LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIK

VOLUM MOLAL PARSIAL

Nama : Ardian Lubis

NIM : 121810301028

Kelompok : 6

Asisten : Yuda Anggi

LABORATORIUM KIMIA FISIK

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER

2014

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Molal atau molalitas didefinisikan sebagai jumlah mol zat terlarut per kg pelarut, berarti

merupakan perbandingan antara jumlah mol zat terlarut dengan massa pelarut dalam kilogram

sementara. Volum molar parsial adalah kontribusi pada volum, dari satu komponen dalam sampel

terhadap volum total. Volum molar parsial komponen suatu campuran berubah-ubah tergantung

pada komposisi, karena lingkungan setiap jenis molekul berubah jika komposisinya berubah dari

A murni ke B murni. Perubahan lingkungan molekuler dan perubahan gaya-gaya yang bekerja

antara molekul inilah yang menghasilkan variasi sifat termodinamika campuran jika

komposisinya berubah (Dogra, 1990).

Volume molal parsial suatu larutan adalah penambahan volume yang terjadi bila satu mol

komponen I ditambahkan pada larutan. Percobaan volume molal parsial bertujuan untuk

menentukan volume molal parsial larutan NaCl dalam berbagai konsentrasi yang dilakukan

dengan cara mengukur berat jenis larutan NaCl menggunakan piknometer (Brady, 1990).

Berdasarkan teori di atas, untuk mengetahui metode-metode penentuan volume molal

parsial yang merupakan sifat dari termodinamika molal parsial utama maka percobaan ini

dilakukan untuk mempermudah pemahaman teori yang ada serta menganalisis sekiranya tidak

terdapat korelasi antara hasil yang diperoleh di laboratorium dengan apa yang ada dalam teori

(Prahayu, 2013).

1.2 Tujuan

Tujuan dari percobaan ini adalah menentukan volume molal parsial komponen dalam

larutan.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Material Safety Data Sheet

2.1.1 Natrium Klorida

Natrium klorida merupakan suatu senyawa kimia dengan rumus kimia NaCl. Sifat fisik dan

kimia yang dimiliki oleh NaCl yaitu berbentuk bubuk kristal padat yang sedikit berbau, berasa

garam, dengan warna putih. Bahan ini memiliki berat molekul 58,44 g/mol, titik didihnya 1413°

C dan titik lelehnya 801° C. NaCl ini mudah larut dalam air dingin, air panas. Larut dalam

gliserol, dan amonia. Sangat sedikit larut dalam alkohol dan tidak larut dalam asam klorida.

Kasus kontak dengan NaCl, segera basuh kulit dengan banyak air sedikitnya selama 15 menit

dengan mengeluarkan pakaian yang terkontaminasi dan sepatu. Tutupi kulit yang teriritasi

dengan yg sesuatu melunakkan. Air dingin mungkin dapat digunakan dan pakaian dicuci sebelum

digunakan kembali benar-benar bersih sepatu sebelum digunakan kembali. Dapatkan perawatan

medis dengan segera jika terjadi kontak yang serius (Sciencelab, 2014).

2.1.2 Aquades

Aquades disebut juga Aqua Purificata (air murni) H2O dengan. Air murni adalah air yang

dimurnikan dari destilasi. Satu molekul air memiliki dua hidrogen atom kovalen terikat untuk

satu oksigen. Aquades merupakan cairan yang jernih, tidak berwarna dan tidak berbau. Aquades

juga memiliki berat molekul sebesar 18,0 g/mol dan PH antara 5-7. Rumus kimia dari aquades

yaitu H2O. Aquades ini memiliki allotrop berupa es dan uap. Senyawa ini tidak berwarna, tidak

berbau dan tidak meiliki rasa. Aquades merupakan elektrolit lemah. Air dihasilkan dari

pengoksidasian hidrogen dan banyak digunakan sebagai bahan pelarut bagi kebanyakan senyawa

(Sarjoni, 2003).

2.2 Volume Molal Parsial

Volum molar parsial adalah kontribusi pada volum, dari satu komponen dalam sampe

terhadap volum total. Volum molar parsial komponen suatu campuran berubah-ubah tergantung

pada komposisi, karena lingkungan setiap jenis molekul berubah jika komposisinya berubah dari

a murni ke b murni. Perubahan lingkungan molekuler dan perubahan gaya-gaya yang bekerja

antara molekul inilah yang menghsilkan variasi sifat termodinamika campuran jika komposisinya

berubah (Atkins, 1994).

Molal atau molalitas didefinisikan sebagai jumlah mol zat terlarut per kg pelarut. Berarti

merupakan perbandingan antara jumlah mol zat terlarut dengan massa pelarut dalam kilogram.

Jadi, jika ada larutan 1,00 molal maka larutan tersebut mengandung 1,00 mol zat telarut dalam

1,00 kg pelarut.

Secara matematik, volume molal parsial didefinisikan sebagai

Dimana adalah volume molal parsial dari komponen ke-i. Secara fisik berarti kenaikan

dalam besaran termodinamik V yang diamati bila satu mol senyawa i ditambahkan ke suatu

sistem yang besar, sehingga komposisinya tetap konstan.

Pada temperatur dan tekanan konstan, persamaan di atas dapat ditulis sebagai

dan dapat diintegrasikan menjadi . Arti fisik dari integrasi ini

adalah bahwa ke suatu larutan yang komposisinya tetap, suatu komponen n1, n2,..., ni ditambah

lebih lanjut, sehingga komposisi relatif dari tiap-tiap jenis tetap konstan. Karenanya besaran

molal ini tetap sama dan integrasi diambil pada banyaknya mol (Dogra.1990).

Ada tiga sifat termodinamik molal parsial utama, yakni:

(i) Volume molal parsial dari komponen-komponen dalam larutan (juga disebut sebagai

panas differensial larutan)

(ii) Entalpi molal parsial

(iii) Energi bebas molal parsial (potensial kimia). Sifat-sifat ini dapat ditentukan dengan

bantuan metode grafik, menggunakan hubungan analitik yang menunjukkan V dan ni,

dan menggunakan suatu fungsi yang disebut besaran molal nyata yang ditentukan

sebagai:

atau

Dimana adalah volume molal untuk komponen murni (Basuki, 2003).

Apabila suatu volume yang besar dari air murni ditambahkan 1 mol H2O, maka

volumenya bertambah 18 cm3 dan kita dapat mengatakan bahwa 18 cm

3 mol

-1 adalah volume

molar air murni. Walaupun mengatakan demikian, jika kita menambahkan 1 mol H2O ke dalam

etanol murni yang volumenya besar, maka pertambahan volume hanya 14 cm3. alasan dari

perbedaan kenaikan volume ini adalah volume yang ditempati oleh sejumlah tertentu molekul air

bergantung pada molekul-molekul yang mengelilinginya. Begitu banyak etanol yang ada

sehingga setiap molekul H2O dikelilingi oleh etanol murni, kumpulan molekul-molekul itu

menyebabkan etanol hanya menempati ruang sebesar 14 cm3. kuantitas 14 cm

3 mol

-1 adalah

volume molar parsial air dalam etanol murni, yaitu volume campuran yang dapat dianggap

berasal dari suatu komponen (Atkins, 1994).

Massa jenis suatu zat dapat ditentukan dengan berbagai alat salah satunya adalah

dengan menggunakan piknometer. Piknometer adalah suatu alat yang terbuat dari kaca,

bentuknya menyerupai botol parfum atau sejenisnya. Piknometer merupakan alat yang digunakan

untuk mengukur nilai massa jenis atau densitas fluida. Terdapat beberapa macam ukuran dari

piknometer, tetapi biasanya volume piknometer yang banyak digunakan adalah 10 ml dan 25 ml,

dimana nilai volume ini valid pada temperatur yang tertera pada piknometer tersebut. Volume

molal pelarut murni yang dapat dihitung dari berat molekul (18,016 untuk air) dibagi dengan

berat jenis, pada keadaan yang diamati.untuk larutan tersebut dipenuhi

V = (1000 + mM2) / d dan n1V1o = 1000/do

Dengan d, do berturut-turut adalah berat jenis larutan, berat jenis air murni, sedangkan M2 adalah

berat molekul zarut. Dan nantinya akan didapatkan persamaan seperti berikut

ǿ = (M2 – (1000/m) (d – do / do) /d

= { M2 – (M2 – 1000/m)[ (W – Wo) / ( Wo – We)]}/d

Persamaan ini digunakan jika untuk menghitung digunakan piknometer, disini W, Wo, We

berturut-turut adalah berat piknometer yang dipenuhi larutan, dipenuhi air dan piknometer

kosong ( Tim Kimia Fisika, 2014).

BAB 3. METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

Piknometer

Labu ukur 200 mL

Erlenmeyer 250 mL

Gelas piala 250 mL dan 100 mL

Pipet 100 mL

Pengaduk

3.1.2 Bahan

Padatan NaCl

Aquades

3.1.2 Skema Kerja

a. Pembuatan Larutan NaCl

- Ditimbang NaCl untuk membuat larutan NaCl 3,0 M dengan volume 200 mL

- Dilarutkan dalam 200 mL dengan menggunakan labu ukur 200 mL

- Dilakukan pengenceran untuk mendapatkan larutan NaCl dengan konsentrasi

0,1875; 0,375; 0,75; 1,5 M

b. Pengukuran dengan Piknometer

- Ditimbang

- Ditimbang piknometer yang terisi penuh dengan aquades

- Ditimbang piknometer yang terisi penuh dengan larutan NaCl

- Dicatat beratnya

- Dicatat temperatur dalam piknometer

Larutan NaCl

Hasil

Hasil

Piknometer

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Konsen

trasi

(M)

massa

rata-

rata (g)

d

(g/mL)

m

(molal)

ø

(mL/mol)

V1

(mL/

mol)

V2

(mL/

mol)

0,1875 41,152 0,933 0,203 -247,4 -164,9 0,167

0,375 41,530 0,972 0,395 -1,763 113,4 343,6

0,75 42,002 0,716 89,87 244,9 555,0

1,5 42,285 1,048 1,562 88,84 317,9 775,9

4.2 Pembahasan

Volume molal parsial adalah volume perbandingan antara pelarut dengan zat terlarut.

Volume molal parsial ditentukan oleh banyaknya mol zat terlarut yang terkandung dalam 1000

gram pelarut. Bahan yang digunakan pada percobaan kali ini adalah NaCl penggunaan NaCl

adalah sebagai zat terlarut dan aquades (H2O) sebagai pelarutnya.

Percobaan kali ini menggunakan variasi konsentrasi dari larutan NaCl. NaCl digunakan

sebagai bahan zat terlarut dikarenakan NaCl merupakan eletrolit kuat yang dapat teruarai menjadi

ion Na+ dan Cl

- di dalam air dan mampu menyerap air tanpa adanya penambahan volume suatu

larutan, sehingga disebut dengan volume molal parsial semu. Reaksi yang terjadi pada langkah

ini adalah: : NaCl(aq) → Na+(aq) + Cl

-(aq)

Variasi konsentrasi yang digunakan adalah 0,1875 M; 0,375 M; 0,75 M dan 1,5 M.

Variasi konsentrasi ini dapat diperoleh dengan cara mengencerkan larutan NaCl 3,0 M.

Pengenceran dapat didapatkan dengan persamaan berikut:

Penentuan volum molal larutan NaCl dapat diketahui dengan mengukur berat jenis dari

larutan NaCl. Pengukuran masa jenis ini bertujuan untuk mengetahui hubungan antara

konsentrasi dengan volum molal parsial. Pada percobaan ini, temperatur dari setiap larutan NaCl

diukur. Hal ini dilakukan untuk mengetahui d0 (berat jenis air pada berbagai temperatur). Pada

setiap temperatur yang berbeda maka nilai dari d0 berbeda. Berdasarkan data yang telah diperoleh

diketahui bahwa semakin besar konsentrasi NaCl dalam larutan maka densitas dari larutan

tersebut juga semakin besar. Perolehan data tersebut sesuai dengan literatur yang menyebutkan

bahwa semakin besar konsentrasi maka masa jenisnya juga akan semakin besar. Hal tersebut

dikarenakan masa jenis NaCl lebih besar dibandingkan air (masa jenis NaCl = 58,5 g/dm3, masa

jenis air = 1,00 g/dm3) sehingga apabila komponen NaCl dalam larutan semakin banyak, masa

jenis dari larutan tersebut juga akan semakin banyak pula.

Langkah berikutnya yang dilakukan adalah mengukur berat jenis larutan NaCl untuk

masing-masing variasi konsentrasi. Pengukuran berat jenis larutan ini menggunakan piknometer.

Persamaan yang digunakan untuk menghitung berat jenis larutan ini adalah:

d adalah berat jenis larutan, W adalah berat piknometer dipenuhi larutan, We merupakan berat

piknometer kosong, d0 merupakan berat jenis pada temperatur tertentu sesuai literatur dan W0

merupakan piknometer yang diisi air. Volum larutan merupakan fungsi temperatur, tekanan dan

jumlah mol komponen. Artinya volum larutan dipengaruhi oleh temperatur, tekanan dan jumlah

mol komponen. Berat jenis larutan yang diperoleh dari hasil percobaan untuk masing-masing

konsentrasi antara lain, 0,933; 0,972; 1,091; dan 1,048 g/mL. Hasil ini menujukkan bahwa

semakin tinggi konsentrasi larutan maka densitasnya juga semakin besar. Hal ini disebabkan

karena semakin tinggi konsentrasi suatu larutan, menunjukkan jumlah partikel dalam larutan

tersebut semakin banyak. Namun pada konsentrasi 0,75 dan 1,5 terjadi kesalahan. Hal ini

ditunjukkan dengan lebih besarnya densitas pada konsentrasi 0,75 dari pada konsentrasi 1,5. Hal

ini bisa terjadi akibat kesalahan praktikan pada saat melakukan percobaan. Hasil perlakuan ini

dapat digunakan untuk menghitung molalitas larutan NaCl yang digunakan. Hal ini sesuai dengan

hasil praktikum, pada temperatur yang berbeda diperoleh volum molal yang berbeda dan pada

jumlah mol komponen yang berbeda, juga diperoleh volum molal yang berbeda. Untuk

menghitung molalitas larutan ini, dapat menggunakan persamaan sebagai berikut:

Molalitas larutan yang diperoleh untuk masing-masing konsentrasi antara lain, 0,203; 0,395;

0,716; dan 1,562 molal. Hasil ini menunjukkan bahwa molalitas (m) sebanding dengan

konsentrasi (M) dimana semakin besar konsentrasi (M) maka semakin besar pula molalitas (m)

larutannya.

Perlakuan selanjutnya yaitu menghitung volume molal semu (ø). Volume molal semu dapat

diperoleh dengan menggunakan persamaan sebagai berikut

Hasil perhitungan volume molal semu ini diperoleh untuk masing-masing konsentrasi yaitu

sebagai berikut, -247,4; 1,763; 89,87; dan 88,84 mL/mol. Hasil ini menunjukkan bahwa volume

molal semu berbanding terbalik dengan konsentrasi. Hal ini disebabkan karena zat terlarutnya

semakin banyak sehingga volume yang diperlukan untuk membentuk konsentrasi tertentu

semakin kecil sehingga didapatkan nilai volume molal semu yang kecil.

Volume molal semu zat terlarut dengan akar molalitas dapat diplotkan ke dalam grafik.

Grafik yang diperoleh berdasarkan data di atas adalah:

Gambar 2. Grafik antara volume molal semu Ø dengan m1/2

Berdasarkan grafik tersebut, dapat dikatakan bahwa volume molal semu zat terlarut besar pada

saat akar molalitasnya rendah dan sebaliknya. Grafik tersebut memiliki gradien atau kemiringan

sebesar 366,47. Nilai ini dapat digunakan untuk menghitung volume molar komponen larutan.

Volume molal parsial larutan tidak dapat ditentukan secara langsung tetapi hampir setara

dengan volume molar parsial larutan, karena volume molar lebih mudah ditentukan sehingga

yang dihitung adalah volume molar larutannya. Volume molar pelarut ini dihitung dengan

persamaan:

Sedangkan untuk volume molar zat terlarut dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini:

Berdasarkan kedua persamaan tersebut, volume molar komponen larutan dihitung sehingga

volume molal komponen larutan secara tidak langsung juga dapat diketahui. Hasil perhitungan V1

untuk masing-masing konsentrasi dari konsentrasi terendah ke konsentrasi tinggi adalah -164,9;

113,4; 244,9; dan 317,9 mL/mol. Sedangkan untuk perhitungan V2 untuk masing-masing

konsentrasi dari konsentrasi terendah ke konsentrasi tinggi adalah 0,167; 343,6; 555,0; dan 775,9

mL/mol. Hasil ini menunjukkan bahwa konsentrasi berbanding terbalik dengan volume molar

parsial. Hal in disebabkan oleh komponen dari volume molal parsial itu sendiri, yang

didefinisikan sebagai :

Vi = (dV/dn)T,P,nj=i

Konsentrasi berhubungan dengan n (jumlah mol). Sehingga, pertambahan konsentrasi akan

memperkecil volume molal parsial

Grafik yang diperoleh dengan mengeplotkan volume molar pelarut dengan molalitas akan

disajikan berikut ini:

Gambar 2. Grafik antara volume molar pelarut (V1) dengan molalitas

Sedangkan untuk grafik volume molar zat terlarut akan disajikan di bawah ini:

Gambar 2. Grafik antara volume molar zat terlarut (V2) dengan molalitas

BAB 5. PENUTUP

6.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah volume molal parsial berbanding

terbalik dengan konsentrasi, berat jenis larutan dan molalitasnya, semakin besar konsentrasi

larutan, berat jenis larutan dan molalitasnya maka akan semakin kecil pula volume molal

parsialnya dan sebaliknya.

6.2 Saran

Saran untuk percobaan kali ini adalah praktikan harus lebih memahami prosedur kerja, teliti

dan cekatan dalam melakukan percobaan ini agar didapatkan hasil yang maksimal.

DAFTAR PUSTAKA

Atkins, 1994. Kimia Fisik. Jakarta : Erlangga

Basuki, Atastrina Sri. 2003. Buku Panduan Praktikum Kimia Fisika. Depok : Laboratorium Dasar

Proses Kimia Departemen Teknik Gas dan Petrokimia Fakultas Teknik Universitas

Indonesia.

Brady, James E. 1990. Kimia Universitas Asas dan Struktur Jilid 1. Jakarta : Binarupa Aksara.

Prahayu, Kiki. 2013. Volume Molal Parsial [serial online].

http://kikiprahayu.blogspot.com/2013/12/volume-molal-parsial.html [diakses pada 19

Oktober 2014].

Sciencelab. 2014. MSDS NaCl. [serial online]. www.sciencelab.com [diakses pada 19 Oktober

2014]

Tim Kimia Fisika. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Fisik 2. Jember : Universitas Jember.

LAMPIRAN

a). Pengenceran

Pengenceran

M1.V1= M2.V2

M1 = molaritas NaCl 3,0 M

M2 = Molaritas NaCl yang telah ditentukan

V2 = volume labu saat pengenceran (50 mL)

NaCl konsentrasi 1/16 dari NaCl 3,0 M

M1.V1 = M2.V2

3,0 M x V1 = (1/16 x 3,0 M) . 50 mL

V1 = 9,375 mL/3,0 = 3,125 mL

NaCl konsentrasi 1/8 dari NaCl 3,0 M

M1.V1 = M2.V2

3,0 M x V1 = (1/8 x 3,0 M) . 50 mL

V1 = 18,75 mL/3,0 = 6,25 mL

NaCl konsentrasi 1/4 dari NaCl 3,0 M

M1.V1 = M2.V2

3,0 M x V1 = (1/4 x 3,0 M) . 50 mL

V1 = 37,5 mL/3,0 = 12,5 mL

NaCl konsentrasi 1/2 dari NaCl 3,0 M

M1.V1 = M2.V2

3,0 M x V1 = (1/2 x 3,0 M) . 50 mL

V1 = 75 mL/3,0 = 25 mL

b). Berat Jenis Larutan

W = berat pikonometer penuh larutan NaCl

We = berat piknometer kosong

Wo = berat pikonmeter penuh dengan aquades

do = massa jenis air pada temperatur

Bahan Ulang Suhu

(oC)

Massa

(g) Bahan Ulang

Suhu

(oC)

Massa

(g)

Pikno

+air - 29 41,771

Pikno+

NaCl

1/16

1 29,8 40,753

2 29,7 40,923

3 29,7 41,780

Rata - rata 29,7 41,152

Bahan Ulang Suhu

(oC)

Massa

(g) Bahan Ulang

Suhu

(oC)

Massa

(g)

Pikno+

NaCl

1/8

1 29,8 40,796 Pikno+

NaCl

1/4

1 29,7 42,005

2 29 41,893 2 29,7 42,002

3 29 41,903 3 29,5 42,000

Rata - rata 29,3 41,530 Rata - rata 29,6 42,002

Bahan Ulang Suhu (oC) Massa (g)

Pikno +NaCl

1/2

1 31 42,267

2 30,2 42,306

3 30,3 42,283

Rata - rata 30,5 42,285

1). Konsentrasi NaCl 1/16 dari 3.0 M

0,933 g/mL

2). Konsentrasi NaCl 1/8 dari 3.0 M

0,972 g/mL

3). Konsentrasi NaCl 1/4 dari 3.0 M

/mL

4). Konsentrasi NaCl 1/2 dari 3.0 M

1,048 g/mL

b). Molalitas Larutan

molalitas larutan dapat diperoleh dri molaritas larutan yaitu sebagai berikut :

Dimana m = molalitas

M2 = berat molekul NaCl

M = konsentrasi NaCl

d = massa jenis NaCl

1). Konsentrasi NaCl 1/16 dari 3.0 M

= 0,203 molal

2). Konsentrasi NaCl 1/8 dari 3.0 M

= 0,395 molal

3). Konsentrasi NaCl 1/4 dari 3.0 M

= 0,716 molal

4). Konsentrasi NaCl 1/2 dari 3.0 M

= 1,562 molal

c). Penentuan Volume Molal semu

1). Konsentrasi NaCl 1/16 dari 3.0 M

= -247,4 mL/mol

2). Konsentrasi NaCl 1/8 dari 3.0 M

= -1,763 mL/mol

3). Konsentrasi NaCl 1/4 dari 3.0 M

= 89,87 mL/mol

4). Konsentrasi NaCl 1/2 dari 3.0 M

= 88,84 mL/mol

d). Penentuan Volume Molal Parsial

Dimana sebesar 366,47 yang didapat dari grafik dimana y = 366,47x – 308,49 dan R2

=

0,6295

1). Konsentrasi NaCl 1/16 dari 3.0 M

= -164,9 mL/mol

= 0,167 mL/mol

2). Konsentrasi NaCl 1/8 dari 3.0 M

= 113,4 mL/mol

= 343,6 mL/mol

3). Konsentrasi NaCl 1/4 dari 3.0 M

= 244,9 mL/mol

= 555,0 mL/mol

4). Konsentrasi NaCl 1/2 dari 3.0 M

= 317,9 mL/mol

= 775,9 mL/mol