teori kimfis roult

21
BAB I TEORI Dalam larutan ideal, semua kompenen (pelarut dan zat terlarut) mengikuti hukum Raoult pada seluruh selang konsentrasi. Larutan benzena dan toluena adalah larutan ideal. Dalam semua larutan encer yang tak mempunyai interaksi kimia diantara komponen-komponenya, hukum Raoult berlaku bagi pelarut, baik ideal maupun tak ideal. Tetapi hukum Raoult tak berlaku pada zat terlarut pada larutan tak ideal encer. Perbedaan ini bersumber pada kenyataan: molekul-molekul pelarut yang luar biasa banyaknya. Hal ini menyebabkan lingkungan molekul terlarut sanagt berbeda dalam lingkungan pelarut murni. Zat terlarut dalam larutan tak ideal encer mengikuti hukum Henry, bukan Hukum Raoult (Petrucci, 1992). Larutan ideal adalah larutan yang gaya tarik menarik molekul-molekul komponennya sama dengan gaya tarik menarik anatara molekul dari masing-masing komponennya. Jadi, bila larutan zat A dan B bersifat ideal, maka gaya tarik antara molekul A dan B, sama dengan gaya tarik antara molekul A dan A atau antara B dan B ( Sukardjo, 1990 ). Bila dua cairan bercampur maka ruang diatasnya berisi uap kedua cairan tersebut. Tekanan uap jenuh masing-masing komponen ( p o i ) di ruangan itu lebih

Upload: adela-shofia

Post on 22-Nov-2015

71 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

kimia fisika universitas riau

TRANSCRIPT

BAB ITEORIDalam larutan ideal, semua kompenen (pelarut dan zat terlarut) mengikuti hukum Raoult pada seluruh selang konsentrasi. Larutan benzena dan toluena adalah larutan ideal. Dalam semua larutan encer yang tak mempunyai interaksi kimia diantara komponen-komponenya, hukum Raoult berlaku bagi pelarut, baik ideal maupun tak ideal. Tetapi hukum Raoult tak berlaku pada zat terlarut pada larutan tak ideal encer. Perbedaan ini bersumber pada kenyataan: molekul-molekul pelarut yang luar biasa banyaknya. Hal ini menyebabkan lingkungan molekul terlarut sanagt berbeda dalam lingkungan pelarut murni. Zat terlarut dalam larutan tak ideal encer mengikuti hukum Henry, bukan Hukum Raoult (Petrucci, 1992).Larutan ideal adalah larutan yang gaya tarik menarik molekul-molekul komponennya sama dengan gaya tarik menarik anatara molekul dari masing-masing komponennya. Jadi, bila larutan zat A dan B bersifat ideal, maka gaya tarik antara molekul A dan B, sama dengan gaya tarik antara molekul A dan A atau antara B dan B ( Sukardjo, 1990 ).Bila dua cairan bercampur maka ruang diatasnya berisi uap kedua cairan tersebut. Tekanan uap jenuh masing-masing komponen ( poi ) di ruangan itu lebih kecil daripada tekanan uap jenuh cairan murni ( poi ), karena permukaan larutan diisi oleh dua jenis zat sehingga peluang tiap komponen untuk menguap berkurang. Peluang itu setara dengan fraksi molnya masing-masing ( xi ). ( Syukri, 1999 ).Campuran ideal adalah sebuah campuran yang menaati hukum Raoult. Sebenarnya tidak ada campuran yang bisa dibilang ideal. Tapi beberapa campuran larutan kondisinya benar-benar mendekati keadaan yang ideal. Berikut ini adalah contohnya. hexana dan heptana benzena dan methylbenzena propan-1-ol dan propan-2-olDalam campuran dua larutan yang dapat menguap, hukum Raoult juga dapat digunakan. (Jim ,2007)Dalam sebuah larutan, beberapa molekul yang berenergi besar dapat menggunakan energinya untuk mengalahkan daya tarik intermolekuler permukaan cairan dan melepaskan diri untuk kemudian menjadi uap. Semakin kecil daya intermolekuler, semakin banyak molekul yang dapat melepaskan diri pada suhu tertentu. Pada suhu tertentu, sebagian dari molekul-molekul yang ada akan mempunyai energi yang cukup untuk melepaskan diri dari permukaan larutan. (Jim ,2007)Pada sebuah campuran ideal dari kedua larutan tersebut, kecenderungan dari dua macam molekul di dalamnya untuk melepaskan diri tidak berubah. Jadi, apabila proporsi dari tiap jenis molekul yang melepaskan diri tetap sama maka hanya ada separuh dari tiap jenis molekul yang dapat melepaskan diri dari campuran larutan pada suatu waktu tertentu. Apabila komposisi tersebut berubah, kecenderungan molekul untuk melepaskan diri juga akan berubah. Oleh karena itu, campuran yang disebut larutan ideal biasanya adalah campuran dua jenis zat yang memiliki besar molekul yang hampir sama dan mempunyai daya tarik Van der Waals yang sama. Namun besar molekul keduanya tidak persis sama sehingga walaupun campuran ini mendekati campuran ideal, tetap saja bukan merupakan campuran ideal. (Jim ,2007)Campuran ideal dari dua larutan akan mempunyai energi entalpi sebesar nol. Jadi, apabila suhu campuran naik atau turun pada saat keduanya dicampur berarti campuran tersebut bukan campuran ideal. (Jim ,2007) Jika dua macam cairan dicampur dan tekanan uap parsialnya masing-masing diukur, maka menurut hukum Raoult untuk tekanan uap parsial A berlaku:PA = XA PoA ..........(1)Sedangkan untuk tekanan uap parsial B berlaku :PB = XB PoB ..........(2)PoA = tekanan uap A ( yaitu cairan murni )PoB = tekanan uap BXA = mol A/ jumlah mol A dan BXB = mol B/ jumlah mol A dan BXA dan XB disebut fraksi mol.Jumlah tekanan uap (P) menurut hukum Dalton adalah:P = PA + PB ..........(3)( Anonim, 2006 ).Hukum Raolut secara umum didefinisikan sebagai fugasitas dari tiap komponen dalam larutan yang sama dengan hasil kali fugasitasnya dam keadaan murni pada temperatur dan tekanan yang sama serta fraksi molnya dalam larutan tersebut ( Dogra, 1990 ).Penyimpangan Hukum Raoult terjadi karena perbedaan interakasi antara partikel sejenis dengan yang tak sejenis. Misalnya campuran A dan B, jika daya tarik A- B lebih besar dari A-A atau B-B, maka kecenderungan bercampur lebih besar, akibatnya jumlah tekanan uap kedua kedua zat lebih kecil daripada larutan ideal disebut penyimpangan negatif. Penyimpangan positif terjadi bila daya tarik A-B lebih kecil daripada daya tarik A-A dan B-B, akibatnya tekanan uapnya menjadi lebih besar dari larutan ideal. Sifat suatu larutan mendekati sifat pelarutnya jika jumlahnya lebih besar. Akan tetapi larutan dua macam cairan dapat berkomposisi tanpa batas, karena saling melarutkan. Kedua cairan dapat sebagai pelarut atau sebagai zat terlarut tergantung pada komposisinya (Syukri,1999).Larutan non ideal dapat menunjukkan penyimpangan positif (dengan tekanan uap lebih tinggi daripada yang diprediksikan oleh hukum Raoult) atau penyimpangan negatif (dengan tekanan uap lebih rendah). Pada tingkat molekul penyimpangan negatif muncul bila zat terlarut menarik molekul pelarut dengan sangat kuat, sehingga mengurangi kecenderungannya untuk lari ke fase uap. Contoh penyimpangan negatif terjadi pada campuran aseton dan air. Penyimpangan positif muncul pada kasus kebalikkannya yaitu bila molekul pelarut dan zat terlarut tidak saling tertarik satu sama lain. Contoh penyimpangan positif terjadi pada campuran etanol dan nhekasana (Oxtoby, 2001).Apabila sebuah larutan mempunyai tekanan uap yang tinggi pada sebuah suhu, ini berarti bahwa molekul-molekul yang berada dalam larutan tersebut sedang melepaskan diri dari permukaan larutan dengan mudahnya. Apabila pada suhu yang sama, sebuah larutan lain mempunyai tekanan uap yang rendah, ini berarti bahwa molekul-molekul dalam larutan tersebut tidak dapat dengan mudah melepaskan diri. Ada dua cara untuk melihat hal ini, yaitu1. Apabila molekul-molekul dalam larutan sedang melepaskan diri dengan mudahnya dari permukaan larutan, ini berarti bahwa daya tarik intermolekuler relatif lemah. Dengan demikian, tidak perlu memanaskannya dengan suhu terlalu tinggi untuk memutuskan semua daya tarik intermolekuler tersebut dan membuat larutan ini mendidih. Larutan dengan tekanan uap yang lebih tinggi pada suatu suhu tertentu adalah larutan yang titik didihnya lebih rendah.2. Larutan akan mendidih ketika tekanan uapnya menjadi sama dengan tekanan udara luar. Apabila sebuah larutan mempunyai tekanan uap yang tinggi pada suhu tertentu, tidak perlu menambah tekanan uapnya supaya menjadi sama dengan tekanan udara luar. Di lain pihak, apabila tekanan uapnya rendah, harus meningkatkan tekanan uapnya setinggi-tingginya sampai besarnya menjadi sama dengan tekanan udara luar.Larutan dengan tekanan uap yang lebih tinggi pada suatu suhu tertentu adalah larutan yang titik didihnya lebih rendah. Sekali lagi, dua larutan pada suhu yang sama. Larutan dengan tekanan uap yang lebih tinggi adalah larutan yang titik didihnya lebih rendah.Menghitung titik didih/membuat diagram komposisiPada bagian yang sebelumnya, dapat dilihat gambar 1 seperti di bawah ini:

Gambar 1. Diagram KomposisiDalam mengubah diagram ini menjadi diagram komposisi/titik didih.Dimulai dengan titik didih dari larutan murni A dan larutan murni B.B memiliki tekanan uap yang lebih tinggi. Ini berarti bahwa larutan B mempunyai titik didih yang lebih rendah dari larutan A

Gambar 2. Diagram fase awalPada campuran larutan A dan B, mungkin telah menduga bahwa titik-titik didih keduanya akan membentuk sebuah garis lurus yang menghubungkan kedua titik didih ini.Pada kenyataannya, tidak demikian. Bukan garis lurus, tapi garis kurvalah yang terbentuk.

Gambar 3. Diagram fase keduaDalam menambah sebuah garis lagi pada gambar ini yang akan menunjukkan komposisi uap pada larutan yang mendidih. Apabila mendidihkan sebuah campuran larutan, larutan yang lebih mudah menguap, tentunya akan membentuk lebih banyak uap daripada larutan yang sukar menguap. Ini berarti, akan ada lebih banyak komponen B (komponen yang lebih mudah menguap) terdapat dalam uap daripada dalam larutannya. Untuk dapat membuktikannya dengan memadatkan uap yang didapat dan menganalisanya.Gambar 4 menunjukkan apa yang terjadi bila mendidihkan campuran larutan A dan B.

Gambar 4. Diagram fase ketigaPerhatikan bahwa ada lebih banyak uap larutan B daripada uap larutan A yang ada di atas campuran larutan yang mendidih ini karena larutan B lebih mudah menguap. Apabila mengulangi proses ini dengan campuran larutan dengan berbagai komposisi, akan dapat menggambar kurva kedua, yaitu garis komposisi uap.

Gambar 5. Diagram fase terakhir

BAB IIPERCOBAAN2.1 Alat yang digunakan Alat refluks

Heating mantel

Termometer Heating mantel Pecahan porselen Str besi Dua gelas ukur (10ml) Corong Gelas kimia Labu didih leher tiga2.2 Bahan-bahan yang digunakan Etil asetat Aseton

2.3 Prosedur Percobaan1.Pasangkan alat refluk, yang terdiri dari labu leher tiga dan sebuah pendingin yang dipasang terbalik. Hal yang perlu diperhatikan dalam merangkai alat refluks:a)Termometer tercelup ditengah-tengah cairan, namun jangan sampai menyentuh dinding gelas labu refluks dan ditambahkan batu didih.b)Setiap kali memasukkan kedua cairan, sumber panas / listrik harus dimatikan, mengingat cairan organik yang digunakan mudah terbakar.2.Tuangkan 10 ml etil asetat ke dalam labu refluks dengan corong melalui lubang pemasukkan cairan. Panaskan sampai mendidih dan catat suhunya.3.Cabut stop kontak listrik, tunggu larutan agak dingin selanjutnya tuangkan 3 ml aseton ke dalam labu. Panaskan perlahan-lahan sampai mendidih dan setelah suhu tetap catat suhu didihnya.4.Demikian seterusnya diulangi setiap kali dengan penambahan 3 ml aseton sampai jumlah aseton yang ditambahkan mencapai 10 ml; setiap kali sesudah penambahan, campuran dipanaskan serta dicatat titik didihnya.5.Kemudian tuangkanlah campuran ini kedalam wadah kosong yang tertutup rapat dan aman.6.Keringkan labu refluk itu dengan jalan diangin-anginkan7.Setelah kering betul, tuangkanlah 10 ml aseton kedalam labu refluk, panaskan dengan hati-hati dan catat suhu didihnya.8.Matikan mantel pemanas, tunggu larutan agak dingin lalu tambahkan 3 ml etil asetat, panaskan perlahan-lahan dan catat suhu didihnya. Demikian seterusnya sampai jumlah etil asetat yang ditambahkan mencapai 10 ml. Setiap kali penambahan etil asetat, dicatat suhu didihnya. 2.4 PengamatanAsam asetat saat dicampur dengan aseton suhunya semakin menurun dan kebalikannya saat aseton dituangkan asam asetat suhunya semakin naik.

BAB III HASIL DAN DISKUSI3.1. Hasil PercobaanTabel 3.1.1 Pengamatan komposisi Etil Acetat terhadap titik didihCampuranTitik Didih (0C)

Etil Acetat (ml)Aceton (ml)

10076

10367

10665

101063

Tabel 3.1.2 Pengamatan komposisi Etil Acetat terhadap titik didhCampuranTitik Didih

Etil AcetatAceton

01060

31061

61063

3.2. Hasil Perhitungan

Contoh perhitungan campuran Etil Asetat : Aseton = 10 : 3Diketahui : V Etil Asetat = 10 mlV Aseton = 3 ml Etil Asetat = 0,897 g cm-3 Aseton = 0,79 g cm-3BM Etil asetat = 88 g mol-1BM Aseton = 58 g mol-1Ditanya : fraksi mol Etil asetat = Jawab : Mol etil asetat = = = 0,102Mol aseton = = = 0,041fraksi mol Etil asetat = = 0.714

Tabel 3.2.1 Hasil Perhitungan NOFraksi Mol Etil AsetatTitik didih campuran (oC)

1176

20,71467

30,55465

40,42763

50,33763

60,18361

7060

Gambar 6. Grafik Titik didih campuran vs fraksi mol etil asetat3.2 DiskusiPercobaan ini didasarkan atas hukum Raoult, dimana campuran yang mengikuti hukum ini merupakan suatu larutan ideal. Dalam percobaan ini dilakukan pencampuran larutan etil acetat dengan aseton dengan perbandingan volume yang berbeda-beda dan mengukur titik didih dari tiap perbandingan volume tersebut untuk mengetahui pengaruh komposisi terhadap titik didih. Dan dapat diperlihatkan pengaruh gaya antar molekul terhadap tekanan uap campuran. Apabila larutan zat B dalam A bersifat ideal, maka gaya tarik antara molekul A dan B sama dengan gaya tarik antara molekul A dan A atau antara B dan B. Dalam percobaan ini digunakan sebuah alat reflux yang biasa digunakan dalam penerapan hukum Raoult. Etil acetat dan aseton merupakan suatu senyawa organik yang bersifat non polar, yang mudah menguap dan memiliki titik didih yang rendah, oleh karena itu dalam percobaan ini digunakan larutan etil acetat dan aseton. Komposisi suatu zat terlarut dalam suatu larutan akan mempengaruhi titik didih dari larutan tersebut. Semakin besar komposisi zat terlarut dalam larutan maka semakin besar pula titik didih larutan tersebut. Dari hasil grafik didapatkan kecenderungan titik didih tersebut untuk semakin besar dengan bertambahnya komposisi zat terlarut. Terlihat pada titik fraksi mol 1, 0.554, 0.183 dan 0 mengalami penyimpangan negatif dari hukum raoult. Hal ini dikarenakan zat terlarut menarik molekul pelarut dengan sangat kuat, sehingga mengurangi kecenderungannya untuk lari ke fase uap sehingga tekana uap nya rendah dari larutan ideal.

BAB IVKESIMPULAN DAN SARAN

4.1. KesimpulanKesimpulan yang dapat diambil dari praktikum Larutan Non Elektrolit Hukum Raoult yaitu:1. Komposisi suatu larutan akan mempengaruhi titik didih zat di di dalamnya, semakin besar komposisi zat terlarut dalam larutan maka semakin besar pula titik didih larutan tersebut.2. Titik didih teori asam asetat adalah 60 oC dan pada percobaan titik didih asam asetat mencapai 60oC, sedangkan Titik didih teori aseton adalah 77oC dan pada percobaan titik didih aseton mencapai 76 oC. Hal ini menunjukkan terjadinya penyimpangan dari hukum Raoult.3. Penyimpangan dari hukum Raoult terjadi karena kecenderungan bercampurnya asam asetat dan aseton yang lebih besar sehingga jumlah tekanan uap kedua zat lebih kecil daripada larutan ideal.

4.2. SaranSaran yang dapat kami sampaikan untuk praktikum Larutan Non Elektrolit Hukum Raoult adalah agar disediakan labu didih yang baik. Agar tidak terjadi lagi pengulangan yang dikarenakan labu didih yang tidak cocok yang dapat mengakibatkan zat yang digunakan menguap.

BAB VTUGAS

5.1. PertanyaanBagaimana sifat campuran dalam percobaan ini; ideal atau tidak ? kalau tidak ideal, penyimpangan mana yang terlihat?Jawab:Campuran antara asam asetat dan aseton merupakan larutan tidak ideal dan terjadi penyimpangan. Penyimpangan yang terjadi adalah penyimpangan negatif dari hukum Raoult.

BAB VIDAFTAR PUSTAKAAnonim. 2006. Penuntun Praktikum Kimia Analitik 2. F MIPA UNLAM. Banjarbaru.Clark, Jim. 2007. Hukum Raoult. http://www.chem-is-try.org. [24-03-2011]Dogra, SK dan S. Dogra, 1984. Kimia Fisik dan Soal-soal. UI-Press. Jakarta.Oxtoby. 2001. Prinsip-prinsip Kimia Modern jilid 1. Erlangga. Jakarta.Petrucci,Ralph H.1992. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern.Eralangga. Jakarta.Syukri. 1999. Kimia Dasar. ITB Press. Bandung.Sukardjo. 1990. Kimia Anorganik. Rineka Cipta. Jakarta.Sukardjo. 1997. Kimia Fisika. Rineka Cipta. Jakarta