ENTALPI DAN ENTROPI PELEBURAN.doc
-
Upload
favian-ferris-johan -
Category
Documents
-
view
969 -
download
100
Transcript of ENTALPI DAN ENTROPI PELEBURAN.doc
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIK I
PERCOBAAN IX
ENTALPI DAN ENTROPI PELEBURAN
OLEH:
NAMA : MUH. YAMIN A.
STAMBUK : F1C1 08 049
KELOMPOK : III
ASISTEN PEMBIMBING : IMA ISMAIL
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HALUOLEO
KENDARI
2009
ENTALPI DAN ENTROPI PELEBURAN
A. TUJUAN PERCOBAAN
Adapun tujuan pada praktikum ini adalah :
1. Memperkenalkan perbedaan kurva pendinginan cairan murni dan larutan.
2. Memperlihatkan peristiwa penurunan titik beku yang disebabkan penambahan
zat terlarut.
3. Menghitung entropi dan entalpi pembekuan dengan menggunakan persamaan
van’t Hoff.
B. LANDASAN TEORI
Siklus Born-Haber dan proses-proses yang menghasilkan entalpi
pembentukan standar, ΔHf° pada pembentukan oksida piroklor
(A3+)2(B4+)2O7. Tahap-tahap I, II, III, dan IV merupakan Siklus Born-Haber.
Tahaptahap V dan VI merupakan tahap pembentukan dari unsur-unsurnya
menjadi oksida-oksida biner dan akhirnya menjadi oksida piroklor. Untuk
mengubah unsur A, B dan molekul O2 menjadi atom-atomnya diperlukan energi
atomisasi, dan perubahan entalpinya disebut entalpi atomisasi, ΔHatom (I); atom-
atom A, B dan O kemudian diubah menjadi A3+ dan B4+ memerlukan entalpi
ionisasi (jumlah entalpi ionisasi pertama, kedua, dan ketiga untuk ion A; jumlah
entalpi ionisasi pertama, kedua, ketiga dan keempat untuk atom B), ΔHion, dan
O2- menghasilkan entalpi afinitas, ΔHaf (II); selanjutnya ion-ion ini bergabung
membentuk kisi struktur oksida piroklor yang menghasilkan entalpi kisi, ΔHL
(III); Jumlah dari perubahan-perubahan entalpi tahap I, II dan III adalah entalpi
pembentukan standar, ΔH°f (IV). Bila tidak ada data ΔH°f, data entalpi
pembentukan oksida A, ΔH°f(A2O3(s)) dan oksida B, ΔH°f(2BO2(s)) (V), serta
entalpi pembentukan oksida piroklor A2B2O7(s) dari oksida A dan B, ΔH°fox
(VI) dapat digunakan (Suhendar, et al., 2006).
Proses tak reversibel (seperti pendinginan hingga mencapai temperatur
yang sama dengan temperatur lingkungan dan pemuaian bebas dari gas) adalah
proses spontan, sehingga proses itu disertai dengan kenaikan entropi. Kita dapat
menyatakan bahwa proses tak reversibel menghasilkan entropi. Sedangkan proses
reversibel adalah perubahan yang sangat seimbang, dengan sistem dalam
keseimbangan dengan lingkungannya pada setiap tahap. Setiap langkah yang
sangat kecil di sepanjang jalannya bersifat reversibel dan terjadi tanpa
menyebarkan energi secara kacau, sehingga juga tanpa kenaikan entropi; proses
reversibel tidak menghasilkan entropi, melainkan hanya memindahkan entropi
dari satu bagian ke bagian lain (Atkins, 1986).
Untuk proses isoternal dan reversibel, perubahan entropi total dan
sistem dan sekelilingnya sama dengan nol. Demikian pula perubahan entropi
untuk proses siklus sama dengan nol. Proses-proses reversibel selalu berjalan
sangat lama. Ini berarti proses-proses yang terjadi pada waktu yang pendek brupa
proses irreversibel dan tentu saja diikuti dengan kenaikan entropi dari sistemnya
sendiri atau sistem dan sekitarnya (Sukardjo, 2002).
Entropi zat padat bertambah apabila ia melebur menjadi cair dan
semakin tinggi apabila zat cair berubah menjadi gas. Sistem dan lingkungan pada
suhu peralihan T dimana kedua fasa berada dalam keseimbangan pada tekanan 1
atm. Pada tiik peralihan, perpindahan energi diantara sistem dan lingkungan
adalah terbalik. Pada tekanan tetap.Titik lebur dari sebuah benda padat adalah
suhu di mana benda tersebut akan berubah wujud menjadi benda cair. Ketika
dipandang dari sisi yang berlawanan (dari cair menjadi padat) disebut titik beku.
Pada sebagian besar benda, titik lebur dan titik beku biasanya sama. Contoh, titik
lebur dan titik beku dari "raksa" adalah 234,32 kelvin (-38,83 °C atau -37,89 °F)
Namun, beberapa subtansi lainnya memiliki temperatur beku <--> cair yang
berbeda. contohnya "agar-agar", mencair pada suhu 85 °C (185 °F) dan membeku
dari suhu 32-40°C (89,6 - 104 °F); fenomena ini dikenal sebagai hysteresis
(http/id.Wikipedia.org).
Entalpi yang berhubungan erat dengan energi dalam, juga tidak dapat
diukur, tetapi hanya dapat didefinisikan dengan cara lain sehingga menjadi fungsi
keadaan. Untuk keadaan sistem tertentu terhadap nilai H yang khas. Ciri lain dari
fungsi keadaan adalah bahwa selisih nilai fungsi dua keadaan yang berbeda
besarnya khas. Energi dalam yang telah dijelaskan sebagai seluruh energi
berkaitan dengan partikel-partikel materi di dalam sistem, adalah sesuatu yang
tidak dapat diukur. Tetapi, energi-dalam hanya tergantung pada keadaan yang
merupakan ciri suatu sistem dan tidak pada bagaimana keadaan-keadaan tersebut
dicapai. Kondisi suatu sistem mengacu pada keadaannya, dan setiap sifat yang
hanya tergantung pada keadaan dari suatu sistem disebut fungsi keadaan
(Petrucci, 1987).
C. ALAT DAN BAHAN
1. Alat
Alat yang digunakan pada percobaan ini adalah :
- Tabung reaksi
- Termometer 0-100 (± 0.1 0C)
- Pengaduk
- Gelas piala 400 ml
- Pemanas listrik
- Stopwatch
- Penjepit tabung
- Neraca analitik
2. Bahan
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah
- Naftalena
- Difenilamina
- Aquades
- Kertas tisue
D. PROSEDUR KERJA
Prosedur kerja yang dilakukan pada percobaan ini adalah:
Naftalena
- ditimbang sebanyak 6 gram- dimasukkan dalam tabung reaksi- dipanaskan dengan cara dimasukkan ke
dalam gelas kimia berisi air panas (90oC) sampai semua naftalena mencair
- diangkat lalu dimasukkan dalam selongsong pada gelas piala berisi bahan isolasi (tisu)
- diamati suhu pada thermometer tiap 30 detik
- ditentukan titik beku naftalena
Titik beku naftalena = 68oC
- ditambahkan 1,5 gram difenilamina ke dalam tabung
- dipanaskan dengan cara memasukkan ke dalam gelas piala yang berisi air panas (90oC) hingga semua naftalena dan difenilamina mencair
- diangkat lalu dimasukkan dalam selongsong pada gelas piala berisi bahan isolasi
- diamati suhu pada termometer tiap 30 detik
- ditentukan titik beku naftalena + difenilamina
- diulangi percobaan dengan penambahan 1,5 gram difenilamina sebanyak 3 kali.
Titik beku 6 gram naftalena + 1,5 gram difenilamina = 62oCTitik beku 6 gram naftalena + 3 gram difenilamina = 53,5oC
E. HASIL PENGAMATAN
Adapun hasil pengamatan yang diperoleh dalam percobaan ini antara
lain :
1. Tabel Pengamatan
NoWaktu
t (menit)Naftalena murni
T (oC)
Penambahan difenilamina ke-
1 (oC)
Penambahan difenilamina ke-
2 (oC)1. 30 76 68 63
2. 30 76 69 62
3. 30 76 67 60,5
4. 30 76 66 59,5
5. 30 76 65 59
6. 30 76 65 58
7. 30 76 64 57,5
8. 30 64 57
9. 30 63 56,5
10. 30 63 56
11. 30 62,5 55,5
12. 30 62 55
13. 30 62 54
14. 54
15. 53,5
Naftalena murni :
Diketahui : Massa naftalena = 6 gram
Mr naftalena = 128 g/mol
Mol naftalena =
Xnaftalena =
Penambahan difenilamina ke-I :
Diketahui : Massa difenilamina I = 1,5 gram
Mol difenilamina =
Dalam larutan tersebut terdapat 0,0469 mol naftalena dan 0,0089 mol
diefenilamina maka,
Mol total = 0,0469 mol + 0,0089 mol = 0,0558 mol
Xnaftalena =
Penambahan difenilamina ke-II :
Massa difenilamina ke-II = 1,5 gram
Massa total difenilamina = 3 gram, jadi :
Mol difenilamina =
Dalam larutan tersebut terdapat 0,0469 mol naftalena dan 0,0178 mol
difenilamina maka,
Mol total = 0,0469 mol + 0,068 mol = 0,0647 mol
Xnaftalena =
Tabel Data
No. Kategori Naftalena murni Larutan I Larutan II123456789
Berat Naftalena (g)Mol Naftalena (mol)Berat difenilamina (g)Mol difenilamina (mol)Mol total (mol)Fraksi mol C10H8
Ln X C10H8
Tb (K)1/Tb (K)
60,0469
0,046910
3490,00287
60,0469
1,50,00890,05580,8405-0,1741
3350,00299
60,0469
3,00,01780,06470,7249-0,3217326,5
0,00306
2. Grafik
ln X naftalena 1/Tb (K-1)0
-0,1741
-0,3217
0,00287
0,00299
0,00306
Grafik hubungan ln x dan 1/Tb
y = -1666,9x + 4,791
-0,35
-0,3
-0,25
-0,2
-0,15
-0,1
-0,05
0
0,05
0,00285 0,0029 0,00295 0,003 0,00305 0,0031
1/Tb
ln x
3. Perhitungan
y = ax + b
y = -1666,9x + 4,791
a =
= - a x R
= -(-1666,9) x 8,314 J/mol.K
= 13858,6066 J/mol.K
a =
= b x R
= 4,791 x 8,314 J/mol.K
= 39,832374 J/mol.K
F. PEMBAHASAN
Entalpi yang berhubungan erat dengan energi dalam, juga tidak dapat
diukur, tetapi hanya dapat didefinisikan dengan cara lain sehingga menjadi fungsi
keadaan. Untuk keadaan sistem tertentu terhadap nilai H yang khas. Ciri lain dari
fungsi keadaan adalah bahwa selisih nilai fungsi dua keadaan yang berbeda
besarnya khas. Energi dalam yang telah dijelaskan sebagai seluruh energi
berkaitan dengan partikel-partikel materi di dalam sistem, adalah sesuatu yang
tidak dapat diukur. Tetapi, energi-dalam hanya tergantung pada keadaan yang
merupakan ciri suatu sistem dan tidak pada bagaimana keadaan-keadaan tersebut
dicapai. Kondisi suatu sistem mengacu pada keadaannya, dan setiap sifat yang
hanya tergantung pada keadaan dari suatu sistem disebut fungsi keadaan.
Entalpi merupakan perubahan energi yang dibutuhkan suatu zat untuk
melakukan perubahan/kerja. Sehingga entalpi peleburan merupakan banyaknya
energi yang dibutuhkan untuk berubah wujud dari padat menjadi cair. Entalpi dan
entropi peleburan sangat berkaitan erat dengan titik beku larutan murni dan
larutan campuran. Yang menjadi ini pada percobaan ini yakni bagaimana
pengaruh penambahan suatu zat terlarut dalam pelarut murni, yang mana dalam
hal ini yang menjadi pelarut murni adalah naftalena sedang yang menjadi zat
terlarutnya adalah difenilamina.
Pada saat mencapai titi beku, bentuk cair suatu larutan atau pelarut
murni berada dalam keseimbangannya dalam bentuk padatnya. Bila suatu cairan
didinginkan, maka suhunya akan turun sampai titik beku dicapai. Setelah titik
beku dicapai, suhu tidak akan turun lagi sebelum semua cairan berubah menjadi
padatan. Setelah seluruh cairan menjadi padatan, baru suhu akan turun lagi.
Pada percobaan kali ini yang dilakukan yaitu menetukan titik beku
pelarut murni (naftalena), yang mula-mula naftalen yang telah ditimbang
kemudian dicairkan terlebih dahulu dengan suhu awal 76oC, sampai menit ke
empat suhu naftalen tetap, ini berarti naftalen mencapai titik bekunya yakni pada
suhu 76oC. Titik beku yang diperoleh pada percobaan ini sangat jauh berbeda
dengan titik beku naftalena sebenarnya. Di mana secara teori titik beku naftalena
yaitu 80,4oC. Perbedaan titik beku antara titk beku secara teori dengan praktek yang
telah dilakukan mungkin disebabkan oleh naftalena yang digunakan dalam
percobaan ini kemungkinan tidak murni lagi. Maksudnya yaitu naftalen
kemungkinan telah dikotori oleh zat yang lainnya. Selain itu naftalena mungkin
juga telah mengikat zat kimia lain yang berada di udara bebas pada saat akan
dimasukkan kedalam gelas kimia yang telah terisolasi sehingga naftalena yang
digunakan sudah tidak di murni lagi.
Pada pengamatan selanjutnya yaitu dengan mengamati penurunan titik
beku larutan murni dalam hal ini naftalena dengan menambahkan zat terlarut
yakni difenilamina. Pada penambahan 1,5 g difenilamina kedalam naftalena
dengan proses yang sama, dicairkan terlebih dahulu dengan suhu awal 68oC,
diperoleh titik beku naftalena menurun dari 76oC menjadi 62oC, kemudian pada
penambahan difenilamina yang terakhir dengan jumlah yang sama penambahan
pertama, sehingga difenilamina yang terkandung dalam naftalena menjadi 3 gram,
diperoleh titik beku larutan menjadi semakin menurun yakni 53,5oC. Peristiwa
penurunan titik beku yang terjadi ini disebut sebagai peristiwa lewat beku.
Dinamakan peristiwa lewat beku karena pada peristiwa ini cairan tersebut tidak
membeku, walaupun suhunya telah melampaui titik beku atau sudah di bawah
titik bekunya. Hal ini disebabkan karena titik beku difenilamina jauh lebih rendah
dibanding titik beku naftalena sehingga naftalena sukar untuk membentuk kristal
atau kecenderungan sulit untuk membeku.
Pada larutan, selain titik bekunya labih rendah daripada pelarut murni,
juga pada saat larutan membeku, suhunya tidak tetap tetapi menurun. Dengan
demikian, bagian horizontal pada kurva pendingin cairan murni, pada kurva
pendingin larutan tidak lagi horizontal. Hal ini disebabkan pada saat pelarut
(naftalena) mulai membeku, sisa larutan akan semakin pekat ddan semakin
pekatnya larutan, titik bekunya juga semakin rendah. hal inilah yang
menyebabkan titik beku larutan jauh menurun dibawah titik beku naftalena yang
sebenarnya.
G. KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat ditarik
beberapa kesimpulan yaitu :
1. Pada kurva pendingin cairan murni adalah horizontal karena pengambilan data
yang tidak sesuai yang semestinya kurva yang dihasilkan tidak lagi horizontal.
2. Peristiwa lewat beku yang terjadi pada naftalena disebabkan karena adanya
penambahan zat terlarut yakni difenilamina.
3. Nilai entropi dan entalpi secara berturut-turut adalah 13858,6066 J/mol.K,
39,832374 J/mol.K.
DAFTAR PUSTAKA
Atkins, 1986. Kimia Fisika. Erlangga. Jakarata
Petrucci, R. 1987. Kimia Dasar Jilid II. Erlangga. Jakarta.
Suhendar, D. & Ismunandar. 2006. Penentuan Energi Kisi Oksida-Oksida Piroklor. Journal of Physic. ITB: Bandung
Sukardjo. 2002. Kimia Fisika. Rineka Cipta. Jakarta.
http://id.wikipedia.org/wiki/energi-energi_dan_ikatan_kimia