 sampai 2 dalam rasio yang tepat sehingga larutan selalu memiliki konsentrasi yang sama, Gambar 1. Integral kemudian dilakukan pada komposisi konstan

Gambar 1. Integrasi dengan komposisi konstan dapat dilihat sebagai penambahan komponen larutan pada saat yang sama, selalu pada konsentrasi yang sama sampai mol n1 dan mol n2 mol telah ditambahkan ke gelas kimia. Parsial Molal Volume Saat V1 dan V2 konstant, bentuk terintegrasi dari persamaan ini adalah V❑=n1V 1+n2V 2 (9)Persamaan ini merupakan hasil sederhana yang menarik dan mengejutkan.

Volume Molal parsial Beberapa Solusi Nyata Jika solusi yang ideal, maka volumenya adalah jumlah volume zat terlarut murni dan murni pelarut: V❑=n1V m, 1

¿ +n2V m,2¿

(10) dimana V m, 1

¿ adalah volume molar komponen murni 1 dan V m, 2

¿ adalah volume

molar murni komponen 2. Benzena dan toluena membentuk solusi (larutan) ideal. Volume 1 mol benzena murni adalah 88,9 ml, volume 1 mol toluen murni adalah 106,4 ml. Persamaan 9 menyatakan bahwa 88,9 ml benzena dicampur dengan hasil 106,4 ml toluena dalam 88,9 ml + 106,4 ml, atau 195,3 ml larutan. Akal sehat menunjukkan bahwa volume meningkat, karena volume zat dalam larutan adalah sifat ekstensif. Di sisi lain, air dan etanol tidak merupakan solusi (larutan) ideal. Volume 1 mol etanol murni adalah 58,0 ml dan volume 1 mol air murni adalah 18,0 ml. Namun demikian, 1 mol air yang dicampur dengan 1 mol etanol tidak menghasilkan 58,0 + ml, 18,0 ml atau 76,0 ml, melainkan 74,3 mL. Menurut Persamaan 8, hal itu merupakan properti volume molal parsial yang aditif atau ekstensif. Ketika fraksi mol adalah 0,5, volume molal parsial dari etanol adalah 57,4 ml dan volume molal parsial dari air 16,9 ml. Dengan Persamaan 9, sekarang kita dapat menghitung volume solusi (larutan): 1 mol x 57,4 ml / mol + 1 mol x 16,9 ml / mol = 74,3 ml (11) yang persis seperti yang diamati. Perhatikan bahwa nilai-nilai hanya dikutip untuk volume molal parsial etanol dan air hanya untuk konsentrasi tertentu, dalam hal ini, fraksi mol 0,5 sama dan hanya berlaku untuk sistem air-etanol.

Volume MolalVolume molal nyata dari zat terlarut, ϕv, berkaitan erat dengan volume molal parsial dari zat terlarut. Volume molal sering lebih berguna dalam hubungannya dengan eksperimen lain daripada volume molal parsial itu sendiri. Sebagai contoh, gangguan tekanan dari kalorimetri dan ultrasentrifugasi analitis volume molal atau volume spesifik yang digunakan. Volume molal umumnya dikutip dalam literatur dan ditabulasikan. Penentuan eksperimental volume molal parsial, pada prinsipnya, cukup sederhana dan melibatkan pengukuran yang cermat dari kepadatan dari solusi dari konsentrasi yang diketahui. Perhitungan di masa lalu yang disederhanakan dengan penggunaan volume molal. Saat ini, pemasangan kurva polinomial memungkinkan perhitungan sifat molal parsial lebih langsung. Jadi juga harus menentukan volume molal. Pertimbangkan volume larutan sebagai n2 mol zat terlarut ditambahkan ke n1 mol pelarut. Volume larutan mungkin terjadi perubahan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Volume dimana zat terlarut ditambahkan (per mol) disebut volume molal, ϕv.

Gambar 2. Sebagaimana total volume V solusi tergantung pada volume pelarut murni dan volume molal dari zat terlarut ϕv. Gambar 2 menunjukkan bahwa

ϕv=V larutan−V pelarut

mol terlarut (12)

Atau

ϕv=V−n1V m,1

¿

n2

(13)

Jadi, pada Gambar 2, volume V larutan tertentu ditambahkan pada setiap n2 mol zat terlarut diberikan oleh penyusunan kembali Persamaan 13: V=n1V m ,1

¿ +n2ϕv (14)Volume molal berbeda dari volume molal parsial dalam bahwa untuk volume molal parsial, efek volume dibagi antara zat terlarut dan pelarut. Dengan kata lain, Volume molal parsial zat terlarut adalah volume zat terlarut yang efektif dan molal parsial volume pelarut termasuk perubahan dalam volume pelarut yang disebabkan oleh interaksi dengan zat terlarut. Persamaan 14 menunjukkan bahwa volume molal mengambil perspektif yang berbeda. Volume efektif pelarut diasumsikan tetap volume molar murni, sementara semua perubahan volume dalam larutan dicatat dalam volume molal nyata dari zat terlarut. Dalam arti, volume molal parsial lebih "demokratis" dengan efek volume yang bersama antara pelarut dan zat terlarut, sedangkan volume molal belum menggambarkan semua perubahan volume untuk zat terlarut saja. Dalam aplikasi, pilihan antara volume molal parsial dan volum molal tergantung pada titik referensi eksperimental. Volume spesifik, adalah volume jelas pada basis per gram bukan per dasar mol, ϕv/M2, dimana M2 adalah massa molar dari zat terlarut. Volume spesifik yang tampak adalah υ = ϕv/M2 atau juga dapat dihitung langsung oleh

¿V−(Vd soln−w) /d1

w (15)

Untuk senyawa ionik organik, seperti asam amino, volume spesifik jelas seringkali cukup dekat dengan 0,7 ml / g.

LE Sheet1. Menemukan nilai-nilai literatur kepadatan zat terlarut / larutan air untuk

berbagai konsentrasi dan menggunakannya untuk menghitung volume larutan (V). Gunakan zat terlarut yang sama untuk percobaan dan 1000g dari solusi (larutan) sebagai dasar untuk perhitungan.

2. Berikutnya, cari V* untuk setiap larutan, dengan menggunakan persamaan 16:V So ln

¿ =nAV m, A¿ +nBV m,B

¿ (16)

Dimana:V So ln

¿ = Volume teoritis / ideal solusi biner didasarkan pada molar

volume dari dua komponen pada suhu dan tekanan konstan.nA nB = Mol komponen A dan B (masing-masing) V m, A

¿ +nBV m, B¿

= Volume molar komponen A dan B (masing-masing) 3. Akhirnya, plot ΔVMIX/nT vs. XB. Dimana ΔVMIX didefinisikan dalam persamaan

2: ΔV MIX /nT=V SOLN−V SOLN

¿ (17)

Dimana: ΔVMIX = Perbedaan antara volume larutan nyata dan ideal. VSOLN = Volume aktual / nyata dari solusi (dihitung dari kepadatan) nT = Jumlah mol dalam larutan biner (nA + nB) xB = Fraksi mol zat terlarut.

4. Mencari volume molar parsial dari masing-masing komponen (VPM,I) sebagai fungsi dari fraksi mol zat terlarut. Volume molar parsial dari pelarut (air) dari sebagian kecil mol yang diberikan dari zat terlarut dapat diperoleh dari intersep y di XB =0 (yxB=0) dari kemiringan garis singgung tangen pada kurva plot, ΔVMIX/nT vs. XB, menggunakan persamaan 17. Volum molar parsial zat terlarut pada fraksi mol yang sama ini kemudian dapat ditentukan untuk mencegat y dari garis singgung di XB = 1(yXB=1), menggunakan lagi persamaan 2 dan ditunjukkan pada gambar 3.

a. Menemukan kemiringan garis singgung

Kemiringan garis singgung untuk setiap titik ditentukan dengan mendapatkan turunan dari suatu fungsi pemasangan kurva dari rencana ΔVMIX/nT vs. XB.

b. Mencari perpotongan garis singgung Penyadapan Y dari garis singgung di XB = 0 dan XB = 1 dapat ditentukan dengan menggunakan titik kemiringan dalam bentuk: y-y1 = m (x-x1) (18)Di mana y1, x1 adalah ΔVMIX/nT, koordinat XB pada titik tertentu (masing-masing), m adalah kemiringan garis singgung (di y1, x1), dan x adalah sama dengan nol (mencegat yXB=0) atau satu (mencegat yXB=1).

c. Menghitung volume molar parsial Setelah penyadapan y telah ditemukan, nilai tersebut kemudian dapat digunakan untuk menghitung volume molar parsial campuran biner menggunakan persamaan 19ΔV MIX

nT=V PM , i−V m,i (19)

Perhitungan 1Volume molar parsial etanol pada XETANOL = 0,315

ΔV MIX

nT=V PM ,H 2O

−V m,H2O

−1,073mL=V PM,H 2O−18,07mL

V PM,H 2O=−1,073mL+18,07mL=17,00mL

Perhitungan 2Volume molar parsial etanol pada XETANOL = 0,315

ΔV MIX

nT=V PM , Etanol−V m,Etanol

−0,94mL=V PM ,H 2O−58,37mL

V PM, Etanol=−0,94mL+58,37mL=57,43mL5. Buatlah plot dari volume molar parsial zat terlarut dan H2O vs xB dan

membandingkannya dengan gambar 2:

Gambar 2: volume molar parsial sebagai fungsi dari fraksi mol etanol dalam air.

TUGAS


VOLUM MOLAR PARSIAL


DosenPembimbing :



Oleh :

Meta Riana Sari

A1C310034

Reg. A





BANJARMASIN

2011

TUGAS


VOLUM MOLAR PARSIAL


DosenPembimbing :



Oleh :

Estiningtyas Kusuma Wardani

A1C310022

Reg. A





BANJARMASIN

2011

TUGAS


VOLUM MOLAR PARSIAL


DosenPembimbing :



Oleh :

Zaida Maliya

A1C310012

Reg. A





BANJARMASIN

2011

TUGAS


VOLUM MOLAR PARSIAL


DosenPembimbing :



Oleh :

Maulida Rahmah

A1C310024

Reg. A





BANJARMASIN

2011

TUGAS


VOLUM MOLAR PARSIAL


DosenPembimbing :



Oleh :

Rahmi Hayati

A1C310020

Reg. A





BANJARMASIN

2011

TUGAS


VOLUM MOLAR PARSIAL


DosenPembimbing :



Oleh :

Nur Indah Sari

A1C310045

Reg. A





BANJARMASIN

2011

TUGAS


VOLUM MOLAR PARSIAL


DosenPembimbing :



Oleh :

Khaerunesya

A1C310044

Reg. A





BANJARMASIN

2011

TUGAS


VOLUM MOLAR PARSIAL


DosenPembimbing :



Oleh :

Puji Lestari

A1C310018

Reg. A





BANJARMASIN

2011

kf ii

Documents