27
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

sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

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

Page 2: sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

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

Page 3: sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

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

Page 4: sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

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

Page 5: sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

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.

Page 6: sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

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

Page 7: sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

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

Page 8: sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

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

Page 9: sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

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

Page 10: sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

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 :

Page 11: sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

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

Page 12: sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

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

Page 13: sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

= 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

Page 14: sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

- 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

Page 15: sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

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

Page 16: sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

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

Page 17: sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

∆ 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

Page 18: sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

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

Page 19: sultanarkana.files.wordpress.com  · Web viewKalorimetri tak langsung adalah pengukuran panas ketika benda diidolasi dari system maka suhunya harus konsta. Masuk maupun keluarnya

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