petunjuk praktikum - Saintek UIN Malang

PETUNJUK PRAKTIKUM
KIMIA FISIKA I
Penyusun :
TIM KIMIA FISIKA I
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI MALANG
2017
0|Jurusan Kimia
1|Jurusan Kimia
KATA PENGANTAR
Alhamdulillaahirabbil'alamin, segala puji hanya untuk Allah SWT yang
telah melimpahkan Rahmat dan Inayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan
penyusunan Diktat Petunjuk Praktikum Kimia Fisika I ini. Diktat ini disusun
untuk memperlancar penyelenggaraan praktikum Kimia Fisika I yang bertujuan
untuk meningkatkan keterampilan mahasiswa dalam kerja laboratorium
sekaligus untuk menambah wawasan terhadap bidang Kimia Dasar yang telah
diperoleh secara teoritik dalam perkuliahan.
Laboratorium Kimia Dasar berusaha untuk mengatasi segala kesulitan
yang dihadapi pada saat persiapan dan pelaksanaan Praktikum Kimia Fisika I
ini. Kami mengharapkan masukan-masukan terhadap kekurangan yang ada. Tak
lupa kami sampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah
membantu penyusunan Diktat Petunjuk Praktikum Kimia Fisika I
Akhir kata, kami mengucapkan selamat bekerja dan mengharapkan agar
Diktat Petunjuk Praktikum Kimia Fisika I ini dapat memberikan manfaat bagi
kita semua, Amin.
Malang, Februari 2017
Tim Penulis
1|Jurusan Kimia
DAFTAR ISI
Kata Pengantar .................................................................................... 1
Daftar Isi
..................................................................................... 2
Percobaan I. Pengukuran Viscositas Untuk Menentukan
Jari-Jari Molekul ......................................................... 3
Percobaan II. Keseimbangan Dalam Cairan-cairan Organik .............. 8
Percobaan III. Kalorimeter Reaksi Netralisasi ..................................... 14
Percobaan IV. Sifat Molar Parsial Larutan .......................................... 19
Percobaan V. Penentuan Tegangan Permukaan Cara
Cincin Du Nouy ............................................................ 24
Percobaan VI. Kalor Pembakaran Deret Normal Alkohol................... 29
Percobaan VII. Penurunan Titik Beku Larutan .................................... 33
Percobaan VIII. Sel Elektrokimia: Energi Bebas Gibbs ...................... 37
Daftar Pustaka ...................................................................................... 40
Lampiran .............................................................................................. 41
2|Jurusan Kimia
PERCOBAAN 1
PENGUKURAN VISCOSITAS UNTUK MENENTUKAN JARI-JARI
MOLEKUL
TUJUAN PERCOBAAN:
1.
Menggunakan pengukuran viskositas untuk menentukan jari-jari molekul
2.
Mengenal dan melatih menggunakan viskosimeter Ostwald
DASAR TEORI
Terjadi suatu resistansi jika satu bagian dari cairan bergerak melalui
bagian cairan yang lain. Koefisien viskositas adalah ukuran dari gesekan internal
atau tahanan aliran ini. Makin kental suatu cairan, makin besar gaya yang
dibutuhkan untuk membuatnya mengalir pada kecepatan tertentu. Viskositas
dapat digunakan untuk memperoleh bobot molekul zat yang merupakan fasa
dispersi. Viskositas juga memberikan informasi tentang bentuk molekul dalam
larutan.
Einstein telah mengembangkan suatu persamaan untuk aliran yang dapat
diterapkan dalam dispersi koloidal encer dengan partikel-partikel berbentuk bola
yaitu:
η = ηo (1 + 2.5 Ø)
Dalam persamaan diatas, yang didasarkan atas teori hidrodinamik, ηo adalah
viskositas dari medium dispersi dan η adalah viskositas dari sistem dispersinya
jika fraksi volume dari partikel-partikel koloidal yang ada adalah Ø. Fraksi
volume didefinisikan sebagai volume partikel dibagi volume total sistem
dispersi; karena itu ekivalen dengan konsentrasi.
η /ηo = 1 + 6,3. 1021 R3C
3|Jurusan Kimia
R = jari-jari partikel
C = konsentrasi sistem dispersi
η maupun ηo dapat ditentukan dengan menggunakan viskosimeter.
Viskositas dari suatu cairan biasanya diukur dengan mengamati laju alir
dari suatu cairan melalui suatu tabung kapiler. Untuk penentuan viskositas secara
akurat, harus dijaga adanya suatu aliran tetap parallel terhadap sumbu tabung,
dan lajunya tidak boleh melebihi nilai tertentu yang nilainya tergantung pada
viskositas cairan dan jari-jari tabung.
Hukum yang menggambarkan aliran viscous cairan melalui tabung
semacam ini pertama kali diberikan oleh Poiseuille. Hukum ini memberikan
hubungan antara koefisien viskositas, η, volume cairan v yang mengalir melalui
seluruh penampang lintang tabung dalam waktu t, tekanan p, dan jari-jari r dan
panjang tabung l. Hukum ini dieksperesikan sebagai berikut:

pr 4
(1)
t
8vl
Penurunan persamaan ini tergantung kepada prinsip-prinsip sederhana namun
berdaya guna. Dalam viskosimeter, cairan mengalir seiring bergeraknya silinder
koaksial. Sejalan dengan dilakukannya percobaan ini dalam arah aliran kebawah,
yang dikarenakan oleh gaya grafitasi, dia berlawanan dengan gaya gesek
internal. Pada “keadaan tetap”, kedua gaya ini sama, dan hanya perlu untuk
menyediakan deskripsi matematik yang sesuai dari masing-masing gaya untuk
dapat menjadi ekspresi seperti dalam pers. (1).
Penentuan secara ekperimen viskositas absolut dari suatu cairan sangat
sulit dilakukan, tetapi pengukuran viskositas relatif, rasio viskositas cairan
terhadap suatu cairan standar, misalnya air, dapat ditentukan secara sederhana
dan mencukupi untuk banyak keperluan. Jika perlu, viskositas absolut dapat
dihitung dari pengetahuan tentang viskositas absolut dari suatu cairan referen.
Dalam viskosimeter sederhana, Tekanan yang mendorong suatu cairan
dengan viskositas η1 melalui kapiler bergantung kepada selisih dari ketinggian
cairan h, densitas d1, dan percepatan gravitasi,g, dan diberikan oleh ekspresi
hgd1. Jika secara eksak, sejumlah volume yang sama dari cairan kedua dengan
viskositas η2 dimasukkan ke dalam tabung, tekanan yang mendorong cairan ini
4|Jurusan Kimia
melalui tabung kapiler tersebut adalah sama dengan hgd2, dimanan d2 adalah
densitas cairan kedua. Dengan pers. (1), viskositas berbanding lurus terhadap
tekanan dan waktu efflux untuk volume yang sama. Karena itu,
1 d1t1

(2)
 2 d 2t 2
ALAT:
1. Viscosimeter Ostwald
3. Stop watch
5. Beaker glass 100 ml
7. Pipet volume 5 mL
2. Botol semprot
4. Bola hisap
6. Pipet tetes
8. Piknometer 25 ml
BAHAN:
1.
Aquades
2.
Larutan Gliserol 0,25 M, 0,50 M, 0,75 M, 1,00 M
3.
Aseton
CARA KERJA:
MENENTUKAN DENSITAS SAMPEL
1. Cuci piknometer dengan menggunakan aseton sampai benar-benar bersih,
kemudian keringkan dengan alat pengering, dan timbang piknometer
kosong.
2. Masukkan zat yang akan ditentukan densitasnya ke dalam piknometer
sampai penuh.
3. Tutup piknometer, dan bersihkan tumpahan cairan menggunakan tissu
4. Timbang piknometer yang berisi cairan, hitung berat cairan (berat
piknometer berisi – berat piknometer kosong)
5. Hitung densitas cairan: d = berat/volume
5|Jurusan Kimia
MENENTUKAN VISKOSITAS:
1. Bersihkan viskosimeter Ostwald dengan aseton sampai benar-benar bersih
dan kemudian keringkan dengan bantuan alat pengering.
2. Masukkan 5 mL aquades dengan menggunakan pipet volume
3. Pengukuran:
a. Cairan dihisap sampai berada di atas tanda atas viskosimeter
b. Biarkan cairan turun, dan catat waktu yang diperlukan untuk melewati dua
tanda pada viskosimeter.
4. Jika telah selesai, viskosimeter dicuci dengan aseton kembali dan
dikeringkan.
5. Ulangi langkah-langkah di atas untuk masing-masing konsentrasi gliserol.
6|Jurusan Kimia
DATA PENGAMATAN
PENENTUAN DENSITAS CAIRAN:
wo (berat piknometer kosong) = ……………………..
V (Volume piknometer)
= …………………….
No
1.
2.
3.
4.
5.
[Gliserol] (M)
0,00
0,25
0,50
0,75
1,00
w1(gr)
w2(gr)
PENENTUAN VISKOSITAS:
No [Gliserol] (M)
t1 (dtk)
1.
0,00
2.
0,25
3.
0,50
4.
0,75
5.
1,00
7|Jurusan Kimia
w3(gr)
t2 (dtk)
wrata(gr)
t3 (dtk)
d=wrata-wo/V
trerata (dtk)
PERCOBAAN 2
KESEIMBANGAN DALAM CAIRAN-CAIRAN ORGANIK
TUJUAN PERCOBAAN
Mempelajari cara penentuan dan perhitungan konstanta keseimbangan
tampak.
DASAR TEORI
Asam karboksilat dan alkohol berkombinasi untuk membentuk ester
dan air, sementara ester dihidrolisis untuk memperoleh asam karboksilat dan
alkohol melalui reaksi:
O
||
RC-OH + H-OR’
H+, panas
==
O
||
RC-OR’ + HOH
Kedua reaksi yang berlawanan tersebut terus berlangsung sampai
dicapai keseimbangan dengan keempat senyawa berada pada konsentrasi yang
tertentu.
Konstanta keseimbangan (K) memberikan ukuran hubungan antara
aktivitas produk dan aktivitas material reaktan. Ketika konstanta keseimbangan
telah ditentukan, maka akan dapat dilakukan perhitungan hasil produk yang
dapat diharapkan dari konsentrasi reaktan berapapun yang diberikan.
Secara umum, untuk reaksi:
aA + bB == cC + dD
K =
c
d
[C] [D]
[A]a [B]b
Jika konsentrasi digunakan dalam perhitungan konstanta keseimbangan,
konstanta keseimbangan memiliki kesalahan disebabkan oleh kegagalan
8|Jurusan Kimia
penerapan hukum aksi massa, khususnya pada konsentrasi tinggi. Nilai konstanta
keseimbangan yang akurat diperoleh melalui penggunaan aktivitas daripada
konsentrasi analitik. Aktivitas dapat ditentukan melalui pengukuran tekanan uap
atau melalui metoda yang lain. Akan tetapi pada banyak kasus, konstanta
keseimbangan dapat dihitung dengan akurasi yang cukup baik dari pengukuran
konsentrasi.
Kadangkala keseimbangan dicapai secara sangat lambat, khususnya
pada reaksi organik, dan hal seperti ini mungkin memerlukan penaikan
temperatur atau penggunaan katalis untuk mempercepat reaksi.
Dalam percobaan ini dipelajari keseimbangan diantara etanol, asam
asetat, etil asetat dan air, reaksinya dikatalisis dengan penambahan asam klorida.
Meskipun konsentrasi zat-zat yang diberikan cukup besar untuk dapat merubah
karakter air dan mengubah nilai numerik konstanta keseimbangan, tetapi
hasilnya cukup konstan untuk konsentrasi asam klorida yang diberikan.
ALAT
 Buret 50 mL
 Erlenmeyer 100 ml
 Pipet ukur 2 mL
 Pipet ukur 5 mL
 Pipet tetes
 Beaker glass 100 mL
 Botol semprot
 Botol gelas bertutup 14 buah
BAHAN
 NaOH 2 M
 Phenolphthalein
 Etil asetat
 Asam klorida 3 M
 Asam asetat glasial
 Etanol absolute
9|Jurusan Kimia
 Aquades
CARA KERJA
1. Preparasi asam klorida 3M dengan mengencerkan asam klorida pekat.
2. Buat campuran cairan-cairan organik dalam botol gelas 50 mL bertutup
dengan proporsi sebagai berikut (buat secara duplo):
Etil
Asam
No. HCl 3M
Etanol
Air
asetat
asetat
1.
2,5 mL
2,5 mL
2.
2,5 mL
2,5 mL
3.
2,5 mL
2 mL
0,5 mL
4.
2,5 mL
1 mL
1,5 mL
5.
2,5 mL
2 mL
0.5 mL
6.
2,5 mL
2 mL
0,5 mL
7.
2,5 mL
2 mL
0,5 mL
3. Setiap botol ditutup secara cepat dan biarkan berada pada tempat yang
hangat (tidak perlu thermostat) sekitar ± 48 jam (sebaiknya 1 minggu)
dengan sekali-kali dikocok. Penting dijaga agar tutup terpasang kuat
untuk menghindari evaporasi.
4. Timbang berat dari masing-masing volume cairan dengan cara:
a. Timbang botol kosong
b. Ambil volume cairan sesuai yang dibutuhkan dengan pipet ukur,
kemudian masukkan ke dalam botol timbang dan ditimbang
Volume cairan yang harus ditimbang:
No. Cairan
Volume
1. Asam klorida 3M
2,5 mL
2. Etil asetat
1mL ,2 mL dan 2,5 mL
3. Etanol
0,5 mL dan 2 mL
4. Asam asetat
0,5 mL
5. Air
0,5 mL ; 1,5 mL dan 2,5 mL
10 | J u r u s a n K i m i a
5. Setelah didiamkan pada selang waktu tersebut, setiap larutan dititrasi
dengan NaOH 2 M. Tambahkan 2 tetes phenolphthalein, kemudian titrasi
sampai terjadi perubahan warna. Catat volume NaOH yang digunakan.
DATA PENGAMATAN
1. Titrasi HCl dalam sampel dengan NaOH
No
Etil
Asam
HCl 3M
Etanol
asetat
asetat
1. 2,5 mL
2. 2,5 mL 2,5 mL
3. 2,5 mL
2 mL
4. 2,5 mL
1 mL
5. 2,5 mL
2 mL
0,5 mL
6. 2,5 mL
2mL
0,5 mL
7. 2,5 mL
2 mL
0,5 mL
2. Penimbangan berat cairan
No.
Cairan
Volume (mL)
1. Asam klorida 3M
2,5
2. Etil asetat
1
3. Etil asetat
2
4. Etil asetat
2,5
5. Etanol
0,5
6. Etanol
2
7. Asam asetat
0,5
8. Air
0,5
9. Air
1,5
10. Air
2,5
11 | J u r u s a n K i m i a
Air
2,5 mL
0,5 mL
1,5 mL
-
Berat (g)
VNaOH
(mL)
PERHITUNGAN
1. Jumlah reaktan mula-mula
Σ mol etil
Σ mol
No
asetat
etanol
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Σ mol asam
asetat
Σ mol air
2. Jumlah reaktan dalam keseimbangan
No
Σ mol etil
asetat
Σ mol
etanol
Σ mol asam
asetat
Σ mol
air
n etil
asetat
n
etanol
n asam
asetat
n air
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Catatan:
1. n = fraksi mol
2. Berat air dalam sampel (Wairsampel) merupakan penjumlahan antara berat
air murni dengan berat air yang terkandung dalam asam klorida 3 M.
Wairsampel = Wair murni + (WHCl – WHCl tertitrasi (sampel 1.))
3. Jumlah asam asetat pada keseimbangan diperoleh dari pengurangan
jumlah NaOH yang digunakan untuk menitrasi pada tiap sampel (setara
dengan jumlah HCl katalis ditambah asam asetat dalam sampel
keseimbangan) dengan jumlah NaOH yang digunakan untuk menitrasi
asam klorida katalis (sampel no.1)
Σ mol As. asetat sampel eq. = Σ mol NaOH untuk menitrasi as. Asetat
= [NaOH] / (VNaOHsampel eq. – VNaOH(sampel 1))
12 | J u r u s a n K i m i a
4. Pada sampel no.6 dan 7, asam asetat ditambahkan ke dalam larutan asal,
dan jumlah ini harus digunakan dalam perhitungan jumlah keseimbangan
dari reaktan yang lain.
Σ mol As. asetat sampel eq. = Σ mol NaOH – Σ mol as.asetat yang
ditambahkan
= [NaOH] / (VNaOHsampel eq. – VNaOH(sampel 1)) –
WAs.asetat/MrAs.asetat
5. Untuk setiap mol asam asetat yang dihasilkan dalam reaksi ini, dihasilkan
1 mol etanol, 1 mol air dan 1 mol etil asetat hilang.
6. Jika jumlah mol dari setiap keempat material pada campuran asal dan
jumlah mol asam asetat yang dihasilkan dalam reaksi diketahui,
konstanta keseimbangan K dapat dihitung. K didefinisikan sebagai:
nCH 3COOC 2 H 5 . nH 2 O
K
nC 2 H 5OH . nCH 3COOH
Dimana n merupakan fraksi mol
7. Nilai K yang diperoleh melalui cara ini tidak sangat konstan. Nilainya
menyimpang semakin jauh jika konsentrasi reaktan dan produk
meningkat. Jadi, nilai K yang diperoleh merupakan nilai K tampak;
konstanta keseimbangan sesungguhnya dapat diperoleh dengan
menggunakan aktivitas untuk menggantikan konsentrasi.
13 | J u r u s a n K i m i a
PERCOBAAN 3
KALORIMETRI REAKSI NETRALISASI
TUJUAN PERCOBAAN:
1. Mempelajari pertukaran energi antara suatu sistem dengan lingkungannya,
pada saat sistem mengalami perubahan
2. Mengukur perubahan entalpi netralisasi NaOH
DASAR TEORI
Untuk proses-proses kimia pada tekanan konstan, dimana satu-satunya
kerja yang dilakukan adalah kerja ekspansi, panas yang diserap qp sama dengan
perubahan entalpi sistem, ΔH. Ketika dua larutan dicampurkan dan dibiarkan
bereaksi dalam kalorimeter, entalpi total tetap konstan (perubahan total entalpi
nol); tetapi data pengukuran perubahan temperatur bersama-sama dengan
pengetahuan tentang kapasitas panas dari sistem produk memungkinkan
dilakukannya perhitungan perubahan entalpi pada temperatur awal. Perubahan
total entalpi nol dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu perubahan entalpi untuk
reaksi dan untuk memanaskan larutan. Jika kenaikan temperatur adalah ΔT dan
kapasitas panas sistem final adalah Cp:
0 = ΔH + cpΔT
atau ΔH = -cpΔT
(1)
Karena ΔH didefinisikan sebagai panas yang diserap, dia bernilai negatif untuk
reaksi eksotermis.
Kapasitas panas Cp didefinisikan sebagai jumlah energi yang harus
ditambahkan ke sistem untuk meningkatkan suhu sebesar 1o. Kapasitas panas
adalah sifat dari sistem secara keseluruhan, dalam sistem kalorimeter, kapasitas
panas kalorimeter meliputi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu tabung
14 | J u r u s a n K i m i a
kalorimeter, termometer, pengaduk, dan apparatus yang lain sebesar 1o (nilainya
hanya dapat diperoleh melalui eksperimental).
q = CpΔT
Kapasitas panas molar pada tekanan tetap, cp didefinisikan sebagai
kapasitas panas sistem, Cp, dibagi jumlah mol senyawa, n, dalam sistem.
Sementara kapasitas panas spesifik pada tekanan konstan didefinisikan sebagai
kapasitas panas sistem dibagi per gram senyawa. Jika panas total yang
dipindahkan ke n mol pada tekanan konstan adalah qp, maka:
qp = ncpΔT
Dalam sistem terisolasi, jika terdapat dua benda dengan suhu berbeda
ditempelkan satu sama lain, energi dalam bentuk panas akan dipertukarkan
sampai mencapai suhu yang sama. jumlah panas yang diserap q2 sama dengan
jumlah panas yang diberikan –q1.
Proses yang terjadi dalam suatu sistem kalorimeter pada tekanan konstan
sering dinyatakan dalam skema berikut:
Produk dan Kalorimeter, T2
ΔH=0
ΔH=cp(T1-T2)
Reaktan dan Kalorimeter, T1
Produk dan Kalorimeter, T1
ΔH=ΔHA-B+ΔHB-C
Titik B menyatakan produk reaksi tepat setelah pencampuran. Titik C
menyatakan produk reaksi setelah sistem dibiarkan kembali ke temperatur
awalnya. Pada tiap keadaan, sistem mempunyai nilai entalpi tersendiri, Misalnya
pada keadaan A, sistem memiliki entalpi HA. Istilah HB-HC menyatakan beda
entalpi antara keadaan B dan C.
15 | J u r u s a n K i m i a
Jika dilakukan perubahan dari B-C, akan teramati perubahan entalpi
sebesar ΔHB-C yang akan sama dengan beda entalpi (HC-HB). Umumnya
informasi yang ingin diperoleh adalah ΔHA-C, yaitu perubahan entalpi untuk
reaksi jika keduanya, reaktan dan produk berada pada temperatur T1. Entalpinya
adalah fungsi keadaan yang dapat dirumuskan :
ΔHA-C = ΔHA-B + ΔHB-C
Jadi jika dapat diukur atau dihitung perubahan entalpi untuk tiap dua keadaan
dari 3 tahap, selanjutnya untuk tahap ketiga dapat diperoleh.
Bentuk umum dari kaidah diatas dinyatakan sebagai hukum Hess yaitu
untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu, perubahan entalpi selalu sama, tidak
peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tidak
langsung dan melewati tahap-tahap yang berlainan.
Dalam suatu reaksi kimia antara beberapa reaktan menjadi satu atau
beberapa produk dengan melibatkan sejumlah energi
A + B  C + D + ΔH
Maka perubahan entalpi, ΔH didefinisikan sebagai:
ΔH = Σ ΔH produk – Σ ΔHreaktan
Bila entalpi reaktan lebih besar daripada entalpi produk, reaksi itu adalah
endotermis (melepas energi) dan jika entalpi produk lebih besar daripada entalpi
reaktan, maka reaksi itu endotermis (menyerap energi).
ALAT:
1. Kalorimeter
2. Gelas ukur 100 ml
3. Botol semprot
4. Termometer
5. Beaker glass 250 ml
6. Beaker glass 100 ml
7. Stopwatch
16 | J u r u s a n K i m i a
BAHAN:
1. Aquadest
2. NaOH 1,0 M
3. HCL 1,0 M
CARA KERJA:
Kalibrasi Kalorimeter
1. Timbang beaker gelas 250 ml kosong, masukkan 75 mL aquades dingin
(suhu kamar), timbang kembali beaker gelas berisi aquades
2. Buat lagi seperti langkah 1, kemudian aquades dipanaskan sampai suhu 45oC,
biarkan suhu turun menjadi 40,1oC.Selanjutnya ukur suhunya pada tiap-tiap
menit (menit-ganjil : 1-9)
3. Pada saat suhu aquades panas 40,1oC, masukkan aquades dingin ke dalam
kalorimeter. Ukur suhunya pada tiap-tiap menit (menit-genap : 2-10)
4. Pada saat aquades panas mencapai pengukuran menit ke 9 masukkan ke
dalam kalorimeter. Aduk secara cepat, dan ukur suhunya pada tiap-tiap menit
berikutnya (menit ke 12-18)
Netralisasi NaOH
1. Timbang kalorimeter kosong.
2. Ambil 75 mL NaOH, masukkan dalam kalorimeter, kemudian kalorimeter
yang berisi NaOH ditimbang lagi. (Penimbangan diperlukan untuk
menghitung kapasitas panas larutan). ukur suhunya tiap-tiap menit sampai
diperoleh temperatur tetap.
3. Sejumlah volume larutan HCl yang sedikit berlebih dari yang diperlukan
untuk menetralisasi larutan NaOH (lebih dari 75 mL) dimasukkan ke dalam
erlenmeyer kedua. Ukur suhunya tiap-tiap menit sampai diperoleh temperatur
tetap.
4. larutan HCl kemudian dimasukkan ke dalam kalorimeter yang berisi larutan
NaOH, lakukan pengadukan dengan cepat. Ukur suhunya pada tiap-tiap
menit. Waktu dicatat setiap menit untuk beberapa menit sampai perubahan
temperatur menjadi semakin kecil dan akhirnya konstan.
17 | J u r u s a n K i m i a
5. Setelah eksperimen selesai, kalorimeter ditimbang kembali untuk menentukan
berat HCl yang ditambahkan.
DATA PENGAMATAN
KALIBRASI KALORIMETER
1. Air dingin: Berat Erlenmeyer dan air
Berat Erlenmeyer kosong
Berat air
2. Air panas : Berat Erlenmeyer dan air
Berat Erlenmeyer kosong
Berat air
Menit
Tair panas (oC)
Tair dingin (oC)
ke1
2
3
4
5
= ……………….
= ….……………
= ………………
= ………………
= ………………
= ………………
Menit
Tair-gabungan (oC)
ke11
12
13
14
15
NETRALISASI NaOH
1. NaOH 1,0 M
: Berat kalorimeter + NaOH = ……………….
Berat kalorimeter
= ……………….
Berat NaOH
= ……………….
2. HCl 1,0 M
: Berat kalorimeter + NaOH + HCl = ……………….
Berat kalorimeter + NaOH
= ……………….
Berat HCl
= ……………….
Menit
THCl (oC)
TNaOH (oC) Menit keTgabungan (oC)
ke1
11
2
12
3
13
4
14
5
15
18 | J u r u s a n K i m i a
PERCOBAAN 4
SIFAT MOLAL PARSIAL LARUTAN
TUJUAN
Menentukan volume molal parsial air dan garam dalam larutan-larutan
H2O-NaCl dengan komposisi tertentu.
DASAR TEORI
Studi kuantitatif larutan telah jauh berkembang dengan
diperkenalkannya konsep kuantitas molal parsial. Suatu sifat larutan misalnya
volume campuran alcohol dan air akan berubah secara kontinu seiring dengan
berubahnya komposisi. Dahulu masih terdapat kebingungan yang besar untuk
merumuskan sifat-sifat ini sebagai fungsi komposisi. G.N Lewis dengan
menekankan penggunaan metoda kalkulus differensial eksak dan sederhana
menentukan sifat molal parsial dari salah satu komponen larutan sebagai
berikut:
Anggap G mewakili suatu sifat ekstensif dari suatu larutan biner pada
temperatur dan tekanan konstan, sehingga G akan merupakan fungsi dari 2
variabel bebas n1 dan n2 yang mengekspresikan jumlah mol dari 2 komponen
yang ada. Kemudian, sifat molal parsial komponen 1 didefinisikan oleh relasi:
 G 

G1  
 n1  n2 ,T , P
(1a)
Demikian juga untuk komponen 2:
 G 

G2  

n
 2  n1 ,T , P
(1b)
Kuantitas molal parsial ditandai oleh garis di atas huruf (bar) yang
merepresentasikan sifat tersebut dan suatu subskrip yang mengindikasikan
komponen yang diacu. Kegunaan konsep kuantitas molal parsial terletak pada
19 | J u r u s a n K i m i a
kenyataan bahwa kuantitas tersebut dapat dinyatakan secara matematis seperti
berikut ini:
Gn1 , n2   n1 G1  n2 G2
(T,P konstan)
(2)
Artinya, bahwa penjumlahan biasa dari masing-masing kuantitas sifat molar
parsial dikalikan dengan jumlah mol dari komponen yang bersangkutan akan
merupakan kuantitas sifat sistem larutan keseluruhan.
Sifat ekstensif apapun dari suatu larutan dapat diekspresikan melalui
cara di atas dalam istilah sifat-sifat molal parsial, misalnya: volume molal
parsial, energi bebas Gibbs molar parsial, entalpi molal parsial dll. Dimana
sifat-sifat molar parsial ini sendiri merupakan fungsi-fungsi dari konsentrasi,
temperatur dan tekanan yang harus diukur melalui alat ukur eksperimen.
Dalam kasus volume larutan, pers. (2) secara langsung dapat ditulis
sebagai:
V  n1V1  n2V2
(T,P konstan)
Volume molal parsial V1 dan V2 dapat dihitung melalui pengukuran densitas
larutan. Untuk pengolahan data dapat digunakan metode grafik yang
diberikan oleh Lewis dan Randall yang menggunakan terminologi volume
molal tampak Øv .
Volume molal tampak didefinikan sebagai:
Øv = V – n1υo/n2
(T,P konstan)
(3)
Dimana V = Volume larutan yang mengandung n1 mol solven dan n2 mol
solut
υo= volume molar solven murni pada T,P yang diberikan
Karena V = n2 Øv + n1 υo
 V 

V2  

n
2

 n1 ,T , P
= Øv + n2 (∂Øv / ∂n2)n1,T,P
V1  V 
dan
(4a)
n2V2
n1
= 1/n1 [n1 υo – n22 (∂Øv / ∂n2)n1,T,P]
20 | J u r u s a n K i m i a
(4b)
Dalam terminologi densitas terukur eksperimental (d) dan Berat
molekuler M1 dan M2 dari 2 komponen, maka:
Øv = 1/n2 ((n1M1 + n2M2)/d – n1 υo )
(5)
Jika digunakan skala konsentrasi molal, n2=m, molalitas, dan n1 sama dengan
jumlah mol solven dalam 1000 gram solven, sehingga:
Øv = 1/m [ (1000 + mM2)/d – 1000/do]
= [1000/mddo (do-d) + M2/d]
(6)
dimana do = densitas solven murni
d = densitas larutan dengan molalitas solut m dengan berat molekul M2
persamaan (6) sangat mudah digunakan untuk perhitungan aktual.
ALAT DAN BAHAN
a. Alat
 Piknometer 25 mL
 Termostat
 Pipet tetes
 Beaker glass 100 ml
 Botol semprot
 Labu ukur 100 ml
 Gelas arloji
 Spatula
 Glass pengaduk
 Pipet ukur 50 ml
 Bola hisap
b. Bahan
 NaCl
 Aquades
 Aseton
21 | J u r u s a n K i m i a
CARA KERJA
1. Buat larutan NaCl dalam air dengan variasi konsentrasi 2%, 4%, 8%, 12%,
16%. Letakkan larutan NaCl pada botol tertutup untuk menghindari
evaporasi.
2. Ambil piknometer, bilas dengan aseton dan keringkan hingga betul-betul
kering.
3. Timbang piknometer kering kosong, catat berat kosongnya.
4. Isilah piknometer dengan aquades hingga kira-kira sampai setengah leher
piknometer, letakkan pada termostat (suhu ruang) kurang lebih 5 menit
(tutup piknometer jangan dipasang dulu).
5. Seteleh didiamkan 5 menit, pasang tutup piknometer ke lehernya (tidak
perlu di tekan kuat-kuat ketika menutupnya).
6. Aquades yang keluar melimpah melalui kapiler yang terdapat pada tutup
segera dibersihkan dengan kertas tissu hingga benar-benar bersih, tapi harus
hati-hati jangan sampai kertas tissu menyerap cairan yang ada dalam kapiler.
7. Timbang piknometer tersebut dan catat berat piknometer + larutan.
8. Ulangi percobaan secara duplo.
9. Lakukan prosedur 2-8 untuk masing-masing larutan NaCl yang telah dibuat.
DATA PENGAMATAN:
Berat piknometer kosong
Volume piknometer
Berat aquades + piknometer
Berat aquades
Densitas solven murni (do)
22 | J u r u s a n K i m i a
= ……… g
= ……… mL
= ……… g
= ……… g
= ……… g/mL
% berat
NaCl
2
4
8
12
16
Berat
piknometer+laruatan
Berat
larutan
Densitas larutan
(d) (g/mL)
PERHITUNGAN:
1. Hitung molalitas tiap-tiap larutan (n2=m) dari prosen beratnya.
2. Volume molal tampak (Øv ) tiap-tiap larutan dihitung menggunakan
persamaan 6.
3. Buat grafik hubungan antara Øv dan m1/2, akan didapatkan grais lurus
dengan metode regresi linear. Kemiringan garis dibagi dengan 2m1/2
merupakan nilai turunan parsial pada pers. (4a) dan (4b).
(∂Øv / ∂m)n1,T,P = 1/(2m1/2) [∂Øv / ∂(m1/2)]n1,T,P
4.
(7)
Masukkan nilai turunan parsial (persamaan 7) ke dalam pers. (4a) dan (4b),
maka akan diperoleh kuantitas volume molal parsial untuk komponen 1 dan
komponen 2 ( V2 dan V1 ).
23 | J u r u s a n K i m i a
PERCOBAAN 5
PENENTUAN TEGANGAN PERMUKAAN CARA CINCIN Du Nouy
TUJUAN PERCOBAAN:
1. Menentukan tegangan permukaan cairan tunggal dan atau larutan
2. Mempelajari pengaruh jenis dan konsentrasi zat terlarut terhadap tegangan
permukaan
DASAR TEORI
Molekul pada permukaan suatu cairan ditarik ke dalam rongga cairan
karena gaya tarik dari molekul-molekul dibawahnya lebih besar daripada tarikan
oleh molekul uap yang ada pada sisi lain permukaan. Gaya resultan pada titik
tertentu permukaan yang arahnya pada bidang tegak lurus terhadap permukaan
bertindak membuat permukaan cairan sekecil mungkin. Besarnya gaya yang
bertindak tegak lurus terhadap suatu unit panjang dari suatu garis pada
permukaan tertentu ini disebut tegangan permukaan.
Pada pengukuran tegangan permukaan menggunakan metoda cincin Du
Nouy, sebuah cincin platinum iridium pada suatu oermukaan cairan disangga
oleh suatu stirrup yang terpasang pada beam timbangan torsi. Cincin diangkat
keatas dari cairan dengan menggerakkan kawat torsi, yang berarti sama dengan
memberikan sebuah gaya yang dapat diketahui dari kalibrasi alat. Untuk sistem
ideal, gaya (f) yang hanya diperlukan untuk memisahkan cincin dari cairan
adalah:
f  2.kelilingci ncin 
 4R
(1)
dimana R = jari-jari rerata cincin
 = tegangan permukaan
Penduakalian perimeter (keliling cincin) 2R berasal dari fakta bahwa di dalam
sistem terdapat dua garis batas antara cairan dan kawat, satu di bagian luar dan
24 | J u r u s a n K i m i a
satu di sisi dalam cincin. Perlakuan ini sesuai untuk cairan yang memiliki sudut
kontak nol, kondisi yang biasa ditemui, dan untuk situasi ideal dimana cincin
memegang lapis tipis cairan berbentuk silindris sebelum lapisan tersebut pecah,
kondisi yang tidak biasanya terjadi.
Sesungguhnya, bentuk dari lapisan cairan yang dipegang oleh cincin
mempengaruhi gaya yang dibutuhkan untuk memecahkannya. Bentuk lapisan ini
R
R3
adalah fungsi dari
dan
, dimana V adalah volume cairan yang dipegang
r
V
dan r adalah jari-jari kawat. Sehingga kemudian tegangan permukaan diberikan
oleh persamaan:
 nyata =  terukur F

f
4R
F
(2)
Dimana f = gaya maksimum yang tercatat pada skala timbangan torsi sebelum
lapisan cairan pecah.
F = faktor koreksi akibat bentuk dari lapisan cairan yang dipegang dan
dimensi cincin.
Faktor ini telah ditentukan secara eksperimental oleh Harkins dan Jordan. Dari
R
R3
sejumlah variasi ekstrim dari
dan
, F bervariasi antara 0,75 dan 1,02.
r
V
Pada kasus umum nilai F mendekati 1.
Faktor koreksi dapat dihitung melalui persamaan empiris sebagai berikut:
F  0,7250 
0,01452 terukur
r
 0,04534  1,679
2
C D  d 
R
Dimana:
r
= jari-jari kawat
R
= jari-jari cincin
C
= keliling cincin
d
= rapat massa fasa diatas antar muka
D
= rapat massa fasa dibawah antar muka
25 | J u r u s a n K i m i a
(3)
 terukur = tegangan permukaan yang diukur pada percobaan
ALAT
1. Tensiometer Du Nouy
2. Beaker glass 250 ml
3. Bola hisap
4. Pipet tetes
6. Cincin platina
7. Piknometer 25 ml
8. Botol semprot
BAHAN
1. Aseton, etanol dan akuades
2. Larutan NaCl 0,1M, 0,5M dan 1M
3. Larutan sabun 0,1%, 0,5% dan 1%
CARA KERJA
KALIBRASI ALAT:
1. Mula-mula lengan torsi dikunci sehingga tidak dapat bergerak
2. Cincin yang sudah dicelup dalam aseton dan dibakar digantung pada
ujung kail dengan pinset, hati-hati jangan sampai cincin terbentur
sehingga sehingga merubah bentuk cincin
3. gunting sepotong kertas dan pasangkan pada cincin logam agar anak
timbangan dapat diletakkan diatasnya.
4. kunci lengan torsi dilepaskan, dan posisi tangan torsi diatur dengan
sekrup kanan (terletak disebelah kanan tensiometer) sehingga garis pada
cermin dan jarum berimpit.
5. Krup dibawah skala depan diputar sehingga skala verner pada skala luar
mulai dari angka nol
6. Kunci kembali lengan torsi
7. Letakkan anak timbangan di atas kertas yang diletakkan pada cincin dan
lepaskan lengan torsi.
8. Skrup kanan diputar sampai garis dan jarum penunjuk pada cermin
berimpit, kunci lengan torsi dan catat skalanya.
26 | J u r u s a n K i m i a
9. Ketelitian alat dapat diperiksa dengan menggunakan rumus:
S
mg
2C
Dimana S = tegangan permukaan nyata tanpa factor koreksi
m = massa beban (g)
g = percepatan gravitasi (9,8 102 cm/det)
C = keliling lingkaran (cm)
PENGUKURAN TEGANGAN PERMUKAAN
1. Celupkan cincin ke dalam aseton dan bakar sebentar pada nyala api
spiritus, gunakan pinset untuk memegang lengan cincin.
2. Gantung cincin pada lengan torsi tensiometer yang telah dikalibrasi.
3. Masukkan cairan yang akan ditentukan tegangan permukaannya ke
dalam beaker glass 50 mL, dan letakkan diatas penyangga cuplikan.
4. Naikkan penyangga sampai cincin tercelup  0,5 cm
5. Bebaskan lengan torsi.
6. Pembacaan dinolkan (pada kedudukan penunjuk dan bayangan berimpit
dengan garis pembanding pada cermin, cincij tepat tercelup).
7. Turunkan penyangga sampai cincin berada pada permukaan cairan
8. Penunjuk dipertahankan tepat pada garis tengan cermin sampai film
pecah dan baca skala gayanya.
DATA PENGAMATAN
Keliling lingkaran luar cincin (C1)
= 6,005 cm
Keliling lingkaran dalam cincin (C2) = 6 cm
d (bj udara)
= 0,001134 g/mL
D = bj larutan
R1/r (jejari cincin luar/jejari kawat) = 53,7936868
R2/r (jejari cincin dalam/jejari kawat) = 53,748
g (percepatan gravitasi)
= 9,8 . 102 cm/det
27 | J u r u s a n K i m i a
KALIBRASI:
Berat beban (g)
10
20
50
100
200
500
Gaya (dyne)
PENGUKURAN TEGANGAN PERMUKAAN
1. Larutan Sabun
Berat piknometer kosong = ………………. g
Volume piknometer
=………………. mL
% sabun
0,1
0,5
1
Gaya (dyne)
Berat pikno +I si (g)
2. Larutan NaCl
Berat piknometer kosong = ………………. g
Volume piknometer
= ………………. mL
[NaCl] M Gaya (dyne)
0,1
0,5
1
28 | J u r u s a n K i m i a
Berat piknometer + Isi (g)
PERCOBAAN 6
KALOR PEMBAKARAN DERET NORMAL ALKOHOL
TUJUAN PERCOBAAN
Percobaan ini bertujuan untuk menentukan kalor pembakaran deret
normal alkohol.
DASAR TEORI
Kalor pembakaran suatu zat adalah kalor yang dibebaskan apabila suatu
zat dibakar sempurna dengan menggunakan oksigen. Dalam hal pembakaran
alkohol dengan oksigen maka akan terjadi pemecahan alcohol membentuk CO2
dan air yang disertai dengan pembebasan kalor. Besarnya kalor yang dibebaskan
dapat ditentukan, misalnya pembakaran metanol, dapat ditunjukkan oleh reaksi
berikut:
2CH3OH (l) + 3O2(g)2 CO2(g) + 4 H2O (l) + energi
Unsur-unsur karbon dan hidrogen, bila teroksidasi akan menghasilkan
CO2 dan air, dan kalor pembentukannya adalah:
H2(g) + ½ O2(g)H2O (l)
C (s) + O2(g)CO2(g)
ΔH = -57,8kkal/mol
ΔH = -94,4kkal/mol
Kalor pembakaran negative berarti bahwa untuk membentuk zat tersebut
disertai dengan pembebasan energy atau kalor. Dengan demikian maka pada
pembakaran alkohol akan banyak dihasilkan energi atau kalor. Deret normal
alcohol adalah deret alkohol yang tidak mempunyai rantai cabang, jadi dengan
kata lain semua alkohol jenis ini adalah alkohol primer yang tidak memiliki
rantai cabang. Sebagai contoh, metanol, etanol, n-propanol dan n-butanol. Makin
panjang rantai karbon makin besar kalor pembakarannya, dengan kenaikan
energi yang sebanding dengan kenaikan panjang rantainya.
29 | J u r u s a n K i m i a
ALAT
a. Beaker gelas 100 ml
b. Termometer
c. Neraca analitik
d. Bunsen spiritus
e. Kaki tiga
f. Kassa
BAHAN
a. n-propanol
b. methanol
c. etanol
d. n-butanol
CARA KERJA
a. Timbang beaker gelas 100 ml, kemudian beaker gelas diisi dengan akuades
sebanyak 50 mL pada suhu kamar dan timbang beaker yang berisi akuades,
sehingga akan diketahui massa akuades (m). Catat suhu kamar (T1) dan
massa akuades (m).
b. Timbang bunsen kosong, kemudian isilah bunsen dengan n-propanol
(sebagai standar) sebanyak 25 ml dan timbang bunsen yang berisi npropanol, sehingga akan diketahui massa n-propanol mula-mula (G1)
c. Nyalakan bunsen spiritus, panaskan beaker glass yang berisi akuades dan
aduk dengan termometer sampai air mendidih. Catat suhu ini (T2).
d. Padamkan bunsen, kemudian bunsen ditimbang kembali. Dari sini akan
diketahui banyaknya n-propanol yang terbakar (G2).
e. Ulangi percobaan di atas dengan mengambil alkohol yang lain, yaitu
metanol, etanol, dan n-butanol. Lakukan secara duplo
30 | J u r u s a n K i m i a
3. Cara Perhitungan
Dengan menggunakan asas Black, diperoleh:
(G/Mr) ΔHc= C.ΔT + m. cair (ΔT)
Keterangan:
- G : massa alkohol yang terbakar (G2 – G1)
- Mr : massa molekul relatif alkohol
- ΔHc : kalor pembakaran alkohol
- C : kapasitas kalor
- m : massa akuades
- cair : kalor jenis air
- ΔT : selisih suhu akuades mula-mula dengan sesudah percobaan
Berdasarkan kalor pembakaran n-propanol yang telah diketahui (ΔHc = 536,0kkal/mol), selanjutnya dapat ditentukan harga kalor pembakaran anggota
deret normal alkohol yang lain.
DataPengamatan:
Massa beaker gelas kosong
Massa beaker gelas + air
Zat
:........................... gram
:........................... gram
Massa Bunsen
kosong (gr)
U1
U2
Propanol
Methanol
Etanol
n-butanol
31 | J u r u s a n K i m i a
Massa bunsen +
zat awal (gr)
U1
U2
Massa bunsen +
zat akhir (gr)
U1
U2
Evaluasi
a. Tuliskan reaksi masing-masing pembakaran!
b. Kapasitas kalor dapat ditentukan dari percobaan dengan larutan standar
propanol, dengan berdasarkan azas Black, yaitu sebesar .........................…
c. Nilai kalor pembakaran metanol, etanol, propanol, dan n-butanol masingmasing dapat diketahui sebagai berikut .........................................................
d. Berdasarkan grafik kalor pembakaran terhadap massa molekul relatif dapat
disimpulkan sebagai berikut ....................................................
32 | J u r u s a n K i m i a
PERCOBAAN 7
PENURUNAN TITIK BEKU LARUTAN
TUJUAN PERCOBAAN
Percobaan ini bertujuan untuk menentukan berat molekul suatu zat
dengan metode penurunan titik beku.
DASAR TEORI
Larutan membeku pada suhu yang lebih rendah dari pelarut murni.
Fenomena ini disebut sebagai penurunan titik beku. Penurunan titik beku larutan
merupakan sifat koligatif larutan yang tergantung pada sejumlah partikel terlarut
dalam larutan. Semakin tinggi konsentrasi larutan, semakin besar pula penurunan
titk bekunya.
Gambar 1. Alur titik beku pelarut murni dan larutan
33 | J u r u s a n K i m i a
Titik beku pelarut murni adalah konstant, tapi titik beku larutan perlahan
menurun. Penurunan ini disebabkan oleh peningkatan konsentrasi zat terlarut.
Zat terlarut dapat berupa zat non-elektrolit dan elektrolit.
Tf = kf . m (non- elektrolit)
Tf = kf . m . i (elektrolit)
g 1000
T f  k f .
.
mr
p
Tf = Tf pelarut – Tf larutan
Konstanta penurunan titik beku molal (ebulioskopi), Kf dapat ditentukan
dengan menggunakan Persamaan :
R T  . Ma
2
Kf 
f
1000 H 
(1)
Sedangkan massa molekul relatif dari zat terlarut dapat dtentukan dengan
menggunakan persamaan :
Mb 
1000 K
f

Gb
T Ga
dengan
Ga
= massa pelarut
Gb
= massa zat Terlarut
m
= molalitas
Ma
= berat molekut pelarut
Mb
= berat molekul zat terlarut
T
= perubahan titik beku
I
= faktor Van’t Hoff
34 | J u r u s a n K i m i a
(2)
ALAT
a. Termostat
b. Stopwatch
c. Pengaduk
d. Piknometer 25 ml
e. Gelas ukur 25 ml
f. Gelas arloji
g. Termometer
h. Botol semprot
i. Pipet tetes
j. Beaker gelas 100 ml
k. Tabung reaksi
l. Pipet ukur 25 ml
m. Bola hisap
n. Spatula
BAHAN
a. Asam asetat glasial
b. Naftalena
c. Zat X (Natrium asetat atau NaCl)
d. Es batu
e. Garam dapur
CARA KERJA
a. Tentukan berat jenis asam asetat glasial dengan menggunakan piknometer
b. 15 mL pelarut (asam asetat) dimasukkan ke dalam tabung reaksi, kemudian
dimasukkan thermostat yang sudah diisi dengan es batu dan garam dapur,
temperatur dicatat setiap 30 detik sampai temperatur konstan, dan diamati
apakah sudah membeku atau belum. Jika belum membeku, dilanjutkan
sampai asam asetat membeku. Catatlah suhu pada saat asam asetat membeku
(T1)
c. Pelarut dicairkan kembali kemudian dan suhunya dinaikkan 5oC selanjutnya
ditambahkan 0,3 gram naftalena dan didinginkan kembali hingga
temperaturnya konstan dan membeku. Catatlah suhu pembekuan naftalena
dalam asam asetat (T2) dan tentukan perubahan suhunya
d. Ulangi percobaan (b) dan (c) dengan menggunakan zat X. Catatlah suhu pada
saat X membeku (T3).
35 | J u r u s a n K i m i a
Suhu
PERHITUNGAN
a. Catatlah perubahan temperatur dan buatlah grafiknya
waktu
b. Hitunglah molalitas dari asam asetat dan natrium asetat (kf asam asetat =
3,9oC kG/mol) (kf naftalena = 6,99oC kG/mol)
c. Hitunglah kf dari zat X
d. Hitunglah mol zat terlarut dan pelarut
e. Hitunglah berat molekul zat secara teoritis dan secara eksperimental
f. Hitunglah persen kesalahan yang diketahui dengan cara
% error 
Nilai Teoritis  Nilai Eksperimental
x 100%
Nilai Teoritis
Pertanyaan untuk dibahas
1. Jelaskan mengapa plot temperatur sebagai fungsi waktu untuk larutan terus
menurun seiring dengan pendinginan bukan rata
2. Jelaskan efek penurunan titik beku terhadap berat melekul
3. Mengapa nilai perubahan suhu antara naftalena dan zat X berebeda
36 | J u r u s a n K i m i a
PERCOBAAN 8
SEL ELEKTROKIMIA: ENERGI BEBAS GIBBS
TUJUAN PERCOBAAN
Menentukan entalpi dan energi bebas Gibbs suatu reaksi dengan
mengukur beda potensial sel elektrokimia.
DASAR TEORI
Sel elektrokimia dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu sel Volta
atau Galvani dan elektrolisis. Perubahan energi yang terjadi dalam kedua sel
adalah berkebalikan. Pada sel Volta terjadi perubahan energi kimia menjadi
energi listrik, sebaliknya pada sel elektrolisis terjadi perubahan energi listrik
menjadi energi kimia. Sel volta terdiri atas elektroda positif dan negatif. Apabila
kedua elektroda dihubungkan akan terjadi beda potensial (electromotive force
cell) yang menyebabkan arus mengalir dari elektroda dengan potensial tinggi
menuju elektroda dengan potensial rendah. Pengukuran beda potensial dapat
dilakukan dengan voltmeter atau potensiometer. Pengukuran secara
potensiometri ternyata lebih valid daripada dengan voltmeter, karena tidak ada
arus listrik yang mengalir dari sel yang diukur. Kutub negatif sel merupakan
elektroda tempat terjadi oksidasi, sebaliknya kutub positif merupakan elektroda
tempat terjadi reduksi. Oleh karena itu aliran elektron terjadi dari elektroda
negatif menuju elektroda positif.
Potensial sel yang diperoleh dari sel Galvani dapat digunakan untuk
menentukan harga tetapan kesetimbangan reaksi dengan menggunakan
persamaan Nernst. Energi reaksi yang terlibat juga dapat dihitung tanpa
menggunakan kalorimeter. Potensial sel dihubungkan dengan koefisien suhu,
∂E/∂T, sehingga akan didapat hubungan antara perubahan energi bebas Gibbs
(∆Go) Perubahan entalpi (∆Ho) reaksi. Pada penelitian ini, potensial sel diukur
pada berbagai suhu sehingga diperoleh koefisien suhu, ∂E/∂T. Koefisien suhu
digunakan untuk menghitung perubahan entalpi dan perubahan entropi.
Perubahan energi bebas Gibbs standar dinyatakan sebagai :
37 | J u r u s a n K i m i a
∆Go= - nFEosel
(1)
o
Selanjutnya, E dapat dihubungkan dengan tetapan kesetimbangan K dari reaksi
redoks. Hubungan antara ΔG dengan ΔGodapat ditulis :
ΔG = ΔGo+ RT ln Q
(2)
-1
-1
dengan R adalah tetapan gas (8,314 J.K mol ), T adalah suhu mutlak reaksi.
Jika ∆G bernilai negatif berarti reaksi berlangsung spontan, jika bernilai positif
berarti reaksi tidak bisa berlangsung spontan. Karena pada saat setimbang, ΔG =
0, dan Q = K, dengan K adalah tetapan kesetimbangan, maka :
ΔGo= - RT ln K
(3)
Persamaan (1) disubstitusikan ke persamaan (3), maka diperoleh :
- nFEosel= - RT ln K
(4)
ALAT
 Multimeter
 Beaker glass 100 ml
 Termometer
 Pipa U
 Gelas ukur 50 ml
 Gelas arloji
 Spatula
 Pengaduk
 Botol semprot
BAHAN
 KCl atau NH4Cl kristal
 CuSO4 1M
 ZnSO4 1M
 FeSO4 1M
 akuades
 es batu
 agar-agar
38 | J u r u s a n K i m i a
CARA KERJA
a. Membuat jembatan garam dari larutan agar-agar yang dicampur dengan KCl
sebanyak 1 gram dalam pipa U. Pipa U diisi dengan larutan agar-agar yang
telah dicampur dengan KCl atau NH4Cl dalam keadaan panas, kemudian
dibiarkan dingin sehingga memadat
b. Masing-masing beaker glass diisi dengan larutan CuSO4, ZnSO4 dan FeSO4
sebanyak 50 ml. Masukkan elektroda logam yang sesuai dengan larutannya,
sebagian saja yang dicelupkan.
c. Menyusun sel volta yang terdiri dari elektroda Cu sebagai kutub positif
(katoda) dengan elektroda lain sebagai kutub negatif (anoda) dan
dihubungkan dengan jembatan garam, sehingga ada 3 sel.
d. Mengukur dan mencatat beda potensial sel dengan multimeter pada berbagai
suhu, yaitu pada suhu 15, 25, 35 dan 45 oC.
LEMBAR KERJA
1. Hasi Pengamatan :
No
Notasi sel
15oC
E sel (V)
25 oC 35 oC
45 oC
1.
2.
2. Perhitungan
a. Buat kurva E terhadap T
b. (∂E/∂T)P =………………………………………………………………….
c. ΔG = ……………………………………………………………………….
d. K = …………………………………………………………………………
3. Pertanyaan untuk dibahas
a. Jelaskan hubungan antara ΔG dengan Eosell dari data yang anda
dapatkan?
b. Jelaskan pengaruh suhu terhadap nilai ΔG dan Eosell ?
c. Jelaskan nilai Eosell terhadap kemajuan reaksi ?
d. Kesimpulan dari percobaan yang saudara lakukan!
39 | J u r u s a n K i m i a
DAFTAR PUSTAKA
Daniels, F., Mathews, J.H., Williams, J.W., Bender, P., Alberty, R.A., 1956,
Experimental Physical Chemistry, McGraw-Hill Book Company,
Inc., New York.
Alberty, R.A. and Daniels F., 1987, Kimia Fisika, Jilid 1, edisi ke 5, alih
bahasa N.M. Surdia, Erlangga, Jakarta.
Joseph W. Long, Journal of Chemical Education, Vol. 59, No. 11,
November, 1982, 933.
40 | J u r u s a n K i m i a
Lampiran
LIMBAH YANG DIHASILKAN DALAM
PRAKTIKUM KIMIA FISIKA I
JUDUL
PRAKTIKUM
Sifat Molal Parsial
Larutan
Keseimbangan dalam
cairan-cairan organik
Kalorimeter Reaksi
Netralisasi
Penentuan tegangan
permukaan cara
cincin due noy
Sifat Molal Parsial
Larutan
Sel Elektrokimia:
Energi Gibbs
41 | J u r u s a n K i m i a
JENIS LIMBAH
KATEGORI WADAH
NaCl
Asam-basa
Putih
1. Campuran HCl, NaOH, pp
2. Campuran HCl, etil asetat,
NaOH, pp
3. Campuran HCl, etil asetat,
etanol, NaOH, pp
4. Campuran HCl, etanol,
asam asetat, NaOH, pp
Asam-basa
Putih
Organik
Hijau
Organik
Hijau
Organik
Hijau
Campuran NaOH dan HCl
Asam-Basa
Putih
Organik
Hijau
Asam-Basa
Putih
Organik
Hijau
Aseton, etanol, pelarut
organik
NaCl
Campuran agar-agar dan KCl