laporan kimia fisik - Kelarutan sebagai fungsi temperatur

1. k.wr ‘14
KELARUTAN SEBAGAI FUNGSI TEMPERATUR
TUJUAN PERCOBAAN
 Memahami pengertian larutan jenuh
 Menentukan harga kelarutan dan penentuan pengaruh temperature terhadap
kelarutan suatu zat
 Menghitung panas pelarutan suatu zat
LANDASAN TEORI
Kelarutan adalah jumlah zat yang dapat larut dalam sejumlah pelarut sampai
membentuk larutan jenuh. Adapun cara menentukan kelarutan suatu zat ialah dengan
mengambil sejumlah tertentu pelarut murni, misalnya 1 liter. Kemudian memperkirakan
jumlah zat yang dapat membentuk larutan lewat jenuh, yang ditandai dengan masih
terdapatnya zat padat yang tidak larut. Setelah dikocok ataupun diaduk akan terjadi
kesetimbangan antara zat yang larut dengan zat yang tidak larut (Atkins, 1994).
Istilah kelarutan digunakan untuk mengacu pada konsentrasi sebuah larutan jenuh
dari sebuah larutan (di sini kristalin padat) dalam sebuah pelarut dalam sebuah temperature
tertentu. Factor-faktor penting yang mempengaruhi kelarutan zat adalah temperature, sifat
dari pelarut, dan juga kehadiran ion-ion lainnya dalam larutan tersebut (Day, 1998).
Larutan jenuh adalah larutan yang mengandung zat terlarut dengan jumlah
maksimum. Pada larutan jenuh terdapat kesetimbangan antara partikel yang melarut dan
partikel yang tidak melarut. Larutan yang mengandung zat terlarut dengan jumlah lebih
sedikit dibandingkan dengan kemampuan pelarutnya disebut larutan tidak jenuh, sedangkan
larutan yang mengandung zat terlarut dengan jumlah lebih banyak dari kemampuan
pelarutnya disebut larutan lewat jenuh (Sumardjo, 2009).
Kelarutan suatu zat akan bertambah seiring dengan meningkatnya temperatur. Pada
umumnya suatu zat mempunyai kelarutan pada pelarut tertentu dan temperatur tertentu
pula. Temperatur kelarutan dari pelarut akan mempengaruhi kelarutan zat yang dilarutkan.
Untuk kebanyakan padatan yang bisa larut dalam liquid, maka kenaikan temperatur akan
sangat berdampak pada kenaikan kelarutan (Sukardjo, 1997).
Pengaruh temperatur dalam kesetimbangan kimia ditentukan dengan o
dengan
persamaan : p = yang disebut persamaan van’t hoff. Pada reaksi endoterm
konstanta kesetimbangan akan naik seiring dengan naiknya termperatur. Pada reaksi
eksoterm konstanta kesetimbangan akan turun dengan naiknya temperature (Alberty,
1996).
Panas pelarutan suatu zat dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Van’t
hoff. Pada umumnya proses pelarutan bernilai positif. Hal itu sesuai dengan persamaan
Van’t Hoff yang menyatakan semakin tinggi temperatur maka semakin tinggi pula zat yang

2. k.wr ‘14
larut. Sedangkan pada zat yang memiliki panas pelarut yang negatif atau bersifat eksoterm
maka semakin tinggi temperatur dalam suatu reaksi menyebabkan semakin berkurangnya
zat yang dapat larut (Silbey, 1996).
Berdasarkan persamaan van’t Hoff, penggambaran kurva antara log solubility (log S)
vs 1/T dalam K akan membentuk garis lurus. Pada kurva akan membentuk persamaan
. Sisi slope ditunjukkan oleh , sedangkan intersepnya C. Sehingga, dapat
diperoleh nilai panas pelarutannya ( ) (Ahuja, 2001).
ALAT DAN BAHAN
Alat-alat yang diperlukan dalam percobaan ini meliputi thermostat 0 – 50 ⁰C,
thermometer -10 – 50 ⁰C, buret 50 ml, Erlenmeyer 250 ml, gelas takar 250 ml, pipet volume
5 ml, pengaduk, dan tabung reaksi.
Sedangkan bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini meliputi larutan asam
oksalat jenuh, larutan NaOH 0,5 M, indicator PP, es batu, dan garam dapur.
PROSEDUR KERJA
150 ml larutan asam
oksalat jenuh
Tabung reaksi Termostat
air Garam dapur Pecahan es batu
Termostat diaduk agar temperatur pada larutan
mencapai 5⁰C
Diambil 5 ml asam oksalat2 tetes PP
Dititrasi dengan larutan 0,5 M NaOH
Titrasi diulangi 2 kali
Thermostat lalu diatur untuk pengamatan pada
temperature 10⁰C, 15⁰C, 20⁰C, dan 25⁰C. Sementara untuk
proses penurunan temperatur, larutan diukur pada
temperatur 25⁰C, 20⁰C, 15⁰C, dan 10⁰C.

3. k.wr ‘14
HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
 HASIL PERCOBAAN
 Proses Kenaikan Temperatur
No Temperature
ρ air
(g/cm3
)
Vol. asam
oksalat
(ml)
Volume NaOH yang dibutuhkan
(ml)
Kelarutan (S)
(mol/1000g)
Titrasi I Titrasi II Rata-rata
1
2
3
4
5
5⁰C
10⁰C
15⁰C
20⁰C
25⁰C
0,999967
0,99924
0,99851
0,99778
0,997048
5
5
5
5
5
9,8
10,7
11,6
13,3
14,1
10,1
11,1
11,8
13,5
14,2
9,95
10,9
11,7
13,4
14,15
0,9950
1,091
1,172
1,343
1,4192
Nilai panas kelarutan ( ) = 12,654 kJ/mol.
 Proses Penurunan Temperatur
No Temperature
ρ air
(g/cm3
)
Vol. asam
oksalat
(ml)
Volume NaOH yang dibutuhkan
(ml)
Kelarutan (S)
(mol/1000g)
Titrasi I Titrasi II Rata-rata
1
2
3
4
25⁰C
20⁰C
15⁰C
10⁰C
0,997048
0,99793
0,99881
0,999703
5
5
5
5
23
19,3
15,4
13,8
23
19,3
15,5
13,7
23
19,3
15,45
13,75
2,3068
1,934
1,5468
1,3754
Nilai panas kelarutan ( ) = 24,842 kJ/mol.
 PEMBAHASAN
Pada percobaan ini akan ditentukan pengaruh temperature terhadap
kelarutan suatu larutan zat, serta menghitung besarnya panas kelarutannya ( ).
Larutan yang akan diuji pada percobaan ini yakni larutan asam oksalat jenuh. Larutan
asam oksalat memiliki rumus H2C2O4.
Larutan asam oksalat dikatakan jenuh di mana pada larutan terdapat
kesetimbangan antara zat terlarut dan zat tidak terlarut. Saat telah terjadi
kesetimbangan, maka pada kesetimbangan tersebut kecepatan larutan untuk
melarut akan sama dengan kecepatan mengendap yang artinya konsentrasi zat
dalam larutan akan selalu tetap. Akan tetapi, jika kesetimbangan diganggu seperti
merubah temperatur, maka konsentrasi larutan akan berubah yang ditandai dengan
berubahnya kelarutan larutan tersebut. Sehingga, larutan asam oksalat jenuh ini
dapat digunakan pada percobaan ini karena kejenuhannya tersebut yang
menyebabkan larutan ini sensitive terhadap perubahan temperatur.
Pada percobaan ini, besarnya panas pelarutan dilakukan dalam dua kondisi,
yakni pada saat kenaikan temperatur (pada percobaan ini temperatur dari 5-25⁰C)

4. k.wr ‘14
dan pada penurunan temperatur (pada percobaan ini temperatur dari 25-10⁰C).
Pada proses kenaikan temperatur, temperature pada thermostat dibuat sesuai
dengan temperature yang diinginkan (misalnya 5⁰C) dengan menambahkan es batu
dan garam. Adanya garam akan membantu es semakin dingin dan tidak mudah
mencair. Hal ini dikarenakan saat es ditaburi garam maka akan terbentuk lapisan
garam dan air. Titik beku es garam lebih rendah dari pada titik beku air pada
umumnya. Hal tersebut juga dilakukan pada proses penurunan temperatur.
Thermostat pada percobaan ini berfungsi sebagai alat untuk mengatur
temperatur agar selalu tetap. Sehingga, temperatur yang telah diatur pada
thermostat akan terus dipertahankan (tidak mudah berubah). Hal ini jelas berbeda
jika digunakan baskom biasa yang dapat dengan mudah berubah dalam temperature
ruang. Hal tersebut dapat terjadi karena bahan pada thermostat telah didesain untuk
tidak mudah menyerap panas dari temperatur ruang.
Larutan asam oksalat jenuh dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Tabung
tersebut kemudian dimasukkan ke dalam thermostat dan akan secara otomatis
larutan pada tabung menyesuaikan dengan temperatur pada thermostat. Selama
proses penyesuaian tersebut thermostat perlu digojog cepat dan terus menerus agar
proses penyesuain temperatur dapat lebih cepat. Hal ini dikarenakan saat digojog
maka aliran air di dalam thermostat akan bergerak cepat sehingga dapat
memeratakan temperatur pada setiap bagian tabung reaksi tersebut.
Saat temperatur tabung reaksi telah sesuai dengan temperature yang
diinginkan, larutan asam oksalat jenuh kemudian diambil 5 ml. Dikarenakan sifat
larutan asam oksalat yang jenuh, menyebabkan larutan ini mudah membentuk
endapan. Sehingga, saat mengambilan larutan diusahakan endapan larutan H2C2O4
ini tidak ikut terambil karena dapat menyumbat pipet ukur, sehingga larutan akan
sulit diambil. Kemudian ke dalam larutan yang telah diambil ditambahkan 2 tetes
indicator PP. Penggunaan indicator PP di sini karena larutan asam oksalat akan
dititrasi dengan NaOH. Proses titrasi yang terjadi yakni antara asam lemah (H2C2O4)
dan basa kuat (NaOH). Dikarenakan akan dilakukan titrasi asam lemah dan basa kuat,
sehingga diperkirakan larutan akan bersifat basa saat mencapai titik kesetimbangan.
Indicator PP merupakan indicator dengan rentang pH antara 8,2 – 10, di mana pada
kondisi asam berwarna bening dan pada kondisi basa berwarna merah muda.
Proses titrasi dengan menggunakan larutan NaOH 0,5 M dilakukan untuk
mendeteksi banyaknya asam oksalat yang larut dalam air. Saat terjadi perubahan
warna (dari bening menjadi merah muda), menandakan banyaknya zat yang larut
yang dilihat dari volume NaOH 0,5 M yang dibutuhkan hingga terjadi titik ekivalen.
Reaksi yang terjadi saat larutan asam oksalat jenuh direaksikan dengan
larutan NaOH 0,5 M adalah sebagai berikut.

5. k.wr ‘14
Setiap percobaan titrasi dilakukan sebanyak 2 kali. Pengulangan ini bertujuan
agar diketahui hasil titrasi yang relatif dekat dengan hasil volume yang dibutuhkan
untuk mencapai titik ekivalennya (lebih akurat).
Berdasarkan hasil percobaan diperoleh hasil bahwa baik pada proses
kenaikan temperatur maupun penurunan temperatur menunjukkan bahwa semakin
tinggi temperature maka volume larutan NaOH 0,5 M yang digunakan akan semakin
banyak pula. Hal ini disebabkan karena semakin tinggi temperature maka tumbukan
antar partikel-partikel dalam zat tersebut semakin cepat sehingga akan
mempercepat terjadinya reaksi. Reaksi yang dimaksud yakni pelarutan zat terlarut
dalam larutan asam oksalat jenuh.
Berdasarkan nilai volume NaOH tersebut, maka dapat ditentukan nilai
kelarutannya (S). Pada proses kenaikan temperature diperoleh pada suhu 5⁰C
kelarutannya 0,9950 , pada suhu 10⁰C kelarutannya 1,091 ,
pada suhu 15⁰C kelarutannya 1,172 , pada suhu 20⁰C kelarutannya 1,343
, dan pada suhu 25⁰C kelarutannya 1,4192 . Sedangkan pada
proses penurunan suhu diperoleh pada suhu 25⁰C kelarutannya 2,3068 ,
pada suhu 20⁰C kelarutannya 1,934 , pada suhu 15⁰C kelarutannya
1,5468 , dan pada suhu 10⁰C kelarutannya 1,3754 .
Adanya nilai kelarutan (S) tersebut, maka dapat ditentukan nilai panas
pelarutan( ) pada setiap proses (kenaikan dan penurunan temperature). Dengan
menggunakan persamaan van’t Hoff yakni , penentuan nilai panas
temperature dilakukan dengan membuat grafik hubungan antara vs ln S pada
tiap proses (kenaikan dan penurunan suhu) di mana grafik yang terbentuk
merupakan garis lurus. Pada garis tersebut menunjukkan slope dan intersep C.
Pada proses kenaikan suhu, diperoleh persamaan garisnya y = -1,522 x –
5,464. Berdasarkan persamaan garis tersebut dapat ditentukan nilai kenaikan
suhu diperoleh 12,654 kJ/mol. Sedangkan pada proses penurunan suhu, siperoleh
persamaan garisnya y = -2988 x + 10,85. Berdasarkan persamaan garis tersebut
dapat ditentukan nilai penurunan suhu diperoleh 24,842 kJ/mol.
KESIMPULAN
 Larutan jenuh adalah larutan yang mengandung zat terlarut dengan jumlah
maksimum, di mana terjadi kesetimbangan antara partikel yang terlarut dan yang
tidak melarut.
 Semakin tinggi suhu, kelarutan suatu zat akan semakin tinggi. Nilai kelarutan asam
oksalat jenuh terhadap suhu adalah sebagai berikut.

6. k.wr ‘14
 Proses kenaikan suhu
- Suhu 5⁰C kelarutannya 0,9950 ,
- Suhu 10⁰C kelarutannya 1,091
- Suhu 15⁰C kelarutannya 1,172
- Suhu 20⁰C kelarutannya 1,343
- Suhu 25⁰C kelarutannya 1,4192
 Proses penurunan suhu
- Suhu 25⁰C kelarutannya 2,3068
- Suhu 20⁰C kelarutannya 1,934
- Suhu 15⁰C kelarutannya 1,5468
- Suhu 10⁰C kelarutannya 1,3754
 Nilai panas pelarutan ( ) asam oksalat jenuh pada proses kenaikan suhu diperoleh
12,654 kJ/mol, sedangkan pada penurunan suhu diperoleh 24,842 kJ/mol.
DAFTAR PUSTAKA
Ahuja, dkk., 2001, Handbook Of Modern Pharmaceutical Analysis, Academic Press, San
Diego.
Alberty, dkk., 1996, Physical Chemistry, Second Editon, John Wiley and Sons Inc., USA.
Atkins, P. W., 1994, Physical Chemistry, Freeman, New York.
Day, R. A. dan Underwood, A. L., 1998, Analisis Kimia Kuantitatif, (diterjemahkan oleh
Sopyan, I.), Edisi Keenam, Erlangga, Jakarta.
Silbey, R. J., 1996, Physical Chemistry, Second Edition, John Wiley and Sons Inc., USA.
Sukardjo, P., 1997, Kimia Fisika, Rineka Cipta, Yogyakarta.
Sumardjo, D., 2009, Pengantar Kimia: Buku Panduan Kuliah Mahasiswa Kedokteran dan
Program Strata I Fakultas Bioeksata, Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta.

7. k.wr ‘14
GRAFIK
 Kenaikan Temperatur
Grafik di atas merupakan grafik hubungan antara 1/T vs ln S pada penentuan
kelarutan asam oksalat jenuh sebagai fungsi temperature, di mana semakin tinggi
temperature maka kelarutannya juga semakin besar. Berdasarkan grafik tersebut
diperoleh persamaan garis y = -1522 x + 5,464 dan R² = 0,986. Persamaan
garis tersebut menyatakan . Gradient garis dinyatan ,
sehingga dapat diperoleh nilai untuk kenaikan temperature yakni 12,654
kJ/mol.
 Penurunan Temperatur
Grafik di atas merupakan grafik hubungan antara 1/T vs ln S pada penentuan
kelarutan asam oksalat jenuh sebagai fungsi temperature, di mana semakin rendah
temperature maka kelarutannya juga semakin kecil. Berdasarkan grafik tersebut
diperoleh persamaan garis y = -2988 x + 10,85 dan R² = 0,984. Persamaan
garis tersebut menyatakan . Gradient garis dinyatan ,
sehingga diperoleh nilai untuk kenaikan temperature yakni 24,842 kJ/mol.