Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
LAPORAN PRAKTIKUM TERMODINAMIKA DAN KESETIMBANGAN
PENURUNAN TITIK BEKU
Disusun oleh :
M Sulthan Arkana (652018028)
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN MATEMATIKA
UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SALATIGA
2019
Judul : Kalorimeter Tidak Langsung
Nama : M Sulthan Arkana
NIM : 652017002
Kelompok : 1
Jadwal Praktikum : Rabu, 31 Agustus 2019
Dasar Teori
Termodinamika, dalam arti luas adalah pengkajian hubungan kuantitatif antara
kalor dan bentuk lain energi, seperti energi yang dikaitkan dengan gejala elektromagnet,
permukaan dan kimia. Konsep termodinamika merupakan halmendasar yang penting.
Termodinamika kimia dapat didefinisikan sebagai cabang kimia yang menangani
hubungan kalor, kerja dan bentuk lain energi, dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia
dan dalam perubahan keadaan. Erat berkaitan dengan termodinamika kimia adalah
termokimia, yang menangani pengukurandan pena!siran perubahan kalor yang menyertai
reaksi kimia, perubahan keadaan dan pembentukan larutan (Keenan, 1980)
Kalorimetri adalah pengukuran perubahan kalor dengan menggunakan alat yag
disebut calorimeter (Chang, 2008). Kalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas
ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya
energy dari sistem akan mempengaruhi suhunya. Kesetimbangan kimia adalah keadaan
dimana laju reaksi balik sama besarnya dengan laju reaksi maju dan konsentrasi reaktan
maupun produk tidak lagi bertambah ataupun berkurang (Chang, 2008). Keadaan dalam
kesetimbangan akan stabil namun peka terhadap perubahan baik perubahan suhu,
tekanan, volume, maupun konsentrasi. Suatu kesetimbangan akan bergeser ke arah
reaktan (ke kiri) ketika reaktan berkurang atau produk bertambah dan sebaliknya pada
kesetimbangan yang bergeser ke kanan. Dalam kaitannya dengan suhu berdasarkan asas
Le Chatelier hubungan kelarutan dan suhu disimpulkan bahwa semakin tinggi suhu
dalam kesetimbangan pada system, semakin sistem berusaha menurunkan suhu dan akan
bergeser ke arah reaksi dengan menyerap kalor dan sebaliknya reaksi sistem akan
menaikkan suhu jika suhu kesetimbangan system diturunkan.
Dalam percobaan yang dilakukan dengan melarutkan PbCl2 dalam air pada
suhu yang berbeda dapat dilakukan dengan dihitung nilai tetapan kesetimbangan K
sebagai fungsi suhu untuk kesetimbangan :
PbCl2 ↔ Pb2+(aq) +2Cl- K = [Pb2+] [Cl-]2 ………… (1)
Menurut termodinamika berlaku :
∆G = R T lnK ……………………………………………………… (2)⁰
Dan dari ini dapat ditentukan :
log K=∆ H °19,15
× 1T
+ ∆ S °19,15
……………………………………………(3)
Jadi dari grafik log K sebagai fungsi 1/T dapat ditentukan nilai baku untuk
entalpi pelarutan dan entropi pelarutan PbCl2. Ini berarti nilai untuk entalpi dan entropi
reaksi dapat dientukan tanpa melakukan percobaan kalorimetrik sama sekali.
Kelarutan PbCl2 akan ditentukan dengan mengambil volume tertentu dari
kelarutan PbCl2 yang jenuh dan melekatkannya melalui suatu penukar kation dalam
bentuk asam. Kemudian jumlah asam yang dibebaskan oleh Pb2+ akan diukur secara
volumetrik. Untuk pemisahan ion dilakukan dengan rezin penukar ion yang berdasar
jenisnya terdaoat 4 jenis rezin yaitu rezin penukar ion kation bersifat asam kuat, rezin
penukar ion kation bersifat asam lemah, rezin penukar ion kation bersifat basa kuat, dan
rezin penukar ion kation bersifat basa lemah. Dalam percobaan yang dilakukan dengan
penukar ion Amberlite IR-120 maka termasuk penukar ion kation bersifat asam kuat.
Tujuan
1. Menentukan kelarutan PbCl2 pada akuades dengan berbagai suhu berbeda
2. Menentukan konsentrasi NaOH dari standarisasi NaOH
3. Menentukan konsentrasi PbCl2 pada suhu yang berbeda-beda
4. Menentukan tetapan kesetimbangan K sebagai fungsi suhu pada suatu kesetimbangan
Alat dan Bahan
Alat
- Pilius
- Pipet tetes
- Erlenmeyer
- Buret
- Klem
- Statif
- Kapas
- Neraca
- Kaca arloji
- Labu takar
- Corong
- Termometer
- Spatula
- Tabung reaksi
- Kolom
- Waterbath
- Pipet volume
Bahan
- Larutan NaOH
- Larutan Asam Oksalat
- Akuades
- Indikator PP
- Indikator MO
- Indikator MR
- Amberlite IR-120
- Larutan PbCl2
Metode
A. Persiapan Larutan Jenuh PbCl2
1. Dibuat larutan PbCl2 jenuh pada suhu 0℃, 28℃ (suhu ruang), 40℃, 60℃, 70℃
, dan 100°C dengan massa pada 0℃ adalah 2 gram, pada 30℃adalah 2,5 g, pada
45 ℃ adalah 3g , pada 60℃adalah 3,5g, pada 70℃ dengan massa 4g, dan pada
100°C adalah 4,5 gram masing-masing dilarutkan dalam 100 ml akuades
2. Didiamkan larutan dalam gelas beaker sampai kesetimbangan termal tercapai dan
diaduk beberapa kali di awal agar keseimbangan termal lebih cepat tercapai
3. Diukur suhu larutan tiap 15 menit dan dictat suhunya agar dapat diperkirakan
besarya fluktuasi dalam nilai ini (pengukuran dilakukan selama 1 jam )
B. Persiapan Penukar Ion
1. Ditimbang 6 gram amberlite IR 120 dalam bentuk asam, didekantasi penukar ion
beberapa kali dalam air sampai tidak bereaksi asam lagi dengan indicator metil
oranye
2. Dimasukkan ke dalam tabung penukar ion 10 ml air lalu ditempatkan sebuat
sumbat kecil di dalamnya dengan diusahakan aliran air 1 tetes tiap detik
3. Dituangkan diatasnya suspense penukar ion dan ditutupi kolom penukar ion
dengan sebuah sumbat kapas kecil
4. Diperiksa kembali air yang keluar dari kolom sampai tidak bereaksi asam lagi
terhadap metil jingga, kapasitas kolom cukup untuk pelaksanaan satu penentuan
konsentrasi Penentuan Konsentrasi PbCl2 di setiap suhu
C. Standarisasi NaOH
- Pembuatan NaOH 0.1 M
M = g
Mr× 1000
V
g = M × Mr × V
1000
g = 0,1 M × 40 g
mol×250 ml
1000 = 1 gram
1. Ditimbang 1 g NaOH kemudian dimasukkan dalam gelas beaker dan dilarutkan
NaOH dengan menambahkan air secukupnya
2. Dimasukkan larutan NaOH dalam labu takar 250 ml dan digenapkan larutan
hingga batas tera kemudian larutan dihomogenkan
- Standarisasi NaOH
1. Disiapkan 0.1 gram asam oksalat dan dilarutkan dalam 10 ml akuades
2. Ditambahkan 2 sampai 3 tetes indikator PP
3. Dititrasi larutan dengan NaOH dan dicatat volume titrasi
4. Dilakukan percobaan secara triplo
D. Penentuan Konsentrasi PbCl2
1. Diukur suhu larutan jenuh PbCl2 dan dipipet dari larutan tersebut sekitar 10 ml ke
dalam gelas piala kecil dan diperhatikan bahwa jika larutan panas kristalisasi
belum terbentuk dalam pipet, pipet boleh dipanaskan dalam thermostat namun
dipastikan tetap kering karena tidak mungkin dibilas sebelumnya dengan larutan
panas
2. Ditambahkan cukup air untuk larutan panas sehingga Kristal tepat tidak akan
terbentuk pada pendinginan tetapi diusahakan volume tinggal sekecil mungkin
3. Dipindahkan seluruh larutan dalam kolom dan dialirkan larutan dalam kolom
4. Dibilas beberapa kali dengan sedikit air sampai cairan yang keluar tidak bereaksi
dengan metil jingga
5. Dititrasi semua larutan yang keluar dari penukar ion dengan NaOH yang telah
distandarisasu dengan digunakan indicator metil merah
6. Dilakukan penentuan untuk tiap suhu dan dicatat volume NaOH ditambahkan
pada masing-masing suhu.
Hasil Pengamatan
A. Persiapan Larutan Jenuh PbCl2
Volume : 50 ml
T (Menit) Suhu PbCl2 (°C)
0 Suhu ruang 40 60 70 100
15 8 28 42 62 73 94
30 8 28 40 63 71 94
45 8 28 41 63 71 93
60 8 28 41 61 72 94
Rata – rata (°C) 8 28 41 62,25 71,75 93,75
B. Persiapan Penukar Ion
Massa penukar ion (Amberlite IR-120) : 6 gram
C. Standarisasi NaOH
V NaOH I II III
V awal (ml) 0 16,9 0
V akhir (ml) 16,9 33,8 16,9
V ditambahkan (ml) 16,9 16,9 16,9
V rata-rata :16,9mL+16,9 mL+16,9 mL
3 = 16,9 mL
V rata-rata pada suhu ruang yang dimasukkan dalam tabel V rata-rata NaOH seluruhnya
sebagai berikut untuk masin-masing suhu :
Suhu (C) 0 Suhu ruang 40 60 70 100
Volume NaOH 7,8 10 13 14,5 20,2 25
V rata-rata =(7,8+10+13+14,5+20,2+25)ml
6=90,5
6ml=15,08 ml
Massa asam oksalat : 0,1 gram dalam 10 ml akuades
Mol asam oksalat : 0.1 g
126 gmol
= 7,93 x 10-4 mol
Mol NaOH : 2 x mol asam oksalat = 2 x 7,93 x 10-4 mol
= 15,86 x 10-4 mol
M NaOH : nV
=(15,86 x 10−4 mol)
15,08 x 10−3 L = 0,105 M
D. Penentuan Konsentrasi PbCl2
V PbCl2 dititrasi : 60 ml
Indikator MR ditambahkan : 4 tetes
Suhu (C) 0 Suhu ruang 40 60 70 100
Volume NaOH 7,8 10 13 14,5 20,2 25
Pembahasan
Dalam praktikum Kalorimeter tak Langsung, pada percobaan A yaitu persiapan
larutan jenuh PbCl2 dilakukan menggunakan akuades dengan variable temperature, serta
molaritas yang berbeda, yaitu melarutkan PbCl2 dalam 100 mL akuades dengan: 2g dalam
0°C ; 2,5g dalam temperatur ruang ; 3g dalam 45°C ; 3,5g dalam 60°C ; 4g dalam 70°C ;
serta 4,5g dalam 100°C. percobaan tersebut dilakukan oleh masing masing kelompok yang
berbeda. Pada kelompok praktikan, melakukan percobaan dengan melarutkan sebanyak 2g
PbCl2 kedalam 100 mL akuades pada temperatur 0°C. Kemudian dilakukan proses
standarisasi NaOH dengan asam oksalat, dengan cara mentirasi asam oksalat (sebanyak 0,1
gram yang dilarutkan kedalam 25 mL akuades) dengan menggunakan larutan NaOH yang
sudah dibuat, secara triplo. Didapat rata – rata volume NaOH yang ditambahkan sebesar 16,9
mL dan konsentrasi NaOH yang didapatkan adalah sebesar 0,094 M dengan perhitungan
sebagai berikut:
V rata-rata : (16,9+16,9+16,9)ml
3=50,7
3ml=16,9 ml
Massa asam oksalat : 0.1 gram dalam 25 ml akuades
Mol asam oksalat : 0.1 g
126 gmol
= 7.93 x 10-4 mol
M asam oksalat : mol asam oksalat
Volume = 7,93 x 10−4 mol2,5 x10−2 mol
= 0,03172 M
2 x Masam oksalat x Vasam oksalat = MNaOH x VNaOH
2 x 0,03172 x 25 mL = MNaOH x 16,9 mL
MNaOH = 0,094 M
Pada percobaan B yaitu persiapan penukar ion dengan dilakukan menggunakan 6g
amberlite IR-120, yang merupakan resin sintesis yang digunakan sebagai penukar ion
(Abramian, 2009). Resin penukar ion asam kuat, matriksnya berikatan dengan gugus ionic
HSO3- (sulfonate). (Suharto, 2007). Reaksi yang terjadi pada saat proses penukaran ion
dapat dituliskan sebagai berikut:
R- --- H+ + Na+ R- --- Na+ + H+
(Suharto, 2007)
Amberlite yang digunakan dalam bentuk asam, sehingga perlu dilakukan proses
dekantasi, yang mana dekantasi merupakan suatu proses pemisahan suatu campuran dengan
cara mengambil zat cair dengan meninggalkan bagian padatan yang mengendap dengan
dibilas berulang kali meggunakan akuades dan dilihat dari perbandingan warna setelah
ditetesi MO dengan standar akuades ditetesi MO berwarna kekuningan hingga warna yang
dihasilkan sama dengan standar (Kamilati, 2006)
Pada percobaan C yaitu penentuan konsentrasi PbCl2. Sebelum ke tahap ini, PbCl2
yang sudah dilarutkan kedalam akuades pada suhu waterbath 0°C, selama pengamatan 15
menit, 30 menit, 45 menit, dan 60 menit temperatur larutan PbCl2 konstan pada suhu 8°C,
dan PbCl2 tidak seluruhnya terlarut dalam air karena masih terdapat endapan PbCl2 pada
dasar gelas beker. Kemudian disiapkan kolom penukar ion yang pada ujungnya diberi kapas
yang dipadatkan, dan diatur agar tetesan 1 kali setiap detiknya (dicoba menggunakan
akuades). Selanjutnya, amberlite yang sudah didekantasi dipindahkan kedalam kolom
tersebut, dan jangan dibiarkan sampai kering, amberlite yang kering kemudian akan pecah
dan tidak efektif dalam proses penukaran ion. Kemudian, diambil larutan PbCl2 dengan
pipet volume sebanyak 10 mL dan dimasukkan kedalam kolom pada saat air pada kolom
sudah hampir mendekati amberlite (hampir habis) karena jika masih banyak air yang tersisa
diatas kolom, pada saat pengukuran dengan titrasi, hasil yang didapatkan tidak akurat karena
terdapat molekul air yang berlebih. Setelah PbCl2 dimasukkan, ditambahkan sebanyak 50mL
akuades melalui kolom secara bertahap. Pada proses penukaran ion, reaksi dapat dituliskan
sebagai berikut:
H2SO3 + PbCl2 PbSO3 + 2HCl
jadi, Pb2+ akan terikat pada amberlite dan akan ditukar dengan ion H+, jumlah H+ yang
keluar sebanding dengan banyaknya Pb2+ yang terikat. Jadi kecepatan tetesan berpengaruh
dalam proses penukaran ion ini, jika tetesan terlalu cepat, maka proses penukaran ion tidak
dapat berjalan secara maksimal.
Kemudian larutan yang keluar dari kolom dititrasi dengan NaOH yang sudah
distandarisasi dengan menggunakan indikator metil merah (methyl red) dengan perubahan
warna dari merah ke kuning.
Berikut adalah hasil titrasi larutan asam hasil penukaran ion yang dikeluarkan dari
kolom penukar ion dengan NaOH yang dilakukan oleh masing masing kelompok antara lain:
Suhu °C Volume NaOH yang ditambahkan (mL)
0 7,8
28 10
40 13
60 14,5
70 20,2
100 25
Maka dengan data titrasi larutan yang sudah ditukar ionnya, yang mana sesuai
dengan reaksi yang dituliskan diatas, merupakan asam kuat HCl karena kation (H+) yang
dilepas oleh amberlite bereaksi dengan Cl-. Sedangkan Pb2+ diikat oleh amberlite yang
mengandung gugus sulfonate (HSO3-) membentuk PbSO3. Maka dengan hal tersebut, dapat
dihitung jumlah kelarutan dari PbCl2 dengan mentitrasi hasil larutan penukaran ion dengan
NaOH. Karena konsentrasi OH- maupun H+berbanding lurus dengan jumlah PbCl2 yang
diikat. Dengan perhitungan yang telah dilakukan, dapat ditentukan konsentrasi OH-, sehingga
konsentrasi Pb2+ dapat diketahui, yaitu sebagai berikut:
Suhu (oC) Kelarutan PbCl2 (mol/L) [OH-] (M)
0 0,0489 0,819
28 0,0525 0,105
40 0,0799 0,1365
60 0,068 0,1523
70 0,106 0,2121
100 0,131 0,2625
Dapat disimpulkan dari tabel tersebut bahwa semakin tinggi suhu maka kelarutan dari PbCl2
dalam akuades akan semakin besar, dan juga hal ini merupakan suatu indikasi bahwa kalor
yang diperlukan melarutkan semakin banyak seiring dengan kenaikan jumlah PbCl2. Hal ini
berarti terjadi proses endoterm terjadi. Dapat dilihat dari hasil pengamatan bahwa semakin
besar suhu, semakin banyak volume NaOH yang digunakan untuk titrasi dengan PbCl2, hal
ini juga mengindikasikan bahwa kelarutan juga semakin besar seiring dengan pertambahan
suhu. Untuk metode kalorimetri pada pengukuran yang dilakukan tidak dapat digunakan
dikarenakan nilai energi dalam, kalor, dan kerja susah dilakukan dan kelarutan PbCl2 yang
juga terlalu kecil.
Sekalipun secara keseluruhan nilai hasil volume NaOH yang ditambahkan meningkat seiring
kenaikan suhu dalam penentuan konsentrasi PbCl2.
Untuk nilai kesetimbangan K yang didapatkan maka diperoleh nilai K pada
masing-masing suhu adalah sebagai berikut :
0℃ 28℃ 40℃ 60℃ 70℃ 100°C
2,197 x 10-3 4,6 x 10-3 0,01 0,014 0,038 0,0723
Dari tabel nilai K maka dapat dihitung nilai lnK dan karena nilai ln K semakin tinggi suhunya
semakin negatif maka dalam rumus ∆ G °=−RTlnK didapatkan nilai G yang semakin positif
hal ini menunjukkan reaksi bergeser ke kiri dan pada keadaan yang baku maka reaksi untuk
pelarutan pada PbCl2 berjalan tidak spontan dan smakin tinggi suhu maka akan menggeser
kesetimbangan ke kiri dan reaksinya akan semakin memiliki kecenderungan berlangsung
spontan.
Jawab Pertanyaan
1. Turunkan persamaan (3) dari persamaan (2)!
Persamaan (2) : G = R T ln K
Persamaan (3) :log K =
ΔH 0
19,15× 1
T+ ΔS0
19 , 15
Maka :
G = R T ln K
H - T . S = R T ln K
ln K = ∆ H °−T ∆ S°
−RT
log K =
ΔΗ °−ΤΔ S °−(2,303 ) R T
log K = -
ΔΗ °(2,303 ) R T
+ ΔS °(2,303 ) R
log K = -
ΔΗ °(2,303×8,314 )
× 1T
+ ΔS°(2,303×8,314 )
log k = -
ΔH 0
19,15× 1
T+ ΔS0
19 , 15
2. a. Hitunglah untuk masing-masing suhu, berdasar hasil dari seluruh kelompok :
(i) Nilai rata-rata volume NaOH yang digunakan dan ralat dalam nilai ini!
Nilai rata-rata volume NaOH 0,093 M yang digunakan dalam titrasi adalah:
Suhu (C) 0 Suhu ruang 40 60 70 100
Volume NaOH 7,8 10 13 14,5 20,2 25
Ralat pembacaan buret adalah sebagai berikut :
Suhu 0C = (7,8 ± 0,1)ml
Suhu 25C = (10,0 ± 0,1)ml
Suhu 40C =(13,0 ± 0,1)ml
Suhu 60C =(14,5 ± 0,1)ml
Suhu 70C = (20,2 ± 0,1)ml
Suhu 100C = (25 ± 0,1)ml
(ii) Nilai rata-rata kelarutan PbCl2 dan ralat dalam nilai ini!
- Suhu 0C
½ . MNaOH . VNaOH = MPbCl . VPbCl
½ . 7,8 ml 0,105 M = MPbCl 10 ml
MPbCl = 0,81910 x 2= 0,0409 M
- Suhu 28C
½ . MNaOH . VNaOH = MPbCl . VPbCl
½ . 10 ml 0,105 M = MPbCl 10 ml
MPbCl = 1,05
10 x 2 = 0,0525 M
- Suhu 40C
½ . MNaOH . VNaOH = MPbCl . VPbCl
½ . 13 ml 0,105 M = MPbCl 10 ml
MPbCl = 1,36510 x 2 = 0,068 M
- Suhu 60C
½ . MNaOH . VNaOH = MPbCl . VPbCl
½ . 14,5 ml 0,105 M = MPbCl 10 ml
MPbCl = 1,522510 x 2 = 0,076 M
- Suhu 70C ½ . MNaOH . VNaOH = MPbCl . VPbCl
½ . 20,2 ml 0,105 M = MPbCl 10 ml
MPbCl = 2,12110 x 2 = 0,106 M
- Suhu 100C ½ . MNaOH . VNaOH = MPbCl . VPbCl
½ . 25 ml 0,105 M = MPbCl 10 ml
MPbCl = 2,62610 x 2 = 0,131 M
Nilai ralat untuk nilai ini adalah : 0,0409−(0,0409+0,131 )
2=¿-0,045 M
(iii) Dari hasil di atas, hitung nilai log K dan ralat dalam nilai ini!
Nilai log K dan ralat
- Suhu 0C
¿
PbCl2 (s) Pb 2+ (aq) + 2 Cl- (aq)
[Pb2+] = 0,0819 M
K= [Pb2+] [OH-]2
= 0,0819 (0 , 1638)2
= 2,197 x 10-3
log K = -2,658
- Suhu 28C
¿
PbCl2 (s) Pb 2+ (aq) + 2 Cl- (aq)
[Pb2+] = 0,105 M
K = [Pb2+] [OH-]2
= 0,105 (0 , 21)2
= 4,6 x 10-3
log K = -2,337
- Suhu 40C
¿
PbCl2 (s) Pb 2+ (aq) + 2 Cl- (aq)
[Pb2+] = 0,1365 M
K= [Pb2+] [OH-]2
= 0,1365 (0 , 273)2
= 0,01
log K = -2
- Suhu 60C
¿
PbCl2 (s) Pb 2+ (aq) + 2 Cl- (aq)
[Pb2+] = 0,1523 M
K= [Pb2+] [OH-]2
= 0,1523 (0 , 3046)2
= 0,014
log K = -1,854
- Suhu 70C
¿
PbCl2 (s) Pb 2+ (aq) + 2 Cl- (aq)
[Pb2+] = 0,2121 M
K= [Pb2+] [OH-]2
= 0,2121 (0 ,4242)2
= 0,038
log K = -1,420
- Suhu 100C
¿
PbCl2 (s) Pb 2+ (aq) + 2 Cl- (aq)
[Pb2+] = 0,2625 M
K= [Pb2+] [OH-]2
= 0,2625 (0 , 525)2
= 0,0723
log K = -1,141
Ralat = −1,41 × ( (−2,658 )+(−1,41 ) )2
=2,867
b. Tentukan juga fluktuasi dalam T dan 1/T!
Fluktuasi nilai untuk T dan 1/T tidak dapat ditentukan. Lalu nilai T dan 1/T dapat
dianggap sama dengan suhu yang dicatat setiap 15 menit karena hasil tersebut
menunjukkan nilai yang berubah-ubah tetapi bedanya tidak terlalu jauh.
Sedangkan nilai ralat diambil dari ralat termometer 0,1C.
Untuk T:
- Suhu 0C = 273,15 K
Ralat = (273,15 0,1) K
- Suhu 28C = 301,15 K
Ralat = (301,15 0,1) K
- Suhu 40C =313,15 K
Ralat = (313,15 0,1) K
- Suhu 60C = 333,15 K
Ralat = (333,15 0,1) K
- Suhu 70C =343,15 K
Ralat = (343,15 0,1) K
- Suhu 100C =373,15 K
Ralat = (373,15 0,1) K
Untuk 1/T:
- Suhu 0C = 273,15 K
1/T = 3,66 (1 0,1) . 10-3 /K
- Suhu 28C = 301,15 K
1/T = 3,32 (1 0,1) . 10-3 /K
- Suhu 40C =313,15 K
1/T = 3,19 (1 0,1) . 10-3 /K
- Suhu 60C = 333,15 K
1/T = 3,00 (1 0,1) . 10-3 /K
- Suhu 70C =343,15 K
1/T = 2,914 (1 0,1) . 10-3 /K
- Suhu 100C =373,15 K
1/T = 2,680 (1 0,1) . 10-3 /K
c. Kumpulkan dalam sebuah tabel mulai untuk kelarutan PbCl2, log K, dan ralat
dalam nilai log K serta nilai untuk T, 1/T, dan fluktuasi dalam 1/T!
Kelarutan PbCl2 (mol/L) Log K T (K) 1/T (1/K)
0,0409 (-2,658 ± 2,867) (273,15 0,1) 3,66 (1 0,1) . 10-3
0,0525 (-2,337 ± 2,867) (301,15 0,1) 3,32 (1 0,1) . 10-3
0,0799 (-2,00 ± 2,867) (313,15 0,1) 3,19 (1 0,1) . 10-3
0,0680 (-1,854 ± 2,867) (333,15 0,1) 3,00 (1 0,1) . 10-3
0,106 (-1,420 ± 2,867) (343,15 0,1) 2,91 (1 0,1) . 10-3
0,131 (-1,141 ± 2,867) (373,15 ± 0,1) 2,68 (1 0,1) . 10-3
3. a. Gambarkan sebuah grafik dari log K sebagai fungsi 1/T (gunakan skala
yang cocok). Untuk semua titik tunjukan juga persegi panjang ralat!
Gambar 1. Grafik log K sebagai Fungsi 1/T
b. tentukan dari grafik ini :
(i) nilai rata-rata dari ∆H dan ∆S !⁰ ⁰(ii) ralat dalam nilai-nilai ini!
(i) Nilai rata-rata ∆H dan ∆S⁰ ⁰
∆ H °max=0,0409−(−2,658)(3,66−2,68)10−3 ×19,15=52,739 kJ /mol
∆ H °min=0,131−(−141)
(3,76−2,92)10−3 × 19,15=24,856 kJ /mol
∆ H °rata−rata=52,739+24,856
2=38,7975 kJ /mol
log Kmin=∆ H °min
19,15× 1
T+
∆ S°max
19,15→ ∆ S °max=( log Kmin+
∆ H °min
19,15 T )× 19,15
∆ S °max=(−2,658 +5273919,15 ×273,15 )×19,15=138,712 J /Kmol
∆ S °min=(−1,987 +38797,619,15 ×373,15 )×19,15=64,113 J / Kmol
∆ S °rata−rata=−461,328+635,295
2=101,412 kJ /mol
(ii) Ralat H dan S
Ralat nilai H = (52,739– 24,856) = 27,883 kJ/mol
Hrata-rata = (38,7975 27,883 ) kJ/mol
Ralat nilai S = (138,712 – 64,113 J /K 1 mol = 74,599 J/K mol
Srata-rata = (101,412 74,599) J/K mol
4. Apakah yang dapat disimpulkan tentang reaksi (1) dari nilai ∆H , ∆S , dan ∆G⁰ ⁰ ⁰ yang ditemukan? (misalnya tentang kalor reaksi, kemungkinan terjadinya reaksi, dst)
Nilai ∆H yang lebih besar dari nol menunjukkan terjadi reaksi yang menyerap kalor⁰
yaitu berarti merupakan suatu reaksi endoterm
Niali ∆S yang lebih besar dari nol menunjukkan bahwa derajat ketidakteraturan⁰
system bertambah dikarenakan reaksi yang berlangsung spontan
Nilai ∆G dengan rumus ⁰ G = - R T ln K dengan nilai positif yang diketahui dari
nilai lnK yang bernilai negative sehingga menghasilkan nilai G yang positif
menunjukkan reaksi cenderung bergeser kea rah reaktan dan pada keadaaan standar,
untuk melarutkan PbCl2 berlangsung tidak spontan akan tetapi seiring dengan
kenaikan suhu maka reaksi akan cenderung bereaksi spontan.
5. Carilah nilai untuk ∆H dan ∆S dalam literatur (sebutkan sumbernya)! Bandingkan⁰ ⁰
nilai yang ditemukan dalam percobaan ini dengan nilai literatur! Beri komentar!
Nilai secara literatur
PbCl2 : Hf = - 359,2 kJ/mol
S = 136 J/K mol
(Barrow, Gordon. M. 1988. Physical Chermistry. Mc. Grow Hill. Inc. New York)
Nilai dari hasil percobaan
PbCl2 : Hf = 38,7975 kJ/mol
S = 101,412 J/K mol
Nilai yang didapat dari percobaan jauh berbeda dengan yang ada di literatur. Hal
ini kemungkinan dikarenakan terjadinya kesalahan pada saat praktikum dan
percobaan yang kurang teliti juga kemungkinan kesalahan dalam metode
perhitungan.
6. Apakah mungkin kita menemukan nilai ∆H untuk reaksi (1) secara kalorimetri!⁰
Kalau mungkin, gambarlah garis besar percobaan ini! Kalau tidak, beri alasan!
Nilai H pada reaksi (1) tidak mungkin ditentukan secara kalometri dikarenakan
kelarutan PbCl2 terlalu kecil. Selain itu H = U + PV dimana saat U dihitung,
maka Q dan W akan diketahui pula (U = Q +W) hal ini menyebabkan kesulitan
dalam pengukuran.
7. Bandingkan hasil yang anda temukan (volume NaOH pada masing-masing suhu)
dengan hasil yang ditemukan oleh kelompok bersama! Beri komentar tentang :
a. Hasil yang anda peroleh!
b. Ketelitian percobaan ini!
Hasil percobaan volume NaOH untuk masing-masing suhu yang diperoleh dari
masing-masing kelompok tidak sama dikarenakan percobaan dilakukan dalam
berbagai suhu berbeda sehingga hasil dari kelompok satu dengan kelompok lain
hasilnya digunakan untuk saling melengkapi data sehingga tidak dapat
dibandingkan untuk masing-masing suhu dan digunakan bersama.
Kesimpulan
1. Kelarutan PbCl2 sebanding dengan kenaikan suhu dan dapat disimpulkan bahwa
kenaikan suhu yang lebih besar menghasilkan kelarutan yang lebih besar juga.
2. Konsentrasi NaOH yang diperoleh adalah 0,105M
3. Konsentrasi PbCl2 untuk masing-masing suhu adalah sebagai berikut :
0℃ 30℃ 40℃ 60℃ 70℃ 100℃0,0409 M 0,0525M 0,068 M 0,076 M 0,106 0,1372 M
4. Nilai dari Ho dan So yang didapatkan lebih besar dari 0,sehinggadapat disimpulkan
reaksi berlangsung spontan pada suhu tinggi dan untuk nilai kesetimbangan K pada
masing-masing suhu adalah sebagai berikut :
0℃ 30℃ 40℃ 60℃ 70℃ 100℃2,197 x 10-3 4,6 x 10-3 4,6 0,014 0,038 0,0723
Daftar Pustaka
Abramian, L., and H. El-Rassy. 2009. “Adsorption Kinetics and Thermodynamics of Azo-
Dye Orange II onto Highly Porous Titania Aerogel.” Chemical Engineering Journal 150 (2–
3):403–410.
Atkins, 1994, Kimia Fisika jilid 1, Jakarta : Penerbit Erlangga
Chang, R. , 2008, Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid 1. Jakarta : Erlangga.
Chang, R. , 2008, Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid 2. Jakarta : Erlangga.
Kamilati, Nurul. 2006. Mengenal Kimia. Yogyakarta: Yudhistira.
Keenan, C. W. 1980. Kimia untuk Universitas. Jakarta: Erlangga
Smith, Henk, 2000, Petunjuk Praktikum Kimia Fisika 1, Suliyono, UKSW
Suharto, Joko. 2007. Kinetika dan Optimalisasi Reaksi Epoksidasi Metil Ester Jarak Pagar
Dengan Katalis Amberlite IR-120. Jurnal Ilmiah IPB.
Lampiran
1. Tugas Awal
2. Laporan Sementara