Suatu zat yang tidak menguap apabila dilarutkan ke dalam zat pelarut, sifat-sifat fisika larutannya berbeda. Sifat koligatif larutan adalah sifat – sifat fisik larutan yang hanya bergantung pada jumlah partikel zat terlarut di dalam larutan dan tidak bergantung pada jenis - jenis partikel. Sifat koligatif larutan dibagi menjadi 4, yaitu penurunan titik beku, kenaikan titik didih, timbulnya tekanan osmotik, dan penurunan tekanan uap (Sumardjo, 2006).

Penurunan titik beku larutan merupakan salah satu sifat koligatif larutan. Suatu zat yang dilarutkan ke dalam pelarut murni dan kemudian didinginkan, maka titik beku larutan yang diproleh akan lebih rendah dibandingkan dengan titik beku pelarut murni tersebut. Adapun, selisih antara antara titik beku larutan dan titik beku pelarut murni disebut penurunan titik beku larutan (Tf) yang dinyatakan oleh larutan tersebut. Semakin banyak zat yang dilarutkan dalam suatu larutan, maka penurunan titik beku larutannya akan semakin besar. Menurut Raoult, besarnya Tf sebanding dengan konsentrasi molal dan tidak tergantung pada jenis zat terlarut (Sumardjo, 2006).

Larutan mempunyai sifat-sifat yang berbeda dari pelarutnya. Salah satu sifat penting dari suatu larutan adalah penurunan titik beku. Titik beku adalah temperatur tetap dimana suatu zat tepat mengalami perubahan wujud dari cair ke padat. Setiap zat yang mengalami pembekuan memiliki tekanan 1 atm. Penambahan zat terlarut nonvolatil ke dalam suatu pelarut menyebabkan terjadinya penurunan titik beku. Keberadaan partikel-partikel zat pelarut mengalami proses pengaturan molekul-molekul dalam pembentukan susunan kristal padat, sehingga diperlukan suhu yang lebih rendah untuk mencapai susunan kristal padat dari fasa cairnya. Hal ini lah yang menyebabkan terjadinya penurunan titik beku suatu larutan yang keadaannya ditambahkan zat terlarut.

Pada praktikum kali ini dilakukan percobaan penurunan titik beku larutan. Dalam percobaan ini dilakukan untuk menentukan tetapan penurunan titik beku molal pelarut dan menetapkan berat molekul, Mr, zat non volatile dengan menggunakan asam asetat sebagai pelarut murni.

a. Penjelasan alat dan bahanPercobaan yang dilakukan menggunakan asam asetat sebagai pelarut murni yang akan

ditentukan tetapan titik bekunya. Larutan asam asetat / asam cuka merupakan larutan yang tidak berwarna dan berbau menyengat serta korusif terhadap logam. Asam asetat yag digunakan dalam percobaan ini adalah asam asetat glasial yang merupakan asam asetat murni yang bersifat polar dan dapat melarutkan senyawa polar maupun non polar. Selain itu, asam asetat juga mudah terbakar pada suhu lebih dari 39 oC. Oleh karena itu, larutan asam asetat pengambilannya dilakukan di lemari asam untuk mencegah terjadinya dampak negative dari asam cuka. Lemari asam gunanya untuk tempat mereaksikan senyawa yang pekat atau yang berbahaya.lemari asam menyedot semua gas-gas yang terbentuk dari senyawa kimia atau gas yang mudah menguap keluar melalui cerobong asap sehingga biasanya lemari asam dilengkapi blower. jadi tempat pengaman dalam laboratorium dan biasanya banyak senyawa pekat atau berbahaya yang digunakan diletakan di tempat ini. Bahan pembuat lemari asam juga bervariasi tergantung dengan bahan-bahan yang digunakan dalam reaksi di lemari asam. Apabila menggunakan larutan asam yang relatif pekat, maka bahan yang digunakan juga harus tahan terhadap asam pekat tersebut.

Disamping itu digunakan pula beberapa alat dan bahan untuk mendukung hasil percobaan yang sesuai dengan teori. Adapun bahan yang digunakan antara lain asam asetat, naftalen, garam, zat X, akuades, dan es batu. Asam asetat sebagai pelarut murni digunakan karena larutan tersebut dapat melarutkan berbagai senyawa dengan baik. Sementara Naftalen

digunakan untuk menurunkan titik beku pelarut sehingga saat larutan ditambahkan dengan zat X dapat naik suhunya dan kemudian konstan. Akuades digunakan sebagai media untuk mempercepat es mencair agar penurunan titik beku tidak menyimpang jauh menurut tori dan suhu dalam calorimeter menjadi homogen. Es batu digunakan untuk mempercepat penurunan titik beku larutan sehingga tidak memakan waktu yang lama. Garam berfungsi sebagai penyerap panas saat percobaan dilakukan sehingga suhu dalam calorimeter tetap dingin dan waktu yang relative lebih lama dibandingkan tidak menggunakan es batu. Kemudian, penggunaan zat X pda percobaan, yaitu sebagai zat non volatile (zat yang tidak mudah menguap) yang akan ditentukan BMnya.

Untuk alat yang digunakan dalam percobaan ini antara lain Kalorimeter. Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk menentukan kalor jenis suatu zat. Kalorimeter juga dapat digunakan untuk mengukur kalor. Kalor adalah perpindahan energi dari sistem satu ke sistem yang lain karena disebabkan adanya perbedaan temperatur. Kalor berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Benda yang menerima kalor akan mengalami perubahan wujud benda. Sedangkan benda yang melepas kalor akan mengalami penurunan suhu atau wujud benda berubah. Kalorimeter juga dapat digunakan untuk menentukan kalor lebur zat. Kalor lebur adalah kalor yang dipakai suatu zat untuk melebur seluruhnya pada zat leburnya. Kalor dapat ditimbulkan dari energi listik, energi kinetik, energi kimia dan lain-lain ( Wahyu, 2010).

Selain itu, dalam percobaan kali ini dilakukan pula beberapa perlakuan yaitu, penambahan air, es, garam, dan juga penggojokan. Penambahan garam dalam campuran es dan air pada calorimeter berfungsi agar trjadi penurunan titik beku pada campuran larutan garam tadi. Titik beku suatu larutan adalah adalah suhu saat tekanan uapnya sama dengan tekanan uap pelarutnya. Saat pelaut akan membeku , penurunan tekanan uap pada pelarut lebih cepat daripada zat cair. Contoh aplikasinya, yaitu pada pembuatan es putar atau es krim tradisional, pencairan salju di jalan-jalan pada musim dingin, dan pencegahan terbentuknya es pada kaca moil di musim dingin dengan mengelapnya menggunakan air garam. Sedangkan Penggojokan dilakukan selama percobaan berlagsung. Hal ini dilakukan, dengan tujuan untuk meratakan suhu pada tabung cabang dan calorimeter sehingga homogen. Suhu yang homogen akan memudahkan terjadinya proses pembekuan.

b. Pembahasan hasil percobaan

Praktikum penentuan titik beku larutan ini memakai alat yang telah disusun sederhana.

Wadah terluar (tabung E) diisi dengan pecahan es dan penambahan garam. Penambahan

garam dilakukan untuk menurunkan titik beku es. Hal ini didasarkan pada teori Nernst, yang

menyatakan bahwa suatu pelarut jika dimasukkan dalam zat lain yang tidak mudah menguap

(non volatil), maka tenaga bebas pelarut akan turun. Penurunan tenaga bebas ini dinyatakan

dalam persamaan Nernst :

G°1 – G°x = RT ln x

Tabung D diisi dengan air fungsinya untuk mempermudah penempatan tabung B pada tabung

D dan  mempercepat proses penurunan titik beku larutan. Selain itu, air merupakan larutan

yang baik dalam proses kesetimbangan suhu dengan lingkungannya (tabung E). Hal ini telah

dibuktikan ketika proses penentuan titik beku larutan asam cuka glasial selesai, air tersebut

membeku menjadi fase padat (es).

Pada percobaan pertama, hanya digunakan asan asetat glacial sebagai banhannya. Kemudian

digojok kedalam tabung calorimeter yang telah berisi air, essdan garam sampai membeku dan

dicatat perubahahan suhu yang terjadi pada interval waktu yang telah ditentukan. Dalam

percobaan tersebut terjadi penurunan suhu asam asetat glacial dari 12°C menjadi 6°C. Setelah

membeku kemudian dicairkan untuk menguji percobaan yang berikutnya.

Pada percobaan kedua, Naftalen yang dicampurkan pada zat pelarut (asam asetat) memiliki

fungsi sebagai zat terlarut yang akan diuji titik bekunya. Titik beku larutan yang didapat

setelah ditambahkan naftalen mengalami penurunan, dari semula suhu 6°C menjadi 2°C. hal

tersebut sudah pasti terjadi karena titik beku larutan selalu lebih rendah daripada titik beku

pelarut, maka hasil hal tersebut sudah sesuai dengan konsep diagram fasa yang sudah tertera

pada literatur.

Namun, Nilai titik beku asam asetat ini berbeda jauh dengan nilai titik beku asam asetat

secara teori. Titik beku asam asetat secara teori adalah 16,6oC. Perbedaan ini mungkin saja

disebabkan oleh es batu yang ada pada erlenmeyer (tabung E) yang digunakan untuk

membekukan asam asetat ini sedikit demi sedikit mulai mencair. Oleh karena itu agar asam

asetat galsial ini membeku pada suhu 16,6oC ini, es batu yang ada di dalam tabung E perlu

diberi garam dapur lebih banyak lagi sehingga es batu yang ada tetap membeku atau dengan

kata lain tidak cepat mencair, sebab garam dapur ini dapat mengikat oksigen yang ada pada

air dalam bentuk es batu. Selain itu mungkin juga disebabkan oleh keadaan sekitar

lingkungan dari sistem ini (larutan). Namun jika kita tinjau kembali kegunaan garam dapur

ini, kita akan menemukan hal yang bertolak belakang dari fungsi garam dapur pada

percobaan ini. Misalnya pada musim salju, untuk mengubah salju yang jatuh ke tanah agar

segera mencair dan tidak membeku, diatas salju ini disebarkan garam dapur, yang tujuannya

agar titik beku air dalam salju turun sehingga salju dapat mencair dan salju mengalir ke

saluran-saluran pembuangan.

Sedangkan nilai Kf yang didapat dari percobaan adalah 21,5 oC/m. Harga Kf asam asetat

glasial yang diperoleh secara praktikum berbeda jauh dengan Kf asam asetat secara teori,

dimana harga Kf asam asetat secara teori adalah 3,57oC/m. Perbedaan ini bisa saja disebabkan

oleh kondisi lingkungan yang kurang baik, baik itu dari wadah tempat zat ini dimasukkan dan

alat yang digunakan untuk mengaduknya.

Pada percobaan ketiga, larutan asam asetat lasial yang sudah dicampur denagn

naftaken ditambah dengan larutan X sebesar 0,5 gram. Dari percobaan diperoleh hasil

penurunan suhu dari 4°C menjadi -6°C. Dengan cara kriokopis, kita juga dapat menentukan

berat molekul zat yang dilarutkan dalam asam asetat glasial ini. Dari hasi pengamatan dan

perhitungan diperoleh berat molekul dari zat X ini adalam 128 g/mol. Dimana nilai ini

diperoleh dari hasil bagi antara berat zat terlarut dikali dengan 1000 dikali dengan harga

Kf yang diperoleh dari hasil pengamatan dan dibagi dengan penurunan titik beku larutan

dikalikan dengan berat pelarutnya sendiri. Akan tetapi hasil ini ada kemungkinan tidak

terlalu mendekati dengan hasil yang seharusnya. Hal ini dikarenakan pada saat sampel

yang ditambahkan pada pelarut kemudian dibekukan, pada saat percobaan larutan tidak

beku secara merata. Masih terdapat cairan yang belum beku serta tidak sempurnanya

proses pengadukan pada saat penentuan titik beku larutan. Selain itu kurang ketelitian

pembacaan skala termometer yang mempengaruhi hasil penentuan berat molekul.

Dalam percobaan diketahui bahwa T0, T1, dan T2 semakin titik bekunya semakin

menurun. Hal ini disebabkan naftalen dan Zat X merupakan larutan non volatile (larutan

yang tidak mudah menguap) yang berfungsi untuk menurunkan titik beku.