LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA PENERAPAN SIFAT KOLIGATIF PADA PEMBUATAN ES KRIM

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA

Penerapan Sifat Koligatif Pada

Pembuatan Es Krim

A.   Tujuan

Mengetahui aplikasi sifat koligatif larutan pada proses pembuatan es krim.

B.    Dasar Teori

A.    Sifat Koligatif Larutan

Larutan merupakan campuran homogen antara dua atau lebih zat. Adanya interaksi antara zat terlarut dan pelarut dapat berakibat terjadinya perubahan sifat fisis dari komponen-komponen penyusun larutan tersebut. Salah satu sifat yang diakibatkan oleh adanya interaksi antara zat terlarut dengan pelarut adalah sifat koligatif larutan. Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel zat terlarut di dalam larutan, dan tidak dipengaruhi oleh sifat dari zat terlarut.

Hukum Ralout merupakan dasar bagi empat sifat larutan encer yang disebut sifat koligatif (dari bahasa lain colligare, yang berarti “megumpul bersama”) sebab sifat-sifat itu tergantung pada efek kolektif jumlah partikel terlarut, bukannya pada sifat partikel yang terlibat. Keempat sifat itu ialah:

1.      Penurunan tekanan uap larutan relatif terhadap tekanan uap pelarut murni.

2.      Peningkatan titik didih.

3.      Penurunan titik beku.

4.      Gejala tekanan osmotik.

B.     Penurunan Titik Beku Larutan

Proses pembekuan suatu zat cair terjadi bila suhu diturunkan, sehingga jarak antar partikel sedemikian dekat satu sama lain dan akhirnya bekerja gaya tarik menarik antarmolekul yang sangat kuat. Adanya partikel-partikel dari zat terlarut akan mengakibatkan proses pergerakan molekul-molekul pelarut terhalang, akibatnya untuk dapat lebih mendekatkan jarak antarmolekul diperlukan suhu yang lebih rendah. Jadi titik beku larutan akan lebih rendah daripada titik beku pelarut murninya. Perbedaan titik beku akibat adanya partikel-partikel zat terlarut disebut penurunan titik beku (∆T_f). Penurunan titik beku larutan sebanding dengan hasil kali molalitas larutan dengan tetapan penurunan titik beku pelarut (K_f), dinyatakan dengan persamaan:

            ∆T_{f =} K_f m atau ∆T_{f =} K_f (n x 1000/p)

            Dimana:

∆T_f = penurunan titik beku

K_f   = tetapan penurunan titik beku molal

n    =  jumlah mol zat pelarut

p    = massa zat pelarut

Titik beku larutan merupakan titik beku pelarut murni dikurangi dengan penurunan titik bekunya atauT_f = T_f ^o - ∆T_f.

C.    Penyebab dan Definisi Penurunan Titik Beku Larutan

Air murni membeku pada suhu 0^o C, dengan adanya zat terlarut misalnya saja ditambahkan gula kedalam air tersebut maka titik beku larutan ini tidak akan sama dengan 0^o C, melainkan akan turun dibawah 0^o C, inilah yang dimaksud sebagai “penurunan titik beku”.

Jadi larutan akan memiliki titik beku yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya. Sebagai contoh larutan garam dalam air akan memiliki titik beku yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya yaitu air, atau larutan fenol dalam alkohol akan memiliki titik beku yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya yaitu alkohol.

Contoh, air murni pada suhu 0^o C. pada suhu ini air berada pada kesetimbangan antara fasa cair dan fasa padat. Artinya kecepatan air berubah wujud dari cair ke padat atau sebaliknya adalah sama, sehingga bisa dikatakan fasa air dan fasa padat. Pada kondisi ini memiliki potensial kimia yang sama, atau dengan kata lain tingkat energi kedua fasa adalah sama.

Besarnya potensial kimia dipengaruhi oleh temperatur, jadi pada suhu tertentu potensial kimia fasa padat atau fasa cair akan lebih rendah daripada yang lain, fasa yang memiliki potensial kimia yang lebih rendah  secara energi lebih disukai, misalnya pada suhu 2^o C fasa cair memiliki potensial kimi yang lebih rendah dibanding fasa padat sehingga pada suhu ini maka air cenderung berada pada fasa cair, sebaliknya pada suhu -1^o C fasa padat memiliki potensial kimia yang lebih rendah sehigga pada suhu ini air cenderung berada pada fasa padat.

Apabila ke dalam air murni kita larutkan garam dan kemudian suhunya kita turunkan sedikit demi sedikit, maka dengan berjalannya waktu pendinginan maka perlahan-lahan sebagian larutan akan berubah menjadi fasa padat hingga pada suhu tertentu akan berubah menjadi fasa padat secara keseluruhan. Pada umumnya zat terlarut lebih suka berada pada fasa cair dibandingkan dengan fasa padat, akibatnya pada proses pendinginan berlangsung, larutan akan mempertahankan fasanya dalam keadaan cair, sebab secara energi larutan lebih suka berada pada fasa cair dibandingkan dengan fasa padat. Hal ini menyebabkan potensial kimia pelarut dalam fasa cair akan lebih rendah (turun) sedangkan potensial kimia pelarut dalam fasa padat tidak terpengaruh. Maka akan lebih banyak energi yang diperlukan untuk mengubah larutan menjadi fasa padat karena titik bekunya menjadi lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya. Inilah sebab mengapa adanya zat terlarut akan menurunkan titik beku larutannya. Rumus untuk mencari penurunan titik beku larutan adalah sebagai berikut:

∆T_{f =} K_f . m . i

Keterangan:

∆T_f   = penuruna titik beku

∆ m = molalilatis larutan

K_f    = tetapan konstanta titik beku larutan

Jangan lupa untuk menambahkan faktor Van Hoff pada rumus di atas apabila larutan yang ditanyakan adalah larutan elektrolit.

C.   Alat dan Bahan

·      Alat :

1.     Kaleng

2.     Sendok pengaduk

3.     Wadah ukuran besar

4.     Kompor

·      Bahan :

          1.     2 sachet susu bubuk coklat

          2.     750 ml air

          3.     1 sendok teh vanili

          4.     2 sendok makan gula pasir

          5.     Garam krosok

          6.     Es batu

D.   Langkah kerja

1.   Pertama-tama campur dan aduk semua bahan susu dan air sambil dipanaskan diatas api kecil.

2.  Setelah itu sambil tetap mengaduk, campurkan dengan gula dan vanili, aduk hingga merata.

3.   Rebus adonan sambil terus diaduk-aduk hingga mendidih.

4.  Angkat adonan dari atas api sambil terus diaduk hingga dingin agar adonan tidak    menggumpal.

5.   Letakkan adonan di dalam kaleng yang sedang

6.   Letakkan es batu dan garam ke dalam wadah ukuran besar.

           7.     Letakkan kaleng yang sedang di tengah wadah ukuran besar yang dikelilingi es batu

8.   Tutup kaleng yang sedang dengan penutup, dan putar-putar kaleng tersebut

9.   Putar kaleng tersebut hingga adonannya menjadi es krim

E.    Hasil Kerja dan Pembahasan

Adonan es krim ditempatkan dalan bejana yang terendam es batu dan air yang telah diberi garam dapur sambil diputar-putar untuk memperoleh suhu yang lebih rendah dari 0^o C.

Proses tersebut mengakibatkan adonan es krim membeku dengan titik beku es beberapa derajat dibawah titik beku air murni. Hal ini terjadi karena proses perpindahan kalor dari adonan es krim ke dalam campuran es batu, air dan garam dapur.

Temperatur normal campuran es dan air adalah 0^o C. akan tetapi itu tidak cukup dingin untuk membekukan es krim. Temperatur yang diperlukan untuk membekukan es krim adalah -3^o C atau lebih rendah. Untuk mencapai suhu tersebut perlu ditambahkan garam dalam proses pembekuan es krim. Sebenarnya banyak bahan kimia lain yang dapat digunakan tetapi garam relatif murah. Garam berfungsi menurunkan titik beku larutan. Ketika es diampur dengan garam, es mencair dan terlarut membentuk air garam serta menurunkan temperaturnya. Proses ini memerlukan panas dari luar. Campuran itu mendapatkan panas dari adonan es krim maka hasilnya adalah es krim padat dan lezat seperti yang diinginkan.

F.    Kesimpulan

1.  Temperatur normal campuran es dan air adalah 0^oC akan tetapi tidak cukup dingin untuk membekukan es krim. Temperatur yang diperlukan untuk membekukan es krim adalah -3 ^oC atau lebih rendah. Untuk mencapai suhu tersebut perlu ditambahkan garam dalam proses pembuatan es krim. Garam berfungsi menurunkan titik beku larutan. Ketika es dicampur dengan garam, es mencair dan terlarut membentuk air garam serta menurunkan temperaturnya. Proses ini memerlukan panas dari luar. Campuran itu mendapatkan panas dari adonan es krim maka hasilnya adalah es krim padat sesuai keinginan.

2.  Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang hanya bergantung pada jumlah partikel zat terlarut dalam larutan, dan tidak bergantung pada jenis zat terlarut. Sifat Koligatif larutan mencakup penurunan tekanan uap jeuh, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmosis.

3.  Perbedaan titik beku akibat adanya partikel-partikel zar terlarut disebut penurunan titik beku (∆T_f) _.penuruna titik beku larutan sebanding dengan hasil kali molalitas larutan dengan tetapan penutrunan titik beku pelarut (K_f), dinyatakan dengan persamaan:

   ∆T_{f =} K_f m atau ∆T_{f =} K_f (n x 1000/p)