PANAS PELARUTAN ASAM OKSALAT

PANAS PELARUTAN ASAM OKSALAT

I.Tujuan

Menentukan kelarutan suatu zat dan pengaruh suhu terhadap kelarutan dan menghitung panas pelarutan suatu zat

II.Dasar Teori

Kelarutan zat terlarut diketahui dari konsentrasi dalam larutan jenuhnya ,biasanya dinyatakan dalam banyaknya mol zat terlarut per liter larutan jenuh (Petrucci dan Suminar,1992)
Kelaruta(s) suatu endapan menurut defenisi adalah sama dengan konsentrasi molar dari larutan jenuhnya (Vogel , 1990).Larutan jenuh merupakan larutan dimana zat terlarutnya (molekul atau ion) telah maksimum pada suhu tertentu .Untuk zat elektrolit yang sukar larut ,larutan jenuhnya dicirikan oleh nilai Ksp .Nilai Ksp pada suhu 250 C telah didaftar.Jika larutan mengandung zat terlarutnya melebihi jumlah maksimum kelarutannya pada suhu tertentu , maka dikatakan bahwa larutan telah lewat jenuh(Mulyono,2005).Kelarutan bergantung pada berbagai kondisi seperti suhu , tekanan ,konsentrasi bahan – bahan lain dalam larutan itu,dan pada komposisi pelarutnya.(Petrucci daan Suminar,1992)                                                                              
             Perubahan kelarutan dengan tekanan tak mempunyai arti penting yang praktis dalam anlisis anorganik kualitatif,karena semua pekerjaan dilakukan dalam bejana terbuka pada tekanan atmosfer ; perubahan yang sedikit dari tekanan atmosfer tak mempunyai pengaruh yang berarti atas kelarutan.Terlebih penting adalah perubahan kelarutan dengan suhu.Umumnya dapat dikatakan bahwa kelarutan endapan bertambah besar dengan kenaikan suhu ,meskipun dalam beberapa hal yang istimewa (seperti kalium sulfat) terjadi hal yang sebaliknya. Laju kenaikan dengan suhu berbeda-beda dalam beberapa hal sangat kecil sekali dalam hal-hal lainnya sangat besar (Vogel,1990).

Dua komponen dalam larutan adalah solute dan solvent.Solute adalah substansi yang terlarut. Sedangkan solvent adalah substansi yangmelarutkan. Contoh sebuah larutan NaCl. NaCl adalah solute dan air adalahsolvent. Dari ketiga materi, padat, cair dan gas, sangat dimungkinkan untuk memiliki sembilan tipe larutan yang berbeda : padat dalam padat,padatdalam cairan,padat dalam gas, cairan dalam cairan, dan sebagainya. Dari berbagai macam tipe ini larutan yang lazim kita kenal adalah padatan dalamcairan,cairan dalam cairan,gas dalam cairan serta gas dalam gas.

Suatu substansi dapat di kelompokkan sangat mudah larut,dapat larut serta sedikit larut dan tidak dapat larut ,Beberapa variabel misalnya ukuran ion,muatan dari ion-ion,interaksi antara ion-ion,interaksi antara solute dan solvent,temperature,mempengaruhi kelarutan.Kelarutan dari solute relative mudah di ukur melalui percoobaan .Beberapa factor yang berhubungan dengan kelarutan antara lain:

1.sifat alami dari solute dan solvent

 Substansi polar cenderung lebih larut dalam substansi polar lainya dan substansi non polar cenderung larut dalam sub stansi non polar dan tidak dengan polar lainya

2.efek dari temperatur terhadap kelarutan

Kebanyakan zat terlarut mempunyai kelarutan yang terbatas pada sejumlah solventtertentu dan pada temperatur tertentu pula.Temperatur dari solvent memiliki efek yang besar dari zat yng telah yang telah di larutkan.Untuk kebanyakan padatan yang terlarut pada liquid,kenaikan temperatur akan berdampak pada kenaikan kelarutan(solubilitas)

3.efek tekanan pada kelarutan

Perubahan kecil dalam tekanan memiliki efek yang kecil pada kelarutan dari padatan dalam cairan tetapi memiliki efek yang besar pada kelarutan gas dalam cairan.kelarutan gas dalam cairan  berbanding langsung pada tekanan dari gas di atas larutan .sehingga sejumlah zat yang terlarut dalam larutan akan menjadi dua kali lipat jika tekanan diatas larutan adalah dua kalilipat

4.kelajuan dari zat terlarut

Kelajuan dimana za padat terlarut di oengaruhi oleh:

a.ukuran dari partikel

b.temperatur dari solvent

c.pengadukan dari larutan

d.konsentrasi dari larutan

(sukardjo,1997)

Efek panas dalam pembuatan larutan dapat di gunakan dalam penerapan prisip Le-chateliers untuk menghitung efek temperature pada kelarutan.Dengan menggunakan terminologhy dari thermodinamika,bahwa kandungan panas atau entalphy dari system telah meningkat sesuai dengan energy thermal .perubahan entalphy untuk proses di berikan dengan mengurangi enthalpy akhir system dengan enthalpy mula-mula

                                   

                                     ∆H = H_final – H_inisial                           (1)

Secara umum  ∆H positif untuk perubahan mikroskopik yang terjadi pada tekanan konstan jika energy panas mengalir dalam system sat perubahan terjadi, dan negatifjika panas mengalir krluar.Proses dimana entalphy dalam system meningkat di sebut proses indothermik sedangkan entalphy yang mengalami proses penurunan di sebut eksothermik. Perubahan entalphy terbatas hanya pada aliran panas jika proses tersebut terbawa keluar sehingga tekanan mula-mula dan akhir adalah sama dan system adalah tertutup. Pembentukan larutan apakah itu eksothermik atau endothermic tergantung pada temperature dan sifat alamiah solute dan solvent. Untuk memprediksi efek dari perubahan temperatur kita dapat menggunakan prinsip Le-chatelier,sangatlah di perlukan untuk memperhitungkan perubahan entalphi untuk proses pelarutan dari kondisi larutan yang jenuh.Entalphi molar dari larutan (∆H₁) sebagai jumlah kalori dari energy panas yang seharusnya tersedia (∆H₁  positiv) ataupun yang seharusnya di pindahkan (∆H₁  negatif) untuk menjaga agar temperatur tetap konstan yang mana di dalamnya terdapat satu mol zat terlarut dalam volume yang sangat besar yang mendekati larutan jenuh untuk menghasilkan laturan jenuh.

Jika entalphi dari larutan adalah negative peningkatan temperatur menyebabkan penurunan kelarutan. Kebanyakan padatan solute meiliki entalphi positif dari larutan sehingga kelarutan mereka meningkat sesuai dengan kenaikan temperatur.Hampir semua perubahan kimia merupakan proses eksothermik ataupun endothermik.kebanyakan,tetapi tidak semua,reaksi yang terjadi secara spontan adalah reaksi eksothermik.(Maron Lando,1974)

Salah satu contoh kesetimbangan yang sederahana adalah kesetimbangan antara solute dengan larutan jenuhnya.dalam hal ini molekul padat akan larut pada kecepatan yang sama dengan molekul yang mengendap menjadi padat.

Berhubungan dengan masalah ini di kenalah istilah solubilitas,yang merupakan suatu ukuran dari kadar solute yang terkandung dalam larutan jenuh.konstanta kesetimbangan antara padatan dan larutan jenuh dapat di nyatakan sebagai:

           

                                    G₂^*= G₂^*0 + RT ln a₂^* ………………..(2)

Dimana G₂^*0 adalahenergy bebas standar,a₂ adalah aktivitas solute dalam larutan dan a₂^* adalah akitvitas padatan solute murni

                                    G₂= G₂⁰ + RT ln a₂

                                    G₂⁰ + RT ln a₂= G₂^*0 + RT ln a₂^*

dan                              ln a₂/a₂^*= G₂^*0 – G₂⁰ / RT

                                    ln a₂/a₂^*= K ………………………….(3)

sehingga                      a₂/a₂^*= K……………………………..(4)

a₂^* dapat di hubungkan dengan molality solute m dengan menggunakan koefisien aktivitas δ. Koefisien aktifitas δ merupakan fungsi dari P,T dan Konsentrasi  ; harga δ ini akan mendekati  1  jika harga m mendekati  0  . maka apabila dipakai hubungan tersebut  dan anggapan bahwa sebagai patokan dasar adalah solute padat murni sehingga a₂^* = 1

Konstanta-konstanta kesetimbangan dapat di tulis sebagai :

                                   

                                    K= (a₂)m₌m_s = δ_s  m_s…………………………(5)

           

Di mana subscrip s menunjukkan untuk larutan jenuh sedang dalam (a₂)_m-ms adala aktivitas solute   pada larutan jenuh , apabila suhu berubah pada tekanan tetap maka  m_s dan δ_s akan berubah , demikian pula K. menurut Hukum Vann Hoff, untuk merubah K pada tekanan tetap di perlukan : 

                        (δ ln K/ δT)_p = ∆H⁰/RT² ……………………………………….(6)

Persamaan (3) di atas dapat di turunkan dari per samaan berikut

                        ∆G - ∆G⁰ + RT ln K …………………………………………….....(7)

Jika terjadi kesetimbangan ∆G – 0 maka

                         0 - ∆G⁰ +RT ln K

                        ∆G⁰ – (-RT ln K)

                        ∆G⁰/RT – ln K

                        Ln K - ∆G⁰ /T (1/R)

                        d (∆G⁰/T )     ∆H

                        dT                T2

                        (d ln K / dT) -  (∆H/RT²)………………………………………..(8)

                                 Pada p tetap persamaan di ats menjadi persamaan

                                    (δ ln K/ δT)_p = ∆H⁰/RT² ………………………………………(9)

                                    Pengaruh suhu dan konsentrasi pada ∆H_DS di dapat

                                    [(δ ln (δ_s m_s)]/RT = (∆H_Ds )m=m_s / RT²……………(10)

                                    [(δ ln (δ_s+m_s)]/RT = (∆HDs)m=ms/RT²……………(11)

                                    [1+( δ ln δ/ δ ln m) T,P,m=m_s] d ln m_s/dT = (∆H_Ds)m=m_s / RT²

                                    ………………………………………………………………………….(12)

                                    Untuk larutan encer m=0, maka δ=1

                                    δ ln ms / δT = (∆H_Ds)m=m_s/RT²………………………(13)

                                    ∫ δ ln ms      = ∫ (∆H_Ds)m=m_s δT/RT²……………...(14)

                                    ln.ms            = - (∆H_Ds)m=m_s / RT²…………………….(15)

                                    atau

                                    δ ln ms / δ (1/T) = -(∆H_Ds)m=m_s/R……………………(16)

jika dengan menggunakan anggapan tersebut ,harga (∆H_Ds)_m=ms dapat di hitung dari slope antara ln ms,terhadap 1/T.

Alkalimeteri adalah pengukuran konsentrasi basa dengan menggunakan larutan baku asam, bisa asam kuat atau asam lemah.Titrasi adalah proses mengukur volume larutan yang terdapat dalam buret yang ditambahkan ke dalam larutan lain yang diketahui volumenya sampai terjadi reaksi sempurna.( http://arifqbio.multiply.com/journal/item/7,3 November 2009).Contoh titrasi alkalimetri:
Titrasi asam kuat oleh basa kuat
HCl + NaOH → NaCl + H2O

            III.Alat Dan Bahan

A.Alat

Alat yang di gunakan dalam percobaan ini adalah thermostat 0-50⁰C,thermometer ,buret 50mL,Erlenmeyer 250mL,labu takar 250mL,pipet volume 10mL,tabung reaksi besar,pengaduk

B.Bahan

Bahan yang di gunakan dalam percobaan ini adalah asam oksalat ,larutan NaOH 1M,es batu,garam dapur.

IV.Cara kerja

150mL larutan asam oksalat jenuh di masukkan ke dalam tabung reaksi kemudian tabung reaksi di masukkan ke dalam thermostat  sambil di aduk,thermostat di atur hingga mencapai kesetimbangan pada suhu 35⁰C,lalu larutan di ambil 10mL kemudian di encerkan sampai volume mencapai 100mL,larutan di ambil sebanyak 25mL dan di titrasi dengan NaOH menggunakan indicator pp,titrasi di lakukan sebanyak tiga kali kemudian di lakukan pengambilan seperti pada langkah sebelumnya (c,d) pada 30⁰C 25⁰C 20⁰C 10⁰C

            V.Data Pengamatan

     Reaksi  : H₂C₂O_{4 (aq)} + 2NaOH _(aq)                           Na₂C₂O_{4 (aq)} + 2H₂O _(l)

1.  Tabel 1

No.	Temperatur (°C)	Massa Erlenmeyer kosong (gram)	Massa Erlenmeyer + larutan (gram)	Massa larutan (gram)	Volum Titrasi NaOH (mL)
1.	35	145,614	155,506	9,892	16,77
2.	30	145,614	155,506	9,892	15,73
3.	25	145,614	155,506	9,892	15,33
4.	20	145,614	155,506	9,892	15,03
5.	10	145,614	155,506	9,892	14,86

2.  Tabel 2

No.	T (K)	1/T	S	Ln S	V NaOH (L)
1.	308	0,0035	12,00	2,40	0,01677
2.	303	0,0034	10,88	2,38	0,01573
3.	298	0,0034	10,62	2,36	0,01533
4.	293	0,0033	10,50	2,35	0,01503
5.	283	0,0032	10,37	2,33	0,01486

                        3.Grafik hubungan 1/T vs lns

                       

            VI.Pembahasan

            Dalam percobaan penas pelarutan asam oksalat ini mempunyai tujuan yaitu menentukan kelarutan suatu zat dan pengaruh suhu terhadap kelarutan dan menghitung panas pelarutan suatu zat .

Panas pelarutan atau entalpi pelarutan merupakan entalpi yang diperlukan atau dilepaskan jika 1 mol zat dilakukan dalam sejumlah pelarut sehingga diperoleh konsentrasi tertentu dari larutan.Dalam percobaan ini kita akan menentukan panas pelarutan dari asam oksalat.Asam oksalat merupakan asam dikarboksilat dengan rumus kimia H2C2O4 (atau dapat ditulis (COOH)22H2O) ;padatan kristal,tak bewarna ,dan bersifat racun. Digunakan dalam laboraturium sebagai pereaksi analitik (larutan baku), untuk bahan pengelantang, pembersih logam, dan untuk pembuatan senyawa organic.

Langkah pertama dalam percobaan ini adalah memasukkan 150mL larutan asam oksalat kedalam tabung reaksi lalu di masukkan ke dalam thermostat sambil di panaskan dan di aduk supaya suhu dalam larutan homogen setelah suhu mencapai 35⁰C,lalu di ambil 10mL asam oksalat dan di encerkan sampai volume 100mL,setelah itu mengamati perubahan kelarutan pada suhu 35, 30,25,20,10 ⁰C, 25 mL larutan asam oksalat yang telah di encerkan diambil pada pada setiap suhu diatas .Kemudian larutan dititrasi dengan larutan NaOH 0.5 M .Titrasi ini merupakan titrasi asam lemah oleh basa kuat yang biasa disebut sebagai titrasi alkalimetri.Adapun reaksinya adalah sebagai berikut:

H₂C₂OH + NaOH → NaHC₂O₄ + H₂O

Sebelum H₂C₂O₄ dititrasi oleh NaOH ,terlebih dahulu kedalam larutan H₂C₂O₄ ditambahkan indikator pp (fenolftalein). Fenolftalein merupakan senyawa organik yang mempunyai rumus molekul C₂0H₁₄0₄ ; padatan kristal ,tak bewarna ,larut dalam alkohol dan pelarut organik ; rentang perubahan pH nya adalah 8,2 – 10. Pemilihan indikator pp ini adalah karena titrasi ini merupakan titrasi asam lemah oleh basa kuat yang memiliki titik ekuivalen diatas 7. Hal itu cocok dengan rentang perubahan pH dari indikator pp .Indikator pp tidak bewarna dalam suasana asam dan bewarna merah muda dalam suasana basa.

Dalam reaksi titrasi ini kita menghitung berapa banyak volume NaOH yang dibutuhkan untuk menitrasi 25 ml larutan H₂C₂O₄.Mol NaOH merupakan hasil kali antara konsentrasinya dengan volume NaOH yang dibutuhkan.Kelarutan H₂C₂O₄ dinyatakan sebagai jumlah mol NaOH setiap 1000 gram larutan .
Setelah mengetahui volume NaOH yang diperlukan untuk menitrasi 25 mL H₂C₂O₄ maka kemudian kita bisa menentukan harga s(kelarutan) sebagai jumlah mol NaOH dalam 1000 gram larutan .Kemudian dibuat grafik hubungan antara 1/T (K-1) pada sumbu x dan lnS pada sumbu y. Persamaan garisnya adalah sebgai berikut:

lnS=-∆H/R 1/T+C
y = m x
R = konstanta gas umum (8.314 joule mol-1K-1)
m =- ∆H/R
∆H =-mR

Dari grafik hubungan antara 1/T vs lnS kita dapat menentukan nilai m sabagai kemiringan garisnya. Dengan mengetahui harga m kita bisa menentukan panas pelarutan (∆H) nya. Dalam hal ini kita akan mendapatkan sebuah grafik yaitu grafik hubungan antara 1/T vs lnS jika suhunya diturunkan.

Dari grafik hubungan antara 1/T vs lnS jika suhunya di turunkan di dapatkan nilai m nya 226,9.dan ∆H nya -1886,4466 joule/mol atau -1,886 k joule/mol.harga ∆H dari percobaan di atas bernilai negative,hal itu berarti kelrutan asam oksalat bersifat eksotermis.selain dari grafik hasil percobaansifat kelarutan asam oksalat juga dapat di lihat dari data hasil percobaan.data hasil percobaan menunjukkan bahwa volume NaOH yang di butuhkan untuk menitrasi 25 mL H₂C₂O₄ bertambah jika suhunya di naikkan dan berkurang jika suhunya di turunkan.jumlah volume NaOH yang di butuhkan berbanding lurus dengan kelarutan H₂C₂O₄.walaupun seharusnya percobaan ini bersifat endoterm,di karenakan semakin naik suhu maka semakin naik kelarutan pun semakin naik.tetapi di karenakan terdapat beberapa kesalahan dalam percobaan ini maka sifat dalam kelarutan ini bersifat endoterm.

VII.Kesimpulan                                                                                                                                          1.Pengaruh suhu terhadap kelarutan yaitu semakin naik suhu,maka kelarutan juga ikut naik .

2.panas pelarutan asam oksalat adalah ∆H= -1,886 k joule/mol

DAFTAR PUSTAKA

Day,R.A.dan A.L.Underwood.Analisis Kimia Kuantitatif.Jakarta:Erlangga.
Dogra,S.1990.Kimia Fisikdan Soal-Soal.Jakarta:Universitas Indonesia.
HAM,Mulyono.2005.Kamus Kimia.Jakarta:Bumi Aksara.
http://arifqbio.multiply.com/journal/item/7,3 November 2009.

Ismarwanto.Hoedijono,1990.Diktat Kuliah Kimia Analisis Bagian I.Surabaya: Jurusan teknik Kimia FTI-ITS
Petrucci ,Ralph H.1992.Kimia Dasar “Prinsip dan Terapan Modern.Jakarta:Erlangga.
Pudaatmaka ,A Hadyana.2002.Kamus Kimia.Jakarta:Balai Pustaka.

Sukardjo,1997.Kimia Fisika.Jakarta:PT.Aneka Cipta
Vogel .1990.Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro.Jakarta:PT Kalman
Media Pustaka.