Variasi Kontinu

VARIASI KONTINYU

Mayang Ocktaviandini

113020066

Rika Ayustika

ABSTRACT

Chemistryis a science based on experiments, by studying the science of chemistry one can write the formula of a chemical compound such as barium sulafat(BaSO4), silver chloride(AgCl), silver khromat (AgCrO4).

Purpose of conducting chemical reactions experiment was to determine the out come of the experiments of chemical reactions in addition to praktikan can easily write down the formula of a compound and study the stoichiometry.

NaOH and CuSO4 system is the maximum points available at point 0.5 in 2.25 ° C temperature change, while there is a minimum point at point 5 on the change of temperature 0oC. While the maximum point of NaOH and HCl contained in point 0.5 in 6oC temperature changes, there is a minimum point at point 5 on 1.5 ° C temperature change. The maximum and minimum point is influenced by comparison with CuSO4 mmol NaOH or NaOH and HCl. In CuSO4-NaOH system has a maximum point at the coordinate (0.5, 2.25) and the minimum point at coordinates (5, 0) whereas the NaOH-HCl system at the maximum point of coordinates (0.5, 6) and the minimum point at coordinates (5, 1.5 ).

PENDAHULUAN

LatarBelakang

       Ilmu kimia adalah ilmu yang berdasarkan percobaan, dengan mempelajari ilmu kimia seseorang dapat menuliskan rumus dari suatu senyawa kimia misalnya barium sulfat (BaSO₄), perak klorida (AgCl), perak khromat (AgCrO₄). Selain dapat menuliskan rumus senyawa tersebut, tentu saja harus membuktikan melalui eksperimen. Dalam percobaan ini, praktikan akan memepelajari salah satu cara yang sangat mudah untuk mempelajari stoikiometri beberapa reaksi.

       Dasar dari percobaan ini ialah metode variasi kontinyu. Dalam metode ini akan dilakukan sederet pengamatan yang kuantitas molarnya sama tetapi kuantitas pereaksinya berubah-ubah (bervariasi). Salah satu sifat fisika tertentu dipilih untuk diamati seperti, massa, volume, suhu, atau daya serap. Oleh karena itu kuantitas pereaksi berlainan, perubahan harga sifat fisika dari sistem ini dapat digunakan untuk meramalkan stoikiometri

sistem.

       Bila digambarkan grafik aluran sifat fisika yang diamati (diukur) yang terdapat kuantitas pereaksinya, maka akan diperoleh suatu titik maksimum dan minimum yang sesuai dengan titik stoikiometri seistem, yaitu yang menyatakan perbandingan pereaksi-pereaksi dalam senyawa.

Tujuan Percobaan

Tujuan melakukan percobaan reaksi-reaksi kimia adalah untuk menentukan hasil reaksi kimia dari percobaan selain itu agar praktikan dapat dengan mudah menuliskan rumus dari suatu senyawa dan mempelajari stoikiometri.

Prinsip Percobaan

Prinsip dari percobaan ini adalah berdasarkan metode variasi kontinyu, dimana dalam metode ini dilakukan sederet pengamatan kwantitas molar totalnya sama. Tapi masing-masing kwantitas pereaksi berubah-ubah. Salah satu sifat fisika dipilih diperiksa sperti,  massa, volume, suhu, dan daya serap. Oleh karena itu kuantitas pereaksi berlainan, perubahan haraga sifat fisika dari sistem ini dapat digunakan untuk meramalkan stoikiometri sistem.

TINJAUAN PUSTAKA

Pengertian Variasi Kontinyu

Variasi kontinyu adalah metode untuk memudahkan belajar stoikiometri. Stoikiometri merupakan bidang kimia yang mempelajari aspek kuantitatif unsur dalam suatu senyawa atau reaksi. Stoikiometri berasal dari bahasa Yunani, yaitu stoicheon yang berarti unsur dan metrain yang artinya mengukur. Dengan kata lain stoikiometri adalah perhitungan yang menyangkut hubungan kuantitatif zat yang terlibat dalam reaksi.

Dasar  yang digunakan pada percobaan ini adalah metode  JOB  atau metode variasi kontinyu,  dalam metode ini dilakukan pengamatan  yang  kuantitas pereaksinya berubah-ubah atau bervariasi.

Hukum – Hukum Variasi Kontinyu

Terdapat beberapa hukum dasar dalam variasi kontinyu, yaitu:

1.        Hukum kekekalan massa (Lavoisier)

Lavoisier mengemukakan, ‘Massa sebelum dan sesudah bereaksi adalah sama’. Hukum kekekalan massa dalam versi modern adalah ‘Dalam reaksi kimia tidak dapat dideteksi perubahan massa’.

2.        Hukum perbandingan tetap

Berdasarkan percobaan, proust merumuskan pernyataan ‘Pada suatu reaksi kimia, massa zat yang bereaksi denga sejumlah tertentu zat lain selalu tetap’ atau ‘Suatu senyawa selalu terdiri atas unsur-unsur yang sama dengan perbandingan massa yang tetap’. Rumusan yang pertama berlaku untuk semua reaksi kimia, sedangkan yang kedua untuk senyawa, baik berupa padat, cair, ataupun gas.

3.        Hukum perbandingan berganda

Hukum perbandingan berganda dikemukakan oleh John Dalton, yaitu ‘Bila dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa, maka perbandingan massa unsur yang bersenyawa dengan unsur lain yang tertentu massanya, merupakan bilangan bulat dan sederhan’.

Sampai saat ini hukum tersebut masih dapat diterima, tetapi perlu dikoreksi mengenai bilangan sederhana. Jika perbandingan itu bilangan sederhana (1, 2, 3, 4, dan 5) berarti rumus senyawa juga sederhana, seperti H₂O, CO₂, dan H₂SO₄. Akan tetapi kini ditemukan senyawa dengan bilangan besar, seperti C₁₂H₂₂O₁₁ (sukrosa) dan C₂₀H₃₂O₂ (asam arakidonat)

4.        Hukum penyatuan volume (Gay Lussac)

Gay lussac mengemukakan tentang ‘Volume gas-gas yang terlibat dalam suatu reaksi kimia pada suhu dan tekanan yang sama berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana.’

5.        Hukum Avogadro

Avogadro sangat tertarik memepelajari sifat gas dan membuat dugaan sementara yang disebut hipotesa Avogadro, ‘Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas yang volumenya sama mempunyai jumlah molekul yang sama.’

6.        Hukum Dulong dan Petit

Setelah para ahli meyakini bahwa materi terdiri dari atom-atom yang mempunya massa dan ukuran tertentu, diduga ada hubungan antara sifat atom dengan massanya. Pada tahun 1819 Piere Dulong dan Alexis Petit menyelidiki kalor jenis beberapa unsur logam. Kalor jenis adalah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu satu gram zat sebesar satu derajat celsius (kal g^-der^-). Ternyata atom yang berat mempunyai kalor jenis lebih kecil, karena makin berat suatu atom makin besar energi yang diperlukan untuk menggerakanya. Berdasarkan hal ini Dulong dan Petit menduga bahwa ada hubungan antara massa dengan kalor jenisnya. Untuk beberapa unsur mereka temukan hasil kali antara kalor jenis dan massa atom relatif adalah sekitar enam.

Kalor jenis x massa atom ≡ 6. Kemudian Dulong dan Petit menyatakan bahwa hubungan ini berlaku umum untuk semua unsur, dam akhirnya disebut hukum Dulong dan Petit. Mereka menyatakan bahwa hukum ini dapat dipakai untuk mengoreksi massa atom unsur yang telah atau yang belum diketahui. Hukum ini hanya cocok pada unsur berat, tetapi tidak untuk unsur ringan seperti berilium dan karbon.

Konsentrasi Molaritas

Dalam ilmu kimia, molaritas (disingkat M) salah satu ukuran konsentrasi larutan. Molaritas suatu larutan menyatakan jumlah mol suatu zat per liter larutan. Misalnya 1.0 liter larutan mengandung 0.5 mol senyawa X, maka larutan ini disebut larutan 0.5 molar (0.5 M). Umumnya konsentrasi larutan berair encer dinyatakan dalam satuan molar.

Keuntungan menggunakan satuan molar adalah kemudahan perhitungan dalam stoikiometri, karena konsentrasi dinyatakan dalam jumlah mol (sebanding dengan jumlah partikel yang sebenarnya).

Kerugian dari penggunaan satuan ini adalah ketidak tepatan dalam pengukuran volum. Selain itu, volum suatu cairan berubah sesuai temperatur,  sehingga molaritas larutan dapat berubah tanpa menambahkan atau mengurangi zat apapun. Selain itu, pada larutan yang tidak begitu encer, volume molar dari zat itu sendiri merupakan fungsi dari konsentrasi, sehingga hubungan molaritas-konsentrasi tidaklah linear.

Salah satu cara yang sangat berguna dalam menyatakan konsentrasi adalah dalam mol perliter atau molaritas. Suatu reaksi dalam larutan disebut konsentrasi molar atau molaritas dengan simbol M dan dinyatakan sebagai jumlah mol suatu solute dalam larutan dibagi dengan volume larutan yang ditentukan dalam liter. Solut dalam larutan dibagi dengan volume larutan yang ditentukan dalam liter. Untuk penggunaan molaritas, kita harus mempelajari hubungan mol suatu solute dengan volume larutan

Kemolaran suatu zat adalah jumlah mol zat tiap liter larutan. Dirumuskan sebagai berikut:

M = mol zat terlarut

Liter larutan

Massa Atom Relatif (Ar) dan Massa MolekulRelatif (Mr)

Berdasarkan perhitungan para ahli, atom Hidrogen memiliki massa 1,67 x 10 ^-27 Kg. Untuk membandingkan massa atom yang berbeda-beda, para ahli menggunakan skala massa atom relatif dengan lambang (Ar). Para ahli juga menggunakan isotop karbon C-12, sebagai standar dengan massa atom relatif sebesar 12.

Contohnya: massa atom rata-rata Oksigen 1,33 kali lebih besar daripada massa atom karbon – 12. Maka Ar O sama dengan 1,33 dikali Ar C-12 menghasilkan 15,96. Dengan ditetapkannya massa atom relatif karbon – 12 sebesar 12,000, maka satuan massa atom relatif adalah 1/12 dikali massa atom C-12. Massa atom relatif dirumuskan sebagai berikut:

Massa molekul unsur atau senyawa dinyatakan oleh massa molekul (Mr). Massa molekul relatif adalah perbandingan massa molekul unsur atau senyawa terhadap 1/12 dikali massa atom C-12. Massa molekul relatif dirumusukan sebagai berikut:

RumusSenyawa

Dalam kimia dikenal tiga macam rumus yaitu rumus empiris (RE), rumus molekul (RM), dan struktur molekul. Rumus empiris menyatakan perbandingan atom unsur dalam senyawa. Contohnya dalam etana terdapat karbon dan hidrogen dengan perbandingan atomnya 1:3, sedangkan glukosa mengandung karbon, oksigen, dan hidrogen dengan perbandingan 1:2:1.  Dengan demikian RE kedua senyawa adalah (CH₃)n dari RE etana dan (CH₂O)n dari RE glukosa.

Rumus molekul menyatakan baik jenis maupun jumlah atom yang terdapat dalam satu molekul. Kembali ke contoh etana dan glukosa di atas. Etana dan glukosa mempunyai n masing-masing 2 dan 6, sehingga RM-nya adalah C₂H₆ dan glukosa C₆H₁₂O₆.

Struktur molekul yang menggambarkan molekul suatu senyawa secara lengkap. Dalam rumus ini diperlihatkan semua atom baik jenis dan jumlahnya maupun posisinya dalam ruang, misalnya CH₄ dan NH₃. Digambarkan sebagai berikut:

	H ǀ
H -	C -	H	H -	N -	H
	ǀ H			ǀ H

KonsepMol

1 mol adalah satuan bilangan kimia yang jumlah atom-atomnya atau molekul-molekulnya sebesar bilangan Avogadro dan massanya = M_r  senyawaitu.
Jika bilangan Avogadro = L maka :

L = 6.023 x 1023

1 mol atom  sama dengan L buah atom, massanya sama dengan A_r atom tersebut.
1 mol molekul sama dengan L buah molekul massanya sama dengan M_r molekul tersehut.Massa 1 mol zat disebut sebagai massa molar zat.

METODELOGI PERCOBAAN

Alat yang Digunakan

Alat- alat yang digunakan pada percobaan variasi kontinyu adalah termometer, gelas kimia, bola hisap, gelasukur, pipet volumetrik, dan batang pengaduk.

Bahan yang Digunakan

Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan variasi kontinyu adalah NaOH 1M, HCl 1M dan CuSO₄ 1M.

MetodePercobaan

Stoikiometri asam-basa

Kedalam gelas piala masukan berturut-turut 5, 10, 15, 20, dan 25ml NaOH 1M. Kemudian catat temperatur awal (Tm). Kemudian lakukan hal yang sama dengan mengganti NaOH dengan HCl.

Setelah kedua zat di campurkan, catat dan amati perubahan temperatur yang terjadi sebagai temperatur akshir (Ta), dimana perubahan temperatur (ΔT) yaitu selisih dari Ta dengan Tm. Setelah ΔT didapat kemudian buatlah grafik antara ΔT (sumbu Y) dan volume asam atau basa (sumbu X). Lakukan percobaan yang sama terhadap NaOH dan CuSO₄.

Setelah kedua zat di campurkan, catat dan amati perubahan temperatur yang terjadi sebagai temperatur akshir (Ta), dimana perubahan temperatur (ΔT) yaitu selisih dari Ta dengan Tm. Setelah ΔT didapat kemudian buatlah grafik antara ΔT (sumbu Y) dan volume asam atau basa (sumbu X).

HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

Hasil pengamatan yang didapat dari percobaan variasi kontinyu yaitu sebagai berikut:

Tabel 1. Hasil Pengamatan sistem NaOH- CuSO₄

NaOH (ml)	CuSO4 (ml)	TM	TA	ΔT	Mmol NaOH	Mmol CuSO4	Mmol NaOH Mmol CuSO4
25	5	29	29	0	25	5	5
20	10	28,25	29,5	1,25	20	10	2
15	15	29	30	1	15	15	1
10	20	28,25	30,5	2,25	10	20	0,5
5	25	29,25	29,5	0,25	5	25	0,2

(Sumber: meja 9, kelompok C, 2011)

Tabel 2. Hasil Pengamatan NaOH-HCl

(Sumber: meja 9, kelompok C, 2011)

NaOH (ml)	HCl (ml)	TM	TA	ΔT	Mmol NaOH	Mmol HCl	Mmol NaOH Mmol HCl
5	25	25,75	30	4,25	5	25	0,2
10	20	26	32	6	10	20	0,5
15	15	27	30	3	15	15	1
20	10	26,5	29	2,5	20	10	2
25	5	26,5	27	1,5	25	5	5

Grafik 1. Hasil Pengamatan NaOH– CuSO₄

Grafik 1. Hasil Pengamatan NaOH–HCl

Variasi kontinyu adalah cabang ilmu kimia yang memperlajari kuantitatif dari komposisi zat-zat kimia dan reaksi-reski kimia. Variasi kontinyu merupakan metode untuk mempermudah kita mempelajari stoikiometri sistem. Stoikiometri adalah perhitungan yang menyangkut hubungan kuantitatif zat yang terlibat dalam reaksi kimia.

mmol NaOH / CuSO44

Percobaan dari sistem NaOH-CuSO₄ didapatkan hasil yaitu, pada larutan NaOH 1M yang volumenya berturut-turut 25, 20, 15, 10, dan 5 ml dengan larutan CuSO₄ yang volumenya berturut-turut 5, 10, 15, 20, dan 25 ml memiliki temperatur awal (TM) berturut-turut 29^oC, 28,25^oC, 29^oC, 28,25^oC,  dan 29,25^oC. Setelah kedua larutan dicampur dan diukur temperaturnya sebagai temperatur akhir didapat TA secara berturut-turut 29^oC, 29,5^oC, 30^oC, 30,5^oC, dan 29,5^oC. Setelah itu dicatat perubahan suhu yang terjadi pada kedua campuran larutan tersebut, didapat T secara berturut-turut, 0^oC, 1,25^oC, 1^oC, 2,25^oC, dan 0,25^oC. Mmol NaOH secara berturut-turut yaitu, 25, 20, 15, 10, dan 5 mmol. Mmol CuSO₄ secara berturut-turut, 5, 10, 15, 20, dan 25 mmol. Perbandingan antara kedua mmol campuran tersebut secara berturut-turut yaitu, 5, 2, 1, 0,5, dan 0,2 mmol.

Dari percobaan diatas, praktikan dapat mengetahui titik maksimum dan titik minimum suatu hasil reaksi. Titik maksimum menyatakan dimana suatu larutan tepat bereaksi bila kedua larutan itu dicampurkan. Titik minimum menyatakan dimana suatu larutan tepat habis bereaksi. Pada sistem NaOH-CuSO₄ memiliki titik maksimum di kordinat (0.5 , 2.25) dan titik minimum di kordinat (5 , 0) sedangkan pada sistem NaOH-HCl titik maksimum berada di kordinat (0.5 , 6) dan titik minimum di kordinat (5 , 1.5).

Percobaan yang telah dilakukan oleh praktikan masih terdapat kesalahan. Faktor kesalahannya yaitu dalam melakukan percobaan praktikan kurang sigap dan kurang cekatan sehingga waktu kurang efisien. Selain itu terdapat kesalahan dalam menggunakan termometer, Yakni termometer menyentuh dasar gelas kimia sehingga mempengaruhi pengukuran temperatur dari larutan yang diukur.       

Terdapat beberapa jenis stoikiometri diantaranya, stoikiometri larutan, stoikiometri gas, stoikiometri redoks, stoikiometri reaksi, dan stoikiometri ion. Stoikiometri ion adalah perhitungan yang menyangkut hubungan kuantitatif zat-zat berupa ion yang terlibat dalam reaksi kimia. Stoikiometri reaksi adalah perubahan yang terjadi pada suatu campuran antara dua atau lebih dari suatu zat (interaksi antara dua atau lebih pereaksi dan menghasilkan suatu produk reaksi). Stoikiometri gas adalah suatu bentuk khusus dimana reaktan dan produk seluruhnya berupa gas, dalam kasus ini koefisien zat menyatakan perbandingan volume zat-zat yang terlibat.

Titik stoikiometri adalah perbandingan antara volume zat yang bereaksi dalam larutan.

Fungsi dari percobaan variasi kontinyu adalah untuk menentukan hasil reaksi, menuliskan rumus senyawa, dan mempelajari stoikiometri sistem.

Aplikasi di bidang pangan yaitu untuk mengukur dan menghitung suhu dari tiap larutan dan dapat dengan mudah menuliskan suatu rumus senyawa dengan data eksperimen. Selain itu kita dapat mengetahui bagaimana pereaksi penyusun bahan pangan berubah bila kuantitas pereaksi bahan pangan tersebut diganti.

Persamaan reaksi didapat dari hasil percobaan sistem NaOH-CuSO₄ dan sistem NaOH-HCl dapat dituliskan sebagai berikut:

NaOH + CuSO4à Na2SO4 + Cu(OH)2 NaOH + HCl     à NaCl + H2O

 

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan yang didapat dari percobaan variasi kontinyu yaitu reaksi antara zat-zat dengan molaritas yang sama tetapi volume berbeda menghasilkan suhu yang berbeda. Sistem NaOH dan CuSO₄ adalah titik maksimumnya terdapat di titik 0,5 pada perubahan temperatur 2,25^oC, sementara titik minimumnya terdapat di titik 5 pada perubahan temperatur 0^oC. Sedangkan titik maksimum NaOH dan HCl terdapat di titik 0,5 pada perubahan temperatur 6^oC, titik minimun terdapat di titik 5 pada perubahan temperatur 1,5^oC. Titik maksimum dan minimum dipengaruhi oleh perbandingan mmol NaOH dengan CuSO₄ atau NaOH dan HCl. Pada system NaOH-CuSO₄ memiliki titik maksimum di kordinat (0.5 , 2.25) dan titik minimum di kordinat (5 , 0) sedangkan pada system NaOH-HCl titik maksimum berada di kordinat (0.5 , 6) dan titik minimum di kordinat (5 , 1.5).

Saran yang dapat diberikan yaitu diharapkan kepada praktikan agar benar-benar memahami tentang prosedur percobaan variasi kontinyu. Diharapkan juga praktikan harus benar-benar teliti dalam mengukur temperatur ataupun dalam perhitungannya. Pemakaian pipet volumetrik dan juga termometer harus benar-benar diperhatikan agar hasil akhir tidak salah. Dianjurkan untuk tidak memegang termometer saat sedang melakukan pengukuran suhu agar temperatur badan tidak ikut mempengaruhi pengukuran temperatur dari larutan yang sedang dihitung.

DAFTAR PUSTAKA

Brady. E. J. 1999. Kimia Universitas Asas dan  Struktur. Bina Aksara. Jakarta..

Sahri. 2010. Konsep Mol.  www.sahri.ohlog.com. Diakses: 23 Oktober 2011

Tupamahu dan Achmad. H. 1988. Stoikiometri Energetika Kimia. ITB. Bandung