DIAGRAM ENTHALPY KONSENTRASI

 

JURNAL PRAKTIKUM KIMIA FISIS

DIAGRAM ENTHALPY KONSENTRASI

 

              I.     JUDUL PRAKTIKUM

Diagram Enthalpy Konsentrasi.

 

           II.     TUJUAN PRAKTIKUM

Mahasiswa dapat membuat Diagram Enthalpi – Konsentrasi Larutan NaOH.

 

        III.     DASAR TEORI

Jumlah maksimal zat terlarut yang akan larut dalam sejumlah pelarut tertentu dan suhu tertentu merupakan definisi dari kelarutan (solubility). Ahli kimia membagi senyawa sebagai senyawa yang dapat larut, senyawa yang sedikit larut dan senyawa yang tidak dapat larut kedalam konteks kualitatif. Senyawa dapat didefinisikan dapat larut apabila sebagian besar senyawa tersebut larut jika ditambahkan air. Jika tidak, senyawa tersebut didapat dimasukkan kedalam sedikit larut atau senyawa tidak dapat larut. Semua senyawa ionik  yang termasuk dalam elektrolit kuat memiliki daya kelarutan yang berbeda – beda (Chang, 2005).

Air merupakan pelarut yang paling umum dan sering digunakan untuk melarutkan suatu senyawa dikarenakan air memiliki sifat khusus. Salah satu dari sifat khusus yang dimiliki air yaitu air memiliki kemampuan dapat melarutkan berbagai jenis zat. Akan tetapi air bukanlah pelarut yang dapat melarutkan semua zat (pelarut universal), tetapi air dapat melarutkan berbagai jenis senyawa ionik, melarutkan senyawa organik dan senyawa anorganik yang polar dikarenakan air juga merupakan senyawa polar dan air juga dapat melarutkan senyawa – senyawa yang memiliki kepolaran rendah (Wahyuni, 2013).

Untuk sistem yang dijaga pada volume konstan dimana tidak ada kerja ekspansi atau jenis kerja lain apapun yang dilakukan, seluruh panas yang dipasok pergi untuk mengubah energi internalnya. Ketika sistem bebas mengubah volumenya melawan tekanan eksternal yang konstan, perubahan energi internal tidak lagi sama dengan energi yang dipasok sebagai panas. Akibatnya, sebagian dari energi yang disuplai digunakan oleh sistem untuk menempati volume baru, energi yang digunakan sama dengan usaha yang dibutuhkan untuk “mendorong” lingkungan melawan tekanan konstan. Akibatnya, ∆U < ∆Q. Namun, panas yang disuplai pada tekanan konstan dapat diukur sebagai perubahan dalam sistem termodinamika lain dari sistem yang kita sebut Enthalpi. Enthalpi dilambangkan dengan H dan mungkin, yang paling banyak digunakan dari semua fungsi termodinamika. Ini didefinisikan sebagai

            H = U + PV                                                                             (4.1)

Disini U adalah energi internal sistem, P tekanan absolut, dan V volume sistem. Karena U, P dan V semuanya adalah fungsi keadaan, kombinasi apapun dari keduanya juga harus merupakan fungsi keadaan. Oleh karena itu, enthalpi adalah fungsi keadaan. Enthalpi dapat diperlakukan sebagai ‘energi total’ karena ia mencangkup energi intrinsik yang dimilikinya (U) dan energi karena kemungkinan ekspansi sistem atau energi yang dimiliki sistem karena ia menempati ruang (PV) (Narayanan & Lakshmikutty, 2017).

            Panas pelarutan adalah panas yang menyertai reaksi kimia pada pelarutan mol senyawa terlarut dalam n mol senyawa pelarut pada keadaan suhu dan tekanan yang sama.  Hal ini terjadi karena adanya ikatan kimia dari atom – atom. Panas pelarutan terbagi menjadi dua jenis,  yaitu panas pelarutan diferensial dan panas pelarutan integral. Perubahan enthalpi yang terjadi jika dua zat murni atau lebih pada kondisi standar dicampur dalam keadaan suhu dan tekanan konstan untuk membuat suatu larutan merupakan definisi dari panas pelarutan. Perubahan enthalpi saat suatu mol terlarut dilarutkan kedalam n mol pelarut adalah enthalpi pelarutan integral. Jenis senyawa yang dilarutkan, jenis senyawa pelarut, tekanan dan suhu tidak mempengaruhi dari panas pelarutan, tetapi panas pelarutan dipengaruhi oleh konsentrasi larutan yang diinginkan (Alberty, 1992).

Kelarutan dipengaruhi oleh jenis senyawa pelarut, jenis senyawa terlarut, ukuran partikel senyawa tersebut, suhu dan tekanan. Pengaruh suhu bergantung dari panas pelarutan. Apabila panas pelarutan (∆H) bernilai negatif berarti kemampuan terlarut dari suatu senyawa menurun dengan adanya kenaikan suhu. Jika panas pelarutan (∆H) bernilai positif berarti kemampuan terlarut dari suatu senyawa meningkat dengan adanya kenaikan suhu. Tekanan tidak telalu berpengaruh terhadap kemampuan terlarut dari senyawa berfase padat dan cair, akan tetapi tekanan berpengaruh terhadap kemampuan terlarut dari senyawa yang berfase gas (Sukardjo, 1997).

Dalam diagram konsentrasi-entalpi, entalpi larutan biner diplotkan terhadap komposisi dengan suhu sebagai parameter. Tekanannya konstan dan biasanya diagram pada satu tekanan atmosfer biasa digunakan. Komposisi tersebut diwakili oleh fraksi mol atau fraksi massa zat terlarut. Seperti yang ditunjukkan sebelumnya, entalpi larutan biner diberikan oleh:

H = (x₁ H₁ + x₂ H₂) + ∆H                                                          (4.2)

Pada suhu dan tekanan tertentu, entalpi H bergantung pada komposisi, entalpi komponen murni H₁ dan H₂, dan panas pencampuran ∆H. Komponen murni secara sewenang-wenang diberi entalpi mutlak nol pada status referensi tertentu. Untuk air, kondisi referensi yang dipilih adalah air titik tripel (-273, 16 K), sama seperti yang digunakan pada tabel uap. Pilihan ini mengizinkan penggunaan nilai entalpi yang dibaca dari tabel uap bersama dengan nilai dari grafik konsentrasi entahlpi tanpa koreksi. Suhu referensi di mana entalpi zat terlarut diberi nilai nol tidak perlu sama dengan yang diadopsi untuk air. Untuk zat terlarut seperti NaOH, H2SO4, dll. 298, 15 k digunakan sebagai suhu acuan di mana komponen tersebut memiliki entalpi nol. Entalpi dari komponen murni tidak akan menjadi nol pada suhu selain suhu referensi. Entalpi ini diperkirakan menggunakan kapasitas panas dari komponen murni. Entalpi larutan konstituen ini setiap suhu adalah konsentrasi rata-rata tertimbang dari entalpi komponen murni ditambah panas pencampuran pada komposisi. Namun, untuk larutan ideal, panas pencampuran adalah nol dan entalpi larutan adalah rata-rata konsentrasi tertimbang dari entalpi komponen murni, yang dapat diwakili oleh garis lurus yang menghubungkan entalpi komponen murni. Panas pencampuran (panas berkembang atau diserap ketika larutan terbentuk dari konstituennya) diberikan oleh jarak vertikal antara garis lurus ini dan kurva konsentrasi entalpi (Narayanan & Lakshmikutty, 2017).

 

        IV.     ALAT DAN BAHAN

4.1  ALAT

a.       Kalorimeter

b.      Termometer

c.       Kaca Arloji

d.      Neraca Analitik

e.       Piknometer

f.       Beaker Glass 600 ml

g.      Gelas Ukur 100 ml

h.      Stop Watch

i.        Hot Plate

4.2  BAHAN

a.       Akuades

b.      NaOH Kristal

 

           V.     CARA KERJA

1.      Menghitung harga air kalorimeter kosong yang dipergunakan dengan cara mencampur 50 ml masing-masing air panas dan air dingin di dalamnya, dan hitung densitas masing- masing air. Catat suhu air panas dan air dingin serta suhu akhir campuran.

2.      Menimbang masing-masing 10 gram, 15 gram, 20 gram,25 gram, 30 gram, 35 gram, dan 40 gram NaOH dengan teliti, menyiapkan dalam kaca arloji, mencatat suhu kamar.

3.      Memasukkan 100 ml aquadest kedalam kalorimeter dan mencatat suhunya.

4.      Memasukkan masing-masing penimbangan NaOH ke dalam calorimeter dan mencatat suhu kalorimeter tiap 10 detik sampai suhu konstan. Timbang massa campuran.

5.      Mengulangi pekerjaan (4) untuk penimbangan NaOH yang lain. Kemudian mencari harga Enthalpinya (HC.T).

Febri Adrian