PENURUNAN TITIK BEKU PELARUT ASAM ASETAT TERHADAP NATRIUM ASETAT

Dwi Norma Gupitasari, Febhilia Dhita Servanda

Lab.Kimia Fisika Jurusan Kimia Universitas Negeri Semarang

Gedung D8 Lt 2 Sekaran Gunungpati Semarang, Indonesia

gupitachemist@gmail.com, 085640634695

50225

Abstrak

Percobaan penurunan titik beku pelarut asam asetat terhadap natrium asetat bertujuan untuk mengetahui pengaruh adanya zat terlarut nonvolatile terhadap penurunan titik beku pelarut. Selain itu, percobaan ini juga digunakan untuk menentukan besarnya Berat Molekul zat terlarut. Metode yang digunakan adalah metode dengan variasi waktu dan massa. Temperatur asam asetat digunakan sebagai temperatur awal atau temperatur zat pelarut (T_o). Sementara temperatur konstan yang diperoleh dari CH₃COONa pada larutan B, C, D, E, dan F disebut sebagai temperatur akhir atau temperatur zat terlarut (T₁). Analisis yang digunakan pada percobaan ini menggunakan persamaan Roult. Hasilnya semakin besar massa dari zat yang terlarut nonvolatile yang ditambahkan penurunan titik beku Asam Asetat semakin besar. percobaan ini juga menunjukkan bahwa titik beku larutan lebih rendah dari pada titik beku pelarut murni asam asetat. Titik beku larutan pada penambahan akhir diperoleh titik beku Natrium Asetat 0,22^oC. Sementara titik beku pelarut Asam Asetat adalah 0,5 ^oC. Hal ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa titik beku larutan lebih rendah dari pada titik beku pelarutnya. Berdasarkan percobaan Berat Molekul CH₃COONa adalah 81,68 . Sedangkan menurut teoritis Berat Molekul Natrium asetat 82 .

Kata kunci: Asam asetat, Natrium Asetat, Penurunan Titik Beku

Abstract

Experimental freezing point depression solvent acetic acid to sodium acetate aimed to determine the effect of a nonvolatile solute to solvent freezing point depression . In addition ,this experiment also used to determine the weight of the solute molecule . The method used is the method of the variation of time and mass . Temperature of acetic acid is used as the initial temperature or solvent temperature ( T_o) . While the constant temperature obtained from the solution of CH3COONa B, C, D, E , and F is called the final temperature or solute temperature ( T₁ ) . The analysis used in this experiment using the equation Roult . The result of the greater mass of the dissolved nonvolatile substances were added lowering the freezing point of the Acetic Acid . This experiment also showed that the freezing point of the solution is lower than the freezing point of pure solvent acetic acid . Freezing point of the solution at the end of the addition of freezing obtained Sodium Acetate 0.22 oC . While the freezing point of the solvent Acetic Acid is 0.5 oC . This is consistent with the theory that the freezing point of the solution is lower than the freezing point of the solvent . Based on experiments CH3COONa Molecular Weight is 81.68 . Meanwhile, according to theoretical Molecular Weight Sodium acetate 82  .

Keywords : Acetic acid , Freezing Point Depression, Sodium Acetate

Pendahuluan

Larutan dalam senyawa kimia diartikan sebagai suatu campuran homogen yang terdispersi pada spesies kimia dalam skala molekular. Larutan biner merupakan larutan yang terdiri atas dua unsur. Sedangkan larutan tersier (terner) merupakan larutan yang terdiri atas tiga unsur, dan kuartener terdiri atas empat unsur. Larutan mempunyai fase yang berbeda-beda. Larutan dapat berupa gas, cairan, atau padatan. Fase ini mempengaruhi sifat dari zat tersebut. Salah satunya sifat koligatif larutan. 

Ada dua sifat-sifat larutan. Pertama, sifat larutan yang ditentukan dari jenis dan kepekatan (konsentrasi) zat terlarut. Kedua, sifat larutan yang hanya tergantung pada konsentrasi zat terlarut saja tidak tergantung pada jenis larutan. Sifat yang seperti ini disebut sifat koligatif larutan (Purba, 1987).

Dalam sifat koligatif larutan dikenal istilah pelarut dan zat terlarut. Dikatakan sebagai pelarut apabila zat tersebut mempunyai konstituen dengan jumlah yang besar, sedangkan konstituen yang adanya relatif dalam jumlah kecil disebut zat terlarut. Contoh sifat koligatif larutan adalah penurunan titik beku . 

Titik beku larutan adalah temperatur pada saat larutan setimbang dengan pelarut padatnya. Larutan mempunyai titik beku lebih rendah dari titik beku pelarutnya. Alat yang biasa digunakan untuk menentukan nilai dari  adalah alat Beckman (Sukardjo, 2002).

Suhu pada perpotongan garis tekanan tetap pada 1 atm dengan kurva peleburan disebut titik beku. Sedangkan titik didih adalah suhu perpotongan garis tekanan tetap pada 1 atm dengan kurva penguapan. Penurunan titik beku dan peningkatan titik didih, sama halnya seperti penurunan tekanan uap yang sebanding dengan konsentrasi fraksi molnya (Petruci, 1987).

Penurunan titik beku larutan dengan peningkatan titik didih dapat dilihat pada diagram fase dalam pelarut biasa yang ditunjukkan dengan kurva Gambar 1.

Gambar 1. Penurunan titik beku dan peningkatan titik didih larutan dalam pelarut biasa

Suatu zat terlarut yang nonvolatile akan menurunkan titik beku zat pelarutnya. Hal tersebut terjadi karena zat terlarut bersifat sukar menguap, maka pada suhu 0^oC ternyata belum membeku dan tekanan permukaannya lebih kecil dari 1 atm. Sehingga larutan harus dibekukan pada tekanan 1 atm dengan menurunkan suhu larutan. Penurunan titik beku larutan dari titik beku pelarutnya disebut penurunan titik beku () (Dogra, 1894).

Menurut Roult untuk larutan yang sangat encer berlaku:

Dimana

Tf adalah titik beku larutan (^oC)

Kf adalah tetapan penurunan titik beku molal (^oC/mol)

m adalah molalitas larutan (mol.L^-1)

Hukum Roult menyatakan bahwa tekanan uap suatu komponen dalam suatu larutan sama dengan tekanan uap larutan murni dikali dengan fraksi mol komponen yang menguap dalam larutan. Pada temperatur yang sama, larutan memiliki tekanan yang lebih rendah dari pada pelarut murninya. Akibatnya titik beku larutan menjadi lebih rendah jika dibandingkan dengan titik beku pelarut murninya. Air murni pada tekanan 1 atm membeku pada 0oc. Besarnya penurunan titik beku () hanya ditentukan oleh jumlah partikel zat terlarut. Semakin banyak partikel zat terlarut maka semakin besar pula () ( Anshory, 1999).

Metode

Metode yang digunakan dalam percobaan penentuan penurunan titik beku pelarut asam asetat terhadap natrium asetat adalah persiapan bahan dan alat percobaan. Bahan-bahan yang digunakan pada percobaan meliputi larutan asam asetat murni 15 ml, CH₃COONa solid dengan variasi massa. Massa natrium asetat yang digunakan secara berturut-turut 1,0006; 1,0008; 1,0006; 1,0005 dan 1,0004 gram for syn dari Merck. Sedangkan alat-alat yang digunakan meliputi 2 buah Beaker Gelas 50 dan 75 ml pirex made england, 1 buah Labu Ukur 25 ml pirex made england, 2 buah Statif, 2 buah Pengaduk, 2 buah Termometer 100^oC, dan 2 buah Stopwacth.

Perlakuan pertama dalam percobaan ini adalah  15 ml CH₃COOHdiambil kemudian dimasukkan kedalam Beaker Gelas. Sebelum melakukan percobaan utama, terlebih dahulu Termostat disiapkan dengan es dimasukkan ke dalam Termostat yang sudah dibubuhi garam. Hal tersebut dilakukan dengan tujuan supaya es terjaga temperaturnya sehingga tidak mudah mencair. Perlakuan kedua, penurunan titik beku pelarut asetat dilakukan dengan temperatur asam asetat (larutan A) diukur sampai diperoleh temperatur konstan. Artinya, temperatur yang diperoleh tidak berubah sampai waktu berapapun. Temperatur asam asetat ini digunakan sebagai temperatur awal atau temperatur zat pelarut (T_o). Sementara temperatur konstan yang diperoleh dari CH₃COONa pada larutan B, C, D, E, dan F disebut sebagai temperatur akhir atau temperatur zat terlarut (T₁).

Larutan B adalah 1,0006 gram CH₃COONa yang dilarutkan dalam larutan A. Larutan C adalah massa CH₃COONa dari larutan (B+C) sehingga diperoleh 2,0014 gram CH₃COONa yang dilarutkan dalam larutan B. larutan D adalah massa CH₃COONa dari larutan (B+C+D) sehingga diperoleh 3,0020 gram CH₃COONa yang dilarutkan dalam larutan C. Larutan E adalah massa CH₃COONa dari larutan (B+C+D+E) sehingga diperoleh 4,0025 gram CH₃COONa yang dilarutkan dalam larutan D. Perlakuan yang sama juga pada larutan F sehingga pada larutan F sebanyak 5,0029 gram CH₃COONa dilarutkan dalam larutan E.

Perlakuan ketiga, penurunan titik beku zat terlarut natrium asetat terhadap pelarut asam asetat.  CH₃COONa diperoleh dengan temperatur natrium asetat yang larut dalam asam asetat diukur sampai temperatur konstan. Perlakuan ini dilakukan pada setiap larutan baik larutan B, C, D, E, maupun F. Untuk mengolah dan menganalisis data yang diperoleh digunakan rumus persamaan Roult. Sedangkan untuk menghitung Berat Molekul diperoleh dari perhitungan molalitas larutan. Sehingga diperoleh grafik regresi linier mengenai hubungan antara waktu dan temperatur.

Hasil Dan Pembahasan

Hasil dari penentuan titik beku Asam Asetat murni dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Penurunan Titik Beku Asam Asetat Murni pada Temperatur Ruang 27^oC

t (menit)	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Temperatur (oC)	1,4	1,1	0,9	0,8	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5

Berdasarkan tabel diatas dapat dibuat grafik regresi linier hubungan antara penurunan temperatur asam asetat terhadap waktu. Grafik tersebut tersaji pada Gambar 2.

Gambar 2. Grafik T vs t

Sedangkan penurunan titik beku zat terlarut CH₃COONa pada larutan B, C, D, E, dan F dapat dilihat pada Tabel 2,Tabel 3, Tabel 4, Tabel 5 dan Tabel 6.

Tabel 2. Penurunan Titik Beku Zat Terlarut CH₃COONa pada Larutan B

t (menit)	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Temperatur (oC)	1,4	1,3	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2

Titik beku larutan B = 1,2^oC

Penurunan titik beku  pada larutan B

Tabel 3. Penurunan Titik Beku Zat Terlarut CH₃COONa pada Larutan C

t (menit)	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Temperatur (oC)	1,1	0,9	0,8	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7

Titik beku larutan C = 0,7^oC

Penurunan titik beku  pada larutan B

Tabel 4. Penurunan Titik Beku Zat Terlarut CH₃COONa pada Larutan D

t (menit)	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Temperatur (oC)	0,9	0,7	0,6	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5

Titik beku larutan D = 0,5^oC

Penurunan titik beku  pada larutan B

Tabel 5. Penurunan Titik Beku Zat Terlarut CH₃COONa pada Larutan E

t (menit)	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Temperatur (oC)	0,8	0,6	0,5	0,4	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3

Titik beku larutan E = 0,3^oC

Penurunan titik beku  pada larutan B

Tabel 6. Penurunan Titik Beku Zat Terlarut CH₃COONa pada Larutan F

t (menit)	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Temperatur (oC)	0,6	0,4	0,32	0,30	0,22	0,22	0,22	0,22	0,22

Titik beku larutan B = 0,22^oC

Penurunan titik beku  pada larutan B

Berdasarkan tabel penurunan titik beku asam asetat terhadap natrium asetat dapat dibuat grafik hubungan antara temperatur zat terlarut (^oC) dengan waktu (menit). Grafik penurunan natrium asetat dari pelarut asam asetat dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Grafik Penurunan Titik Beku CH₃COONa pada Larutan B, C, D, E, dan F

Pada Tabel 2, 3, 4, 5, dan 6, menunjukkan bahwa semakin besar massa dari zat yang terlarut nonvolatile yang ditambahkan penurunan titik beku Asam Asetat semakin besar atau semakin cepat. Hal ini dipengaruhi oleh faktor molalitas dari larutan yang semakin besar sehingga konsentrasi larutan menjadi semakin besar. Hal ini sesuai dengan persamaan Roult mengenai penurunan titik beku sebagai berikut:

Perubahan temperatur berbanding lurus dengan perubahan titik beku untuk konsentrasi zat terlarut, penurunan titik beku berkaitan dengan besarnya molalitas total dari zat yang terlarut. Maka apabila molalitas total zat terlarut semakin besar penurunan titik beku larutan semakin besar. Pernyataan ini sesuai dengan teori dalam buku Reis pada tahun 1999.

Larutan yang mengandung zat terlarut tak volatil dapat menurunkan titik beku pelarut. Semakin tinggi konsentrasi zat terlarut yang ditambahkan dalam suatu larutan maka semakin besar pula penurunan titik bekunya (Reis, 1999).

Tabel 2,3,4,5, dan 6 juga menunjukkan bahwa titik beku larutan lebih rendah dari pada titik beku pelarut murni. Titik beku larutan pada penambahan akhir yang terdapat pada Tabel 6 diperoleh titik beku Natrium Asetat 0,22^oC. Sementara titik beku pelarut Asam Asetat adalah 0,5 ^oC. Hal ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa titik beku larutan lebih rendah dari pada titik beku pelarutnya.

Dalam sifat koligatif larutan, dinyatakan bahwa titik beku larutan lebih rendah dari pada titik beku pelarut murni. Larutan gula misalnya membeku dibawah temperatur 0^oC. Sementara pelarutnya air membeku pada temperatur 0^oC (Sastrawijaya, 1993).

Berdasarkan perhitungan harga  asam asetat murni pada percobaan dengan menggunakan persamaan Roult merujuk pada Tabel 6, maka diperoleh harga sebesar 0,072 ^oC/m. Harga yang diperoleh pada percobaan berbeda jauh dengan  Asam asetat secara teori. Secara teori  Asam Asetat adalah 3,570 ^oC/m. Perbedaan ini dapat terjadi karena beberapa faktor yang dapat mempengaruhi salah satunya dapat disebabkan oleh kondisi lingkungan yang kurang baik, baik thermostat tempat zat ini dimasukkan maupun pengadukan yang kemungkinan besar belum tercampur secara homogen.

Secara krioskopis, percobaan ini juga digunakan untuk menentukan berat molekul zat yang dilarutkan dalam asam asetat murni. Percobaan yang dilakukan, tidak menentukan berat molekul zat terlarut dalam asam asetat glasial (naftalein) karena dalam percobaan ini tidak mencapurkan zat terlarut CH₃COONa dengan naftalein. Namun langsung mencampurkan CH₃COONa dengan asam asetat murni. Berat molekul zat terlarut Natrium Asetat dapat diperoleh dari hasil bagi antara berat zat terlarut dikali 1000 dikali dengan harga  yang diperoleh dari hasil percobaan dan dibagi dengan penurunan titik beku larutan dikali dengan berat pelarutnya sendiri. Secara matematis, persamaan ini dapat dituliskan:

Berat Molekul zat terlarut yang diperoleh pada percobaan dihitung sebagai berikut:

Sedangkan Berat Molekul zat terlarut CH₃COONa secara teoritis adalah 82 . Sehingga pada percobaan ini kesalahan penentuan Berat Molekul sebesar 0,320 . Perhitungan ini menunjukkan bahwa garam CH₃COONa yang terlarut mempunyai titik beku yang lebih rendah dari pada asam asetat sebagai pelarutnya. Hal ini disebabkan karena titik beku garam dapat menentukan massa molar garam CH₃COONa. Pernyataan ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa pengukuran titik beku dapat digunakan untuk menentukan massa molar zat yang tidak diketahui.

Gejala penurunan titik beku menyebabkan garam yang terlarut dalam air laut memiliki titik beku yang lebih rendah dari pada air laut. Larutan garam yang semakin pekat atau konsentrasinya semakin tinggi memiliki titik beku yang lebih rendah lagi. Pengukuran titik beku sama seperti peningkatan titik didih yang dapat digunakan untuk menentukan massa molar zat yang belum diketahui (Norman, 2001)

Kesimpulan

Penurunan titik beku asam asetat dari zat terlarut CH₃COONa semakin besar Natrium Asetat yang ditambahkan maka semakin besar massa dari zat yang terlarut nonvolatile sehingga penurunan titik beku Asam Asetat semakin besar atau semakin cepat. Sebaliknya semakin kecil massa dari zat terlarut maka molalitas total larutan semakin kecil sehingga penurunan titik beku Asam asetat semakin kecil pula. Selain itu, percobaan ini juga menunjukkan bahwa titik beku larutan lebih rendah dari pada titik beku pelarut murni. Titik beku larutan pada penambahan akhir yang terdapat pada Tabel 6 diperoleh titik beku Natrium Asetat 0,22^oC. Sementara titik beku pelarut Asam Asetat adalah 0,5 ^oC. Hal ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa titik beku larutan lebih rendah dari pada titik beku pelarutnya. Percobaan ini juga menentukan Berat Molekul zat terlarut CH₃COONa. Berdasarkan percobaan Berat Molekul CH₃COONa adalah 81,68 . Sedangkan menurut teoritis Berat Molekul Natrium asetat 82 . Oleh karena itu, percobaan ini dapat dinyatakan valid.

Daftar Pustaka

Anshory, Irfan. 1994. Kimia. Jakarta: Erlangga.

Dogra SK dan S Dogra. 1894. Kimia Fisik dan Soal-soal. Jakarta: UI Press.

Norman. 2001. Prinsip-prinsip Kimia Modern. Jakarta: Erlangga.

Petruci, Ralph. 1987. Kimia Dasar, Prinsip dan Terapan Modern. Jakarta: Erlangga.

Reis. 1999. Sifat-sifat Gas dan Zat Cair. Jakarta: Gramedia.

Sastrawijaya, Tresna. 1993. Kimia Dasar 2. Jakarta: Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.

Sukardjo. 2002. Kimia Fisika. Yogjakarta: Rineka Cipta.