JURNAL PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II
PENENTUAN KOEFISIEN DISTRIBUSI Selasa, 15 April 2014
Disusun Oleh: MA’WAH SHOFWAH 1112016200040 KELOMPOK 1 Fika Amalia (1112016200053) Nur Hikamah (1112016200058)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2014
I.
Abstrack Fenomena distribusi adalah suatu fenomena dimana distribusi suatu senyawa antara dua fase cair yang tidak saling bercampur, tergantung pada interaksi fisik dan kimia antara pelarut dan senyawa terlarut dalam dua fase yaitu struktur molekul. Suatu zat dapat larut dalam dua macam pelarut yang keduanya tidak saling bercampur. Jika zat itu ditambahkan kedalam pelarut dan zat tersebut tidak tercampur dalam jumlah yang tidak cukup untuk menjenuhkan larutan, maka zat tersebut akan tetap terdistribusi diantara kedua lapisan dengan konsentrasi tertentu. Tujuan dari praktikum kali ini adalah menentukan koefisien distribusi I2 dalam sistem air-kloroform. Ekstraksi yang dilakukan pada praktikum ini adalah ekstraksi bertahap. Caranya dengan menambahkan pelarut pengekstraksi yang tidak bercampur dengan pelarut semula kemudian dilakukan pengocokan sehingga terjadi kesetimbangan konsentrasi yang akan diekstraksi pada kedua lapisan, setelah ini tercapai lapisan didiamkan dan dipisahkan. Sehingga di peroleh Kd 1 = 0,066 dan Kd 2 = 0,1.
II.
Introduction Ekstraksi pelarut menyangkut distribusi suatu zat terlarut (solut) di antara dua fasa cair yang tidak saling bercampur. Secara umum, ekstraksi adalah proses penarikan suatu zat terlarut dari larutannya di dalam air oleh suatu pelarut lain yang tidak dapat bercampur. Pelarut yang umum dipakai adalah air dan pelarut organik lain seperti CCl4, eter atau pentana. Garam anorganik, asam-asam dan basa-basa yang dapat larut dalam air bisa dipisahkan dengan baik melalui ekstraksi ke dalam air dari pelarut yang kurang polar. Ekstraksi lebih efisien bila dilakukan berulang kali dengan jumlah pelarut yang lebih kecil daripada jumlah pelarutnya banyak tetapi ekstraksinya hanya sekali (Aprilia, 2011). Zat-zat tertentu lebih mudah larut dalam pelarut-pelarut tertentu dibandingkan dengan pelarut-pelarut yang lain. Jadi iod jauh lebih dapat larut dalam karbon disulfida, kloroform, atau karbon tetraklorida daripada dalam air. Lagi pula, bila cairan-cairan tertentu seperti karbon disulfida dan air, dan juga eter dan air, dikocok bersama-sama dalam suatu bejana dan campuran kemudian dibiarkan, maka kedua cairan akan memisah menjadi dua lapisan. Cairan-cairan semacam itu dikatakan sebagai tak dapat cmapur (karbon disulfida dan air) atau setengahcampur (eter dan air), bergantung pada apakah satu ke dalam yang lain hampir tak dapat larut atau setengah dapat larut. Jika iod dikocok
bersama suatu campuran karbon disulfida dan air serta kemudian didiamkan, iod akan dijumpai terbagi dalam kedua pelarut itu. Suatu keadaan kesetimbangan terjadi antara larutan iod dalam karbon disulfida dan larutan iod dalam air. Ternyata bila banyaknya iod diubah-ubah, angkabanding konsentrasi-konsentrasi itu selalu konstan asal temperatur konstan. Yakni : =
= Kd
Tetapan Kd dikenal sebagai koefisien distribusi atau partisi. Hukum distribusi atau partisi dapat dirumuskan: bila suatu zat terlarut terdistribusi antara dua pelarut yang tak-dapat-campur, maka pada suatu temperatur yang konstan untuk tiap spesi molekul terdapat angkabanding distribusi ini tak bergantung pada spesi molekul lain apapun yang mungkin ada (Vogel, 1985). Untuk dua pelarut yang tidak saling melarutkan, seperti air dan karbontetraklorida, ketika dicampurkan akan terbentuk dua fasa yang terpisah. Jika ke dalamnya ditambahkan zat terlarut yang dapat larut dalam air dan CCl4, maka zat terlarut akan terdistribusi di kedua pelarut (yang berbeda fasa) tersebut, sampai tercapai keadaan kesetimbangan (Mulyani, ). Jika sejumlah tertentu zat terlarut sudah setimbang dalam dua fasa yang berbeda dan kemudian ditambahkan lagi terlarut kedalamnya, maka terlarut itu akan terdistribusi lagi dalam kedua pelarut sampai diperoleh keadaan kesetimbangan baru yang kensentrasinya berbeda dengan konsentrasi sebelum penambahan akan tetapi nilai perbandingan di kedua fasa berharga tetap, k =
. Persamaan tersebut pertama kali
dikemukakan oleh Nernst (Mulyani, ). Jika zat A terlarut dalam satu pelarut tanpa mengalami perubahan, sementara dalam pelarut lain terjadi asosiasi dari terlarut, misalnya membentuk A2 , maka koefisien partisi untuk distribusi tidak lagi merupakan perbandingan konsentrasi total terlarut dikedua fasa melainkan konsentrasi total terlarut di fasa lainnya, jadi dengan perbandingan konsentrasi dari molekul terlarut yang massa molarnya sama, dalam hal ini A di kedua pelarut. Misalnya I2 dalam air dengan I2 dalam CCl4 bukan I2 dalam air dengan I- dalam CCl4 (Mulyani, ). Iodium hanya sedikit larut dalam air (0,00134 mol per liter pada 25 0C), tetapi agak larut dalam larutan yang mengandung ion iodida. Larutan iodium standar dapat dibuat dengan menimbang langsung
iodium murni dan pengenceran dalam botol volumetrik. Iodium, dimurnikan dengan sublimasi dan ditambahkan pada suatu larutan KI pekat, yang ditimbang dengan teliti sebelum dan sesudah penembahan iodium. Akan tetapi biasanya larutan distandarisasikan terhadap suatu standar primer, As2O3 yang paling biasa digunakan (Underwood, 1986). Substansi-substansi yang cukup kuat sebagai unsur-unsur reduksi untuk dititrasi langsung dengan iodin adalah tiosulfat, arsenik(III), antimon(III), sulfida, sulfit, timah(II), dan ferosianida. Kekuatan reduksi yang dimiliki oleh beberapa dari substansi ini tergantung pada konsentrasi ion hidrogen (Underwood, 1986). Warna larutan 0,1 N iodium adalah cukup kuat sehingga iodium dapat bekerja sebagai indikatornya sendiri. Iodium juga memberi warna ungu atau merah lembayung yang kuat kepada pelarut-pelarut sebagai karbon tetraklorida atau kloroform dan kadang-kadang hal ini digunakan untuk mengetahui titik akhir titrasi. Akan tetapi lebih umum digunakan suatu larutan (dispersi koloidal) kanji, karena warna biru tua dari kompleks kanji-iodium dipakai untuk suatu uji sangat peka terhadap iodium. Kepekaan lebih besar dalam larutan yang sedikit asam daripada larutan netral dan lebih besar dengan adanya ion iodida (Underwood, 1986). III. Materials & Methods A. Materials Alat -
Labu Erlenmeyer Pipet tetes Botol semprot Gelas ukur Corong pisah
-
Buret Corong Statif dan klem Batang pengaduk
-
Bahan Larutan Na2S2O3 0,1 M Larutan jenuh I2 dalam CHCl3 Indikator amilum Akuades
B. Methods Langkah kerja yang dilakukan yaitu: 1. Mengukur 25 mL larutan jenuh I2 dalam CHCl3 dan memasukkannya dalam corong pisah. 2. Menambahkan 200 mL akuades dalam corong pisah. 3. Mengocok campuran tersebut selama 60 menit 4. Mendiamkan larutan tersebut hingga terbentuk 2 lapisan. 5. Memisahkan kedua lapisan tersebut melalui corong pisah.
6. Memipet 5 mL larutan tiap lapisan. Masing-masing lapisan atas 3 kali dan lapisan bawah 2 kali. 7. Menitrasi larutan tersebut dengan Na2S2O3 0,1 N hingga analit bening dengan menggunakan indikator amilum. Mencatat volume titran. IV. Result & Discussion Hasil Pengamatan Lapisan atas Titrasi I II III Rata-rata
Lapisan bawah Titrasi I II Rata-rata
V Na2S2O3 0,1 M 0,1 0,15 0,15 0,13
V Na2S2O3 0,1 M 1,5 1,5 1,5
Perhitungan Dik : N Na2S2O3 = 0,1 N VI 1 Na2S2O3 = 0,1 mL VI 2 Na2S2O3 = 0,15 mL VI 3 Na2S2O3 = 0,15 mL VII 1 Na2S2O3 = 1,5 mL VII 2 Na2S2O3 = 1,5 mL Dit : KD dari I2 . . . ? Erlenmeyer 1:
Ca = (VI 1 x N) x Na2S2O3 = (0,1x0,1) x 0,1 =2 x 10-5 V Iod 50 Co = (VII 1 x N) x Na2S2O3 = (1,5 x 0,1) x 0,1 = 3 x 10-4 V Iod 50 -5 Kd1 = 2 x 10 = 0,066 3 x 10-4
Erlenmeyer 2:
Ca = (VI 2 x N) x Na2S2O3 = (0,15 x 0,1) x 0,1 = 3 x 10-5 V Iod 50 Co = (VII 2 x N) x Na2S2O3 = (1,5 x 0,1) x 0,1 = 3 x 10-4 V Iod 50 -5 Kd2 = 3 x 10 = 0,1 3 x 10-4 Komponen distribusi iod : Kd rata-rata = (Kd 1+ Kd 2) 2 = 0,066 + 0,1 2 = 0,083 Prinsip dasar percobaan ini yaitu distribusi zat terlarut I2 ke dalam dua pelarut yang tidak saling bercampur yaitu air dan kloroform, dimana menurut hukum distribusi Nerst, jika ke dalam sistem dua fasa cair yang tidak saling bercampur dimasukkan solut yang dapat larut dalam kedua pelarut tersebut maka akan terjadi pembagian kelarutan. Perbandingan konsentrasi solut di dalam kedua pelarut tersebut tetap dan merupakan suatu ketetapan pada suhu tetap. Tetapan tersebut adalah tetapan distribusi atau koefisien distribusi (KD). Pada percobaan, larutan jenuh I2 dalam CHCl3 ditambahkan dengan aquades yang merupakan pelarut yang tidak saling campur dengan CHCl3dan diperoleh dua lapisan. Adanya perbedaan kepolaran antara air dan CHCl3 dimana air bersifat polar sedangkan CHCl3 bersifat nonpolar sehingga terbentuk dua lapisan, dimana lapisan atas merupakan air dan lapisan bawah adalah kloroform. Hal ini disebabkan karena massa jenis air yakni 1 g/mL lebih kecil dibandingkan massa jenis kloroform yakni 1,48 g/mL sehingga air berada pada lapisan atas dan lapisan bawahnya adalah kloroform. Kemudian dikocok agar I2 terdistribusi dengan maksimal ke kloroform dan air, lalu dipisahkan dan dititrasi dengan Na2S2O3 serta mencatat volume Na2S2O3 yang dipakai hingga tercapai titik akhir titrasi. Indikator yang di pakai yaitu indikator amilum. Penambahan indikator amilum 1% ini dimaksudkan agar memperjelas perubahan warna yang terjadi pada larutan tersebut. Titik akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna. Pada lapisan air dari warna orange menjadi bening sedangkan pada lapisan kloroform dari warna ungu
menjadi bening. Berdasarkan analisis data, diperoleh KD1 =0,066, dan KD2 = 0,1. Artinya iod yang terdistribusi ke fase air lebih banyak dibandingkan iod yang terdistribusi ke fasa organik (CHCl3). Adapun rekasinya yaitu : 2S2O32- + I2 —– S4O62_ + 2I2Na2S2O3 + 2I- —–.> Na2S2O6 + 2NaI V.
Conclucion Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa: 1. Ekstraksi pelarut menyangkut distribusi suatu zat terlarut (solut) di antara dua fasa cair yang tidak saling bercampur. 2. Hukum distribusi Nerst, jika ke dalam sistem dua fasa cair yang tidak saling bercampur dimasukkan solut yang dapat larut dalam kedua pelarut tersebut maka akan terjadi pembagian kelarutan. 3. Harga koefisien distribusi Iod adalah 0,83.
VI. References Mulyani, Sri dan Hendrawan. . Kimia Fisika II. Bandung: UPI. Underwood, A.L, dan R.A. Day, JR. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Ke6. Jakarta: Erlangga. Vogel. 1985. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro Edisi ke 5 Bagian 1. Jakarta: PT. Kalma Media Pustaka. Aprilia, Fitri, dkk. Laporan Praktikum Analitik II Koefisien Distribusi Iod. http://id.scribd.com/doc/54684381/koef-distribusi-iod. 2011. Diakses pada Minggu, 13 April 2014 Pukul 20.00 WIB.
