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