MODUL I
JUDUL
“Penurunan Titik Beku Larutan”
TUJUAN
Menentukan konsentrasi suatu larutan berdasarkan titik beku dari percobaan.
Memahami pengaruh konsentrasi terhadap penurunan titik beku larutan
DASAR TEORI
Titik beku larutan ialah temperatur pada saat larutan setimbang dengan pelarut padatnya. Larutan akan membeku pada temperatur lebih rendah dari pelarutnya. Rumus-rumus penemtuan titik beku hanya berlaku apabila pada pembekuan yang memisah pelarut padat.
∆Tf=Kf.(1-k)m
Bila zat padatnya murni, berarti k = 0 sehingga
∆Tf=Kf.m
Bila zat padatnya tak murni, ada dua kemungkinan
Kalau zat padatnya lebih mudah larut dalam pelarut cair, k < 1, jadi 1 - k positif disini terjadi penurunan titik beku.
Kalau zat padatnya lebih mudah larut dalam pelarut padat, k > 1, jadi 1 – k negatif disini terjadi kenaikan titik beku.
(Sukardjo. 2004. Kimia Fisika. Jakarta : Rineka Cipta)
Solut yang tak menguap akan merendahkan tekanan uap larutan. Fenomena ini juga mempengaruhi sifat fisika lain dari larutan, terutama titik beku dan titik didihnya. Titik didih normal adalah suhu di mana tekanan uap dari cairan sama dengan 1 atm. Sedanngkan titik beku normal adalah suhu di mana garis kesetimbangan padat-cair akan berpotongan garis tekanan 1 atm
(Hiskia, Ahmad. 2005. Kimia Larutan. Jakarta : Bumi Aksara.)
Bila suatu zat terlarut yang tidak menguap dilarutkan dalam suatu pelarut, titik beku pelarut berkurang. Berkurangnya ∆Tf ditentukan sebagai :
∆Tf = (RTf2 ln⁡X2)/(∆H peleburan)
Jika ∆Tf tidak besar sekali dan larutan tersebut ideal.
∆H peleburan adalah panas peleburan molar dari pelarut, X2 adalah fraksi mol zat terlarut dan Tf adalah titik beku sebenarnya. Untuk larutan sangat encer dan yang bersifat ideal. Persamaan di atas menjadi lebih sederhana, yaitu :
∆Tf = Kf .m
Keterangan :
∆Tf = penurunan titik beku
Kf = tetapan penurunan titik beku molal atau tetapan krioskopik
m = kemolalan
Di mana Kf adalah konstanta penurunan titik beku dan dinyatakan sebagai :
Kf = (MRT^2)/(∆H lebur 1000)
Di mana M adalah bobot molekul pelarut, dan m adalah molalitas zat terlarut. Dengan bantuan penurunan titik beku, kuantitas seperti bobot molekul zat terlarut, aktivitas dan koefisien Aktivitas, konstanta disosiasi dari elektrolit lemah dan faktor vant hoff dapat ditentukan.
(Dogra, S.K. 2008. Kimia Fisik dan Soal-soal. Jakarta : UI Press).

Jadi dapat disimpulkan bahwa :
Pada tekanan tetap, kenaikan titik didih dan penurunan titik beku suatu larutan encer berbanding lurus dengan konsentrasi massa.
Larutan encer semua zat terlarut yang tidak mengion, dalam pelarut yang sama, dengan konsentrasi molal yang sama, mempunyai titik didih atau titik beku yang sama, pada tekanan yang sama.
Kf dapat diperoleh dari:
Penurunan data termodinamika
Eksperimen
Dari data termodinamika
K = (RT^2)/1000L
Dengan R adalah tetapan Gas, T adalah titik beku atau titik didih pelarut dalam skala Kelvin, dan L adalah kalor perubahan atau kalor penguapan per gram pelarut(Hiskia, Ahmad. 2005. Kimia Larutan. Jakarta : Bumi Aksara)

ALAT DAN BAHAN
Alat
No Alat Gambar Kategori Fungsi
1 Tabung reaksi 1 Untuk mereaksikan zat-zat kimia dalam bentuk larutan
2 Sendok makan 1 Untuk mengambil zat kimia dalam bentuk padatan
3 Gelas kimia
Plastik erlenmeyer 1 Sebagai wadah suatu larutan
4 Batang pengaduk 1 Untuk mengaduk bahan campuran
5 Piet tetes 1 Untuk mengambil larutan dalam jumlah seddikit
6 Gelas ukur 1 Untuk mengukur volume larutan
7 Termometer 1 Untuk mengukur suhu
 
Bahan
No Bahan Kategori Sifat fisik Sifat kimia
1 Aquadest Umum Tidak berwarna, tidak berbau, dan merupakan pelarut yang baik. Ph netral
2 Larutan NaCl Umum Larut dalam air, rasa asin, warna putih keruh dan bentuk larutan Ph netral, merupakan elektrolit kuat karena terionisasi sempurna
3 Garm dapur Umum Mudah larut, rasa asin, larut dalam air Ph netral, elektrolit kuat
4 Larutan urea Umum Titik lebur 1330 – 1360 , panas pembakaran 91,02 105 j/kg Dapat bereaksi dengan formalhidrat
5 Es batu Umum Berupa bongkahan dan mudah cair Tidak berbahaya

PROSEDUR KERJA

 

 
HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
Hasil pengamatan
No Perlakuan Hasil pengamatan
1

2
3

4

5

6

7 Memasukkan butiran-butiran es batu kedalam labu erlenmeyer
Menambahkan 4 sendok makan garam dapur
Menambahkan larutan NaCl (B) sebanyak 5 ml kedalam tabung reaksi
Memasukkan tabung reaksi kedalam campuran pendingin
Mengaduk campuran pendingin sampai larutan dalam tabung reaksi mulai membeku
Mengeluarkan tabung reaksi dari campuran pendingin
Mengukur suhu larutan NaCl B dalam tabung reaksi dengan menggunakan termometer

Campuran es mencair

Tf = -60C
1

2

3

4

5
Menambahkan larutan urea (B) sebanyak 5 ml kedalam tabung reaksi
Memasukkan tabung reaksi kedalam campuran pendingin
Mengaduk campuran pendingin sampai larutan dalam tabung reaksi mulai membeku
Mengeluarkan tabung reaksi dari campuran pendingin
Mengukur suhu larutan urea B dalam tabung reaksi dengan menggunakan termometer

Tf = -40C
1

2

3

4

5 Menambahkan larutan NaCl (A) sebanyak 5 ml kedalam tabung reaksi
Memasukkan tabung reaksi kedalam campuran pendingin
Mengaduk campuran pendingin sampai larutan dalam tabung reaksi mulai membeku
Mengeluarkan tabung reaksi dari campuran pendingin
Mengukur suhu larutan NaCl A dalam tabung reaksi dengan menggunakan termometer

Tf = -20C
1

2

3

4

5

Menambahkan larutan urea (A) sebanyak 5 ml kedalam tabung reaksi
Memasukkan tabung reaksi kedalam campuran pendingin
Mengaduk campuran pendingin sampai larutan dalam tabung reaksi mulai membeku
Mengeluarkan tabung reaksi dari campuran pendingin
Mengukur suhu larutan urea A dalam tabung reaksi dengan menggunakan termometer

Tf = -10C
1

2

3

4

5 Menambahkan larutan aquadest sebanyak 5 ml kedalam tabung reaksi
Memasukkan tabung reaksi kedalam campuran pendingin
Mengaduk campuran pendingin sampai larutan dalam tabung reaksi mulai membeku
Mengeluarkan tabung reaksi dari campuran pendingin
Mengukur suhu larutan aquadest dalam tabung reaksi dengan menggunakan termometer

Tf = 00C

Tf H2O = 00C
No Sampel Tf ∆Tf
NaCl Urea NaCl Urea
1 A -20C -10C 20C 10C
2 B -60C -40C 60C 40C

∆Tf NaCl A = Tf H2O – Tf NaCl A
= 00C – (-20C)
= 20C
∆Tf NaCl B = Tf H2O – Tf NaCl B
= 00C – (-60C)
= 60C
∆Tf urea A = Tf H2O – Tf urea A
= 00C – (-10C)
= 10C
∆Tf urea A = Tf H2O – Tf urea A
= 00C – (-40C)
= 40C
Perhitungan
Tf NaCl A = -20C – (-10C)
= 10C
Tf NaCl B = -60C – (-40C)
= 20C

Tf urea A = 20C - 10C
= 10C
Tf urea B = 60C - 40C
= 100C
∆Tf :
NaCl A
M = (∆Tf )/(kf.i)
M = (2^0 C)/(1,86 .i)
M = (2^0 C)/(1,86 )
M = 1,075
NaCl B
M = (∆Tf )/kf
M = (6^0 C)/1,86
M = 3,2
Urea A
M = (∆Tf )/kf
M = (1^0 C)/1,86
M = 0,54
Urea B
M = (∆Tf )/kf
M = (4^0 C)/(1,86 )
M = 2,2
MNaCl A = α . 1,075
= 1 . 1,075
= 1,1
MNaCl B = β . 3,2
=

Grafik

NaCl

Urea

Hubungan
Ion-ion dalam larutan elektrolit dapat dihasilkan dengan cara
Zat terlarut yang senyawa ion yang misalnya NaCl, kristal NaCl terdiri atas ion Na+ dan Ce-. Jika kristal dilarutkan dalam air maka ikatan antara ion positif dan ion negatif terputus dan on-ion itu akan tersebar dan bergerak bebas didalam larutan
Non elektrolit
Larutan ini tidak dapat menghantarkan listrik dengan baik karena larutan ini tidak terionisassio sempurna. Hal ini sebagai akibat zat terlarut tidak terurai menjadi ion-ion melainkan membentuk molekul-molekul hal ini menentukan bahwa urea merupakan larutan yang tidak terurai merata dan hanya membentuk molekul.

PEMBAHASAN
Keadaan dimana suhu pada p tertentu terjadi perubahabn wujud dari cair ke bentuk padat inilah yang disebut dengan titik beku. Penurunan titik beku larutan tergantung pada jenis zat terlarut tetapi hanya pada konsentrasi partikel dalam larutan. Oleh karena itu penurunan titik beku tergolong sifat koligatif.
Pada percobaan pertama menentukan penurunan titik beku pelarut dalm NaCl. Pada saat butiran es batu dicampur dengan 4 sendok garam dapur maka es mulai mencair hal ini dikarenakan garam mempunyai sifat menurunkan titik leleh dari es batu. Kemudian pada larutan campuran ini dimasukkan tabung reaksi yang berisi sejumlah larutan yang berbeda jenis dan konsentrasi. Hal ini untuk membedakan penurunan titik bekunya. Yang pertama larutan NaCl dengan 2 konsentrasi bebeda dan menghasilkan pada larutan NaCl A -20C dan titik beku NaCl B adalah -60 C. Titik beku ini bebeda karena adanya perbedaan kobsentrasi dari kedua larutan ini, hal ini juga terjadi pada dua larutan urea yang memiliki konsentrasi yang berbeda titik beku untuk urea A adalah -20C urea B -40C. Dan untuk aquadest adalah nol derajat karena titik beku air menurut teori adalah nol drajat celcius. Untuk peredaan titik dari ketiga larutan dipengaruhi oleh jenis zat yang tergolong zat elektrolit dan yang non elektrolit.
KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan bahwa penuruna titik beku dipengaruhi oleh konsentrasi larutan dan sifat dari larutan tersebut
 
Daftar Pustaka
Belajarkimia. 2012. Penyebab titik beku larutan. (On-Line) dapat di akses di http://belajarkimia.com/penyebab-titik-beku-larutan
Dogra, S.K. 2008. Kimia Fisik dan Soal-soal. Jakarta : UI Press
Hiskia, Ahmad. 2005. Kimia Larutan. Jakarta : Bumi Aksara.
Kimia.com. 2012. Penurunan titik beku larutan (On-Line) dapat diakses di http: //Kimia.com/penurunan-titik-beku-larutan
Sukardjo. 2004. Kimia Fisika. Jakarta : Rineka Cipta

 
Tugas pasca praktikum
Bagaimana titik beku masing-masing larutan, dibandingkan titik beku pelarut
Bagaimana pengaruh molalitas urea dan NaCl terhadap :
Titik beku larutan
Penurunan titik beku larutan
Pada molalitas yang sama, bagaimana pengaruh NaCl (zat elektrolit) dibandingkan dengan urea(zat non elektrolit) terhadap penurunan titik beku larutan
Bagaimana hubungan penurunan ttitik beku larutan dengan konsentrasi