HUKUM RAOULT I. TUJUAN - Memperhatikan pengaruh komposisi terhadap titik didih campuran - Memperlihatkan pengaruh gaya antarmolekul terhadap tekanan uap campuran II. TEORI Suatu larutan dianggap bersifat ideal, karena didasarkan pada kekuatan relative dari gaya tarik-menarik antara molekul solute dengan solventnya. Larutan ideal adalah larutan yang gaya tarik-menarik antara molekul-molekul sama dengan gaya tarik-menarik molekul-molekul dari solute dan solventnya masing-masing. Suatu larutan dikatakan ideal, jika mempunyai ciri-ciri sebagai berikut: 1. Homogen pada seluruh kisaran komposisi dari system, mulai dari fraksi mol nol sampai dengan satu (0<x<1). 2. Pada pembentukan larutan dari komponennya, tidak ada perubahan entalpi ( H campuran = 0), artinya panas larutan sebelum dan sesudah pencampuran adalah sama. 3. Perubahan volume campuran adalah sama dengan nol (V campuran = 0), artinya jumlah volume larutan sebelum dan sesudah pencampuran adalah sama. 4. Memenuhi hukum Raoult. Pada tahun 1880, Raoult mengemukakan sebuah hukum setelah mempelajari tekanan uap larutan. Hukum ini berbunyi : tekanan uap pelarut (P A ) pada permukaan larutan besarnya sama dengan hasil kali tekanan uap pelarut murni (P o A) dengan fraksi mol pelarut di dalam larutan (X A ). Secara matematika, hukum ini dapat ditulis sebagai :
P A = X A. P o A sangat penting untuk mempelajari sifat karakteristik fisik dari larutan seperti menghitung jumlah molekul dan memprediksi massa molar suatu zat (Mr). Untuk larutan yang memiliki, interaksi antar molekul individual ke dua komponen sama dengan interaksi antar molekul dalam tiap komponen. Larutan semacam ini disebut larutan ideal. Tekanan total campuran gas adalah jumlah tekanan parsial masingmasing komponen sesuai hukum raoult. dengan campuran ideal Campuran ideal adalah campuran yang menaati hukum Raoult. Sebenarnya tidak ada campuran yang bisa dibilang ideal. Tapi beberapa campuran larutan kondisinya benar-benar mendekati keadaan yang ideal. Berikut ini adalah contohnya : - Hexana dan heptana - Benzena dan metibenzena - Propan-1-ol dan propan-2-ol Bila zat terlarut juga bersifat mudah menguap (volatil) sehingga tekanan uapnya dapat diukur, maka tekanan uap zat terlarut dapat dicari dengan rumus yang serupa yaitu : P A = X B. P O B Sangat jarang ditemui larutan yang dapat sepenuhnya memenuhi hukum Raoult. Hal ini disebabkan ideal pada larutan berarti interaksi antara semua komponen adalah sama dan ini sukar untuk dipenuhi. Memang, untuk benzena dan toluena dicampur akan membentuk larutan ideal. Hal ini disebabkan kedua molekul memiliki ukuran dan struktur elektron yang serupa. Sebagian besar larutan akan menunjukkan penyimpangan dari hukum Raoult, baik
penyampingan yang bersifat positif atau negatif. Hal ini dapat dilihat pada Gambar berikut ini P total tekanan uap Larutan ideal (Hk. Dalton) (mmhg) P total Fraksi mol (a) Fraksi mol (b) Gambar : (a) Penyimpangan positif hukum Raoult (b) Penyimpangan negatif hukum Raoult Yang dimaksud dengan penyimpangan positif adalah bila tekanan uap total yang sesungguhnya melebihi tekanan uap seperti yang diramalkan hukum Dalton dan biasanya menunjukkan adanya kerusakan ikatan intermolekul dalam sistem. Suatu ikatan intermolekular haruslah dibedakan dengan ikatan intramolekular. Ikatan intermolekular merupakan ikatan antara molekul-molekul, sedangkan ikatan intramolekular merupakan ikatan antara atom-atom dalam suatu molekul. Salah satu contoh penyimpangan positif adalah sistem yang terdiri dari etanol-sikloheksana. Penyimpangan ini diduga karena molekul-molekul sikloheksana merusak ikatan hidrogen yang terdapat pada molekul etanol dimana atom H terikat secara kovalen di dalam sebuah atom, secara bersamaan diikat oleh atom yang bersifat elektronegatif (misalnya oksigen) yang berasal dari molekul lain.
tanda ( ) menyatakan ikatan hidrogen Penyimpangan negatif hukum Raoult biasanya disebabkan terbentuknya ikatan intermoleul antara komponen-komponen yang terdapat dalam sistem. Contoh penyimpangan negatif terdapat dalam sistem asetonkloroform. Apabila kedua jenis cairan ini dicampurkan, akan disebabkan panas yang menunjukkan bahwa terjadi ikatan. Di sini, ikatan intermolekul yang terbentuk juga merupakan ikatan hidrogen. Dalam larutan encer, di mana tidak terbentuk ikatan-ikatan kimia, hukum Raoult akan dipenuhi oleh pelarut, walaupun larutan tidak ideal. Hal ini disebabkan pada larutan encer, sebagian besar sistem terdiri dari molekul-molekul pelarut dan sifat-sifat molekul tadi tidak akan jauh berbeda dari molekul-molekul pelarut murni, tetapi hukum Raoult tidak berlaku bagi zat yang berada dalam larutan encer yang nonideal. Jadi, larutan ideal adalah larutan yang gaya tarik menarik molekulmolekul komponennya sama dengan gaya tarik menarik antara molekul dari masing-masing komponennya. Jadi, bila larutan zat A dan B bersifat ideal, maka gaya tarik antara molekul A dan B, sama dengan gaya tarik antara molekul A dan A atau antara B dan B. Dalam larutan ideal, semua komponen (pelarut dan zat terlarut) mengikuti hukum Raoult pada seluruh selang konsentrasi. Larutan benzena dan toluena adalah larutan ideal. Dalam semua larutan encer yang tak mempunyai interaksi kimia di antara komponen-komponennya, hukum Raoult berlaku bagi pelarut, baik ideal maupun tak ideal. Tetapi hukum Raoult tak berlaku pada zat terlarut pada larutan tak ideal encer. Perbedaan ini bersumber pada kenyataan: molekulmolekul pelarut yang luar biasa banyaknya. Hal ini menyebabkan lingkungan molekul terlarut sangat berbeda dalam lingkungan pelarut murni. Zat terlarut dalam larutan tak ideal encer mengikuti hukum Henry, bukan hukum Raoult.
III. PROSEDUR PERCOBAAN 3.1 Alat dan bahan 3.1.1 Alat : - Alat refluk (labu didih) : alat untuk merefluk sampel - Standar : penyangga alat refluks - Termometer : pengukur suhu - Batu didih : untuk menghindari terjadinya bumping - Hot plate : sebagai alat pemanas - Corong : untuk membantu memasukkan larutan - Gelas ukur 10 ml : untuk meletakkan larutan 3.1.2 Bahan: - kloroform : sebagai zat pelarut atau sampel - Aseton : sebagai zat terlarut atau sampel
3.2 Skema Kerja Dipasang alat refluk Ditambahkan 10 ml kloroform ke dalam labu refluk Setelah suhu konstan ditambahkan 2 ml aseton dan dicatat suhunya Campuran Diulangi penambahan aseton sampai 10 ml Dituangkan campuran ke dalam wadah kosong dan ditutup rapat Dituangkan 10 ml aseton ke dalam labu refluk Campuran Setelah suhu konstan ditambahkan 2 ml kloroform dan dicatat suhunya Diulangi penambahan kloroform sampai 10 ml Hasil
3.3 Skema alat 3 2 1 4 5 Keterangan : 1. Standar dan klem 2. Kondensor 3. Termometer 4. Labu didih (alas bulat) 5. Hot Plate (pemanas)
IV. DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data dan Perhitungan Tabel penambahan aseton CHCl 3 (ml) 10 10 10 10 10 10 Penambahan Kloroform (ml) 0 4 8 12 14 20 Titik didih ( o C) 50 58 59 58 59 59 ᵨCHCl 3 = 1,499 g /ml Mr CHCl 3 = 119,5 g /mol No Penambahan Aseton Titik didih ( o C) (ml) 1. 0 57
2. 3. 4. 5. 6. 4 8 12 14 20 61 61 63 63.5 64
Perhitungan 1. n Kloroform n CHCl 3 a. Sebelum penambahan aseton n Aseton X CHCl 3 X aseton b. Penambahan aseton 4 ml n aseton X CHCl 3 X aseton =
c. Penambahan aseton 8 ml n aseton X CHCl 3 X aseton d. Penambahan aseton 12 ml n aseton X CHCl 3 X aseton.397 mol e. Penambahan Aseton 16 ml n aseton X CHCl 3
X aseton f. Penambahan Aseton 20 ml n aseton X CHCl 3 X aseton.523 mol 2. Aseton n aseton a. Sebelum penambahan Kloroform n kloroform X aseton
X kloroform b. Penambahan 4 ml Kloroform n kloroform X aseton X kloroform c. Penambahan 8 ml Kloroform n kloroform l X aseton X kloroform
d. Penambahan 12 ml Kloroform n kloroform X aseton X kloroform e. Penambahan Kloroform 16 ml n kloroform X aseton X kloroform f. Penambahan Kloroform 20 ml n kloroform X aseton
X kloroform Tekanan Uap Campuran 1. P o CHCl 3 = 293 mmhg 2. P o Aseton = 344.5 mmhg 3. P CHCl 3 = X CHCl 3 x P o CHCl 3 4. P Aseton = X Aseton x P o Aseton 5. P Campuran = P CHCl 3 + P Aseton 20 ml CHCl 3 + Aseton V CHCl3 V Aseton X CHCl3 X Aseton P CHCl3 P Aseton P Campuran ml ml (mmhg) (mmhg) (mmhg) 20 0 1 0 293 0 293 20 4 0.821 0.179 240.553 61.6655 302.2185 20 8 0.697 0.303 204.221 104.3835 308.6045 20 12 0.603 0.397 176.679 136.7665 313.4455 20 16 0.533 0.467 156.169 160.8815 317.0505 20 20 0.477 0.523 139.761 180.1735 319.9345 20 ml Aseton + CHCl 3 V Aseton V CHCL3 X Aseton X CHCl3 P Aseton P CHCl3 P Campuran ml ml (mmhg) (mmhg) (mmhg) 20 0 1 0 344.5 0 344.5 20 4 0.847 0.153 291.7915 44.829 336.6205 20 8 0.733 0.267 252.5185 78.231 330.7495
20 12 0.646 0.354 222.547 103.722 326.269 20 16 0.579 0.421 199.4655 123.353 322.8185 20 20 0.523 0.477 180.1735 139.761 319.9345
4.2 Pembahasan Pada praktikum kali ini, dari campuran yang digunakan dalam praktikum ini yaitu campuran kloroform dengan aseton, dapat diketahui bahwa campuran kloroform dan aseton merupakan campuran yang tidak ideal karena interaksi antar molekulnya tidaklah sama. Dan penyimpangan yang terjadi adalah penyimpangan negative karena terjadinya perubahan panas secara berangsur-angsur yang memperlihatkan bahwa larutan dalam keadaan berenergi rendah. Selain, itu, dari perhitungan yang telah dilakukan, makin besar komposisi yang diberikan pada suatu larutan maka fraksi molnya akan makin kecil. Hal ini menunjukkan bahwa hubungan fraksi mol dan komposisi berbanding terbalik sedangkan suhu meningkat dengan penambahan jumlah zat terlarut. Adapun hubungan tekanan uap dengan titik didih, bila sebuah larutan memiliki tekanan uap yang tinggi pada suatu suhu berarti gaya antar molekul yang berada dalam larutan tersebut mudah melepaskan diri dari permukaan larutan yang juga dipengaruhi zat terlarutnya, karena dengan semakin banyaknya molekul zat terlarut dalam suatu larutan akan mengurangi jumlah molekul pelarutnya sehingga jumlah pelarut yang bisa lepas dari larutan akan lebih sedikit dibandingkan dengan larutan murninya. Semakin besar konsentrasi zat terlarut maka tekanan uap larutannya akan semakin kecil mengingat jumlah molekul pelarut persatuan volumenya juga semakin berkurang. Menurut literatur tertinggi akan tercapai pada saat volume larutan memiliki perbandingan yang sama, itu terbukti pada saat volumenya sama yaitu pada saat penambahan 20 ml. Titik didih tertinggi campuran yaitu sama-sama 64 o C. Pada percobaan ini terjadi reaksi eksoterm yaitu pelepasan kalor oleh sistem. Pada setiap penamabahan aseton maupun kloroform seharusnya terjadi kenaikan titik
didih akan tetapi akan tetapi pada saat penambahan penambahan kloroform 8 ml dan 12 ml terjadi ketetapan suhu yaitu 62 o C. Hal ini dapat disebabkan karena gaya tarik antara molekul-molekul kloroform dan aseton yang semakin kuat ketika hampir mendekati titik kesetimbangan volume antara aseton dan kloroform. Selain, itu, dari perhitungan yang telah dilakukan, makin besar komposisi yang diberikan pada suatu larutan maka fraksi molnya akan makin kecil. Hal ini menunjukkan bahwa hubungan fraksi mol dan komposisi berbanding terbalik sedangkan suhu meningkat dengan penambahan jumlah zat terlarut. Adapun hubungan tekanan uap dengan titik didih, bila sebuah larutan memiliki tekanan uap yang tinggi pada suatu suhu berarti gaya antar molekul yang berada dalam larutan tersebut mudah melepaskan diri dari permukaan larutan yang juga dipengaruhi zat terlarutnya, karena dengan semakin banyaknya molekul zat terlarut dalam suatu larutan akan mengurangi jumlah molekul pelarutnya sehingga jumlah pelarut yang bisa lepas dari larutan akan lebih sedikit dibandingkan dengan larutan murninya. Semakin besar konsentrasi zat terlarut maka tekanan uap larutannya akan semakin kecil mengingat jumlah molekul pelarut persatuan volumenya juga semakin berkurang.
V. Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan Setelah dilakukan praktikum mengenai hukum Raoult, dapat ditarik beberapa kesimpulan: Titik didih larutan berbanding lurus dengan komposisi Fraksi mol berbanding terbalik dengan komposisi Tekanan uap berbanding terbalik dengan komposisi Campuran kloroform dan aseton adalah campuran nonideal Penyimpangan yang tejadi adalah penyimpangan negatif 5.2 Saran Berhati-hati dalam praktikum karena zat yang digunakan adalah kloroform Jangan lupa membawa masker Jangan lupa membawa bola isap untuk pipet gondok Perhatikan dengan seksama perubahan suhu, karena perubahan suhu kecil Letakkan labu tepat di tengah hot plate agar pemanasan berlangsung cepat
JAWABAN PERTANYAAN 1. Campuran kloroform dan aseton merupakan campuran nonideal dan penyimpangan yang terjadi adalah penyimpangan negatif karena adanya perubahan panas secara berangsur-angsur dalam proses pelarutan yang menunjukkan larutan berada pada keadaan berenergi rendah. 2. Ideal berarti daya tarik dan tolak dapat diabaikan antara sesama pelarut, sesama zat terlarut maupun antar pelarut dengan zat terlarut. Rumus Struktur 2-propanol OH H CH C CH H H H H
DAFTAR PUSTAKA Atkins, P. W. 1997. Kimia Fisika II. Edisi IV. Jakarta: Erlangga. Dogra, S. 1990. Kimia Fisika dan Soal-soal. Jakarta: Erlangga. Staf Pengajar Kimia UNAND. 2004. Penuntun Praktikum Kimia Fisika I. Padang: UNAND. www.annisanfushie s Weblog. blogspot.com /.htm www.scribd.com /