ACARA IV KESETIMBANGAN KIMIA
A. Pendahuluan
1. Latar Belakang Ilmu kimia merupakan salah satu ilmu yang memfokuskan mempelajari materi dan energi ditinjau dari segi sifat-sifat, reaksi, struktur, komposisi, dan perubahan energi yang menyertai reaksi. Di dalam ilmu kimia kita akan mempelajari berbagai konsep-konsep. Salah satunya ialah mengenai kesetimbangan kimia. Kesetimbangan dalam larutan merupakan materi aplikasi dari konsep kunci Kesetimbangan Kimia yang terjadi pada larutan berpelarut air. Secara kontekstual, konsep-konsep pada materi kesetimbangan dalam larutan berperan penting dalam banyak proses di kehidupan. Seperti di bidang biologi dan lingkungan. lingkungan. Misalnya saja di bidang biologi, proses pengontrolan pH darah manusia agar tetap pada nilai pH 7,4 serta proses pembentukan batu ginjal. Sedangkan di bidang lingkungan, konsep kesetimbangan ini berperan dalam pengontrolan pH air yang harus tetap 5,5 agar tumbuhan dan kehidupan air berlangsung dengan baik. Dari contoh-contoh aplikasi konsep kesetimbangan kimia diatas, maka kita perlu mengetahui secara mendasar apakah itu kesetimbangan kimia. Oleh karena itu, melalui percobaan ini, kita akan dapat mengetahui dan memahami lebih jauh mengenai kesetimbangan kimia. 2. Tujuan Praktikum Tujuan dari Praktikum acara IV ini adalah : a. Menentukan hukum kesetimbangan dan tetapan kesetimbangan.
B. Tinjauan Pustaka
Kesetimbangan kimia merupakan proses dinamik. Ini dapat diabaratkan dengan gerakan para pemain ski di suatu resort ski yang ramai, dimana jumlah pemain ski yang dibawa ke atas gunung dengan menggunakan lift kursi sama dengan jumlah pemain ski yang turun berseluncur. Reaksi kesetimbangan kimia melibatkan zat-zat yang berbeda untuk reaktan dan produknya. Kesetimbangan antara dua fase dari zat yang sama dinamakan kesetimbangan fisis karena perubahan yang terjadi hanyalah proses fisis. Konstanta kesetimbangan dinyatakan sebagai hasil bagi. Pembilangnya adalah hasil kali antara konsentrasi produk, masing-masing dipangkatkan dengan koefisien stoikiometrinya dalam persamaan setara (Chang, 2007). Ciri suatu sistem pada kesetimbangan ialah adanya nilai tertentu yang tidak berubah dengan berubahnya waktu. Teapan kesetimbangan dalam sistem dapat dinyatakan berdasarkan tekanan parsial gas bukan pada konsentrasi molarnya. Jika konsentrasi Kc dinyatakan berdasarkan molar dan tekanan parsial dalam Kp dinyatakan dalam atm maka rumusnya : Kp = Kc (RT)-1 (Sukardjo, 2002). Optimasi penyerapan logam tembaga oleh lignin diuji dengan melakukan variasi waktu kontak dan pH larutan serta konsentrasi larutan. Konsentrasi
tembaga
ditentukan
dengan
menggunakan
metode
spektrofotometri serapan atom (SSA) yang ddasarkan pada absorbsi cahaya oleh atom logam. Atom logam tersebut akan menyerap pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya dan atom tembaga menyerap pada panjang gelombang 324,7 nm (Lelifajri, 2010). Menurut prinsip Le Catelier, bila sistem kesetimbangan diganggu maka kesetimbangan akan berpindah untuk melawan perubahan yang diterapkan.
Apabila
suhu
sistem
kesetimbangan
dinaikkan,
maka
kesetimbangan akan bergeser kearah yang menyebabkan asorbsi kalor. Oleh karena itu untuk mengetahui adanya pengaruh suhu reaksi terhadap kuantitas
hasil reaksi perlu dilakukan penelitian khususnya sintesis asetil klorida dari asam asetat dan tionil klorida pada suhu yang divariasi (Wi diati, 2008). Kesetimbangan heterogen. Dalam kasus yang diteliti di atas, diasumsikan bahwa reaktan dan produk yang tercampur sempurna (yaitu baik gas atau zat dalam larutan). Namun, hal ini tidak selalu terjadi. Sebagai contoh, Gambar 14.3 adalah contoh dari sebuah keseimbangan di mana partisipan tidak bercampur sama sekali. Kristal karbonat kalsium padat dan bubuk kalsium oksida tidak larut dalam satu sama lain, tetapi terletak bersebelahan di wadah. Gas karbon dioksida menempati ruang yang tersisa. Ada tiga fase saat ini, tiga jenis materi yang tidak mencampur, masingmasing menempati ruang sendiri dalam wadah dengan mengesampingkan yang lain (Bigelow,1971). Efek semacam ini pertama kali dijelaskan oleh kimiawan Perancis Henri Le Chatelier (1850-1936), yang menyatakan secara umum bahwa ketika sebuah sistem pada kesetimbangan dikenai kendala tambahan, seperti peningkatan posisi suhu atau tekanan, keseimbangan bergerak dalam arah yang cenderung untuk menetralisir kendala tambahan. Secara umum, prinsip Le Chatelier berlaku untuk urusan manusia juga. Keseimbangan teori daya rekan politik prinsip, seperti respon dari populasi dengan kondisi perayaan atau kelaparan adalah rekan demografis (Hutchinson,1964). Dalam percobaan ini digunakan alat yang dinamakan spektrofotometri. Spektrofotometri merupakan salah satu metode analisis instrumental yang menggunakan dasar interaksi energi dan materi. Spektrofotometri dapat dipakai untuk menentukan konsentrasi suatu larutan melalui intensitas serapan pada panjang gelombang tertentu. Panjang gelombang yang dipakai adalah panjang gelombang maksimum yang memberikan absorbansi maksimum .Salah satu prinsip kerja spektrofotometer didasarkan pada fenomena penyerapan sinar oleh spesi kimia tertentu di daerah ultra violet dan sinar tampak (Romandon, 2011). Pembagian spektrum elektromagnetik sinar tampak terdapat pada daerah panjang gelombang 400 sampai 750 nm (Hollas 2004). Komponen
warna yang terurai dari sinar putih dapat diserap dan sisanya diteruskan sebagai warna yang teramati secara kasatmata, sinar yang diserap dinamakan warna komplemen. Dasar penetuan kuantitatif dari metode spektrofotometri adalah
Hukum
Lambert-Beer.
Hukum
Lambert
menyatakan
bahwa
penyerapan sinar tidak bergantung pada intensitas sumber cahaya. Hukum Beer menyatakan bahwa fraksi penyerapan sinar sebanding dengan banyaknya molekul yang menyerap. Sumber radiasi yang dipancarkan harus memiliki panjang gelombang yang sama untuk penyerapan agar memenuhi hukum Beer (Dini, 2008).
C. Metode Praktikum
1. Waktu dan Tempat Praktikum Acara IV Kesetimbangan Kimia dilaksanakan pada hari Kamis, tanggal 4 Oktober 2012 pada pukul 13.00 – 17.00 WIB bertempat di Laboratorium Rekayasa Proses Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Alat a. Tabung reaksi b. Rak tabung reaksi c. Beaker glass d. Pipet volume e. Spektofotometer 3. Bahan a. KCNS 0,002 M b. Fe(NO3)3 0,2 M
4.
Cara Kerja Disediakan 5 tabung reaksi (diberi label no 1-5) 5 ml larutan KCNS 0,002 M
Dimasukkan dalam tiap tabung
Larutan
Dimasukkan ke dalam tabung 1
Fe(NO3)3 0,2 M
Larutan dalam tabung 1 dijadikan larutan standar
Larutan Fe(NO3)3 0,2 M 10 ml
Aquades
Dimasukkan ke dalam beaker glass 50 ml
Ditambahkan hingga volume 25 ml
Larutan A
5 ml larutan A
Dimasukkan ke tabung 2
Dimasukkan ke beaker glasss 50 ml
Aquades
Ditambahkan hingga volume 25 ml
Larutan B
5 ml Larutan B
Dimasukkandalam tabung 3
Langkah-langkah tersebut diulangi sampai tabung 5
Konsentrasi larutan ditentukan dengan spektrofotometer 520 nm
Hubungan antara konsentrasi berbagai ion dalam keadaan setimbang dari masing-masing tabung dicari
D. Hasil dan Pembahasan
1. Hasil Percobaan Tabel 4.1 Pengamatan Hasil Absorbansi Tabung 1 2 3 4 5
Absorbansi (oA) 2,121 1,831 1,683 1,301 0,827
Sumber: Laporan sementara
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Konsentrasi Tabung 1 2 3 4 5
Konsentrasi awal Fe + CNS- 0,02 0,001 0,012 0,001 0,0072 0,001 0,00432 0,001 0,002592 0,001
Konsentrasi setimbang Fe(CNS) + Fe + CNS10 0,019 0 0,863.10 0,011137 0,000137 0,793.10 0,006407 0,000207 0,613.10 0,003527 0,000387 0,390.10 0,00061
Sumber: Laporan sementara
Tabel 4.3 Data Ketetapan Kesetimbangan Tabung 1 2 3 4 5
KC1 0,019 0,012904982 0,0050875 0,002162051 0,00085878
KC2 0 0,000001316 0,000010517 0,000000836 0,000000523
KC3 50 71,917 110,139 141,898 153,422
Sumber: Laporan sementara
2. Analisis Hasil Pengamatan Konsentrasi Fe3+ awal Pengenceran I Beker A
Tabung
1
M1.V1
=
M2.V2
M2.V2
=
M.V
0,2.5
=
M2.25
0,04.5
=
M.10
M2
=
0,04
M
Pengenceran II Beker B
= Tabung
0,02 2
M1.V1
=
M2.V2
M2.V2
=
M.V
0,04.15
=
M 2.25
0,024.5
=
M.10
M2
=
0,024
M
=
0,012
Pengenceran III Beker C M1.V1
Tabung
3
=
M2.V2
M2.V2
=
M.V
0,024.15 =
M 2.25
0,0144.5 =
M.10
M2
0,0144
M
0,0072
=
Pengenceran IV Beker D M1.V1
= Tabung
4
=
M2.V2
M2.V2
=
M.V
0,0144.15 =
M 2.25
0,00864.5 =
M.10
M2
0,00864
M
0,00432
=
Pengenceran V Beker E M1.V1
=
M2.V2
0,0086415 =
M 2.25
M2
=
0,005184
Konsentrasi Fe(CNS)2+ setimbang 1. Ao1/Ao1 x konsentrasi CNS - awal = 2,121 / 2,121 x 10 -3 = 10-3 2. Ao2/Ao1 x konsentrasi CNS - awal
= Tabung
M2.V2
5
=
M.V
0,005184.5
=
M.10
M
=
0,002592
= 1,831 / 2,121 x 10 -3 = 0,863. 10 -3 3. Ao3/Ao1 x konsentrasi CNS - awal = 1,683 / 2,121 x 10 -3 = 0,793. 10 -3 4. Ao4/Ao1 x konsentrasi CNS - awal = 1,301/ 2,121 x 10 -3 = 0,613. 10 -3 5. Ao5/Ao1 x konsentrasi CNS - awal = 0,827 / 2,121 x 10 -3 = 0,390. 10 -3 Konsentrasi Fe3+ setimbang Fe3+ awal - Fe(CNS)2+ setimbang 1. 2. 3. 4. 5. Konsentrasi Fe3+ setimbang CNS- awal - Fe(CNS)2+ setimbang 1. 2. 3. 4. 5. KC1= [Fe3+]setimbang . [Fe(CNS)2+]setimbang [CNS- ]awal 1. 2.
3. 4. 5.
085878
KC2 = [Fe3+]setimbang . [Fe(CNS) 2+]setimbang . [CNS- ]setimbng [CNS- ]awal 1. 2.
,000001316
3.
,000010517
4.
,000000863
5.
,000000523
KC3= [Fe(CNS)2+]setimbang [Fe3+] awal . [CNS - ]awal 1. 2.
71,917
3. 4. 5.
E. Pembahasan
F.
Simpulan dan Saran
1. Simpulan a. Hukum kesetimbangan ialah adanya kondisi setimbang dimana apabila suatu sistem mendapat gangguan yang dapat mengubah faktor-faktor
yang menentukan kondisi kesetimbangan, maka sistem akan bereaksi sedimikian rupa meminimalisasi efek gangguan. b. Tetapan kesetimbangan kc 1 mulai dari tabung pertama hingga tabung kelima ialah 0,019; 0,012904982; 0,0050875; 0,002162051; dan 0,00085878. c. Tetapan kesetimbangan kc 2 mulai dari tabung pertama hingga tabung kelima ialah 0; 0,000001316; 0,000010517; 0,000000836; serta 0,000000523. d. Tetapan kesetimbangan kc 3 mulai dari tabung pertama hingga tabung kelima ialah 50; 71,917; 110,139; 141, 898; serta 153,422. e. Pengukuran absorbansi dilakukan dengan alat spektrofotometri. f. Spektrofotometri merupakan metode analisis yang didasarkan pada absorpsi radiasi elektromagnet. 2. Saran Agar memperoleh data yang akurat, penelitian selanjutnya dapat dilakukan dengan lebih cermat dan teliti dengan disertai alat-alat yang memadai dan mendukung dalam melakukan percobaan.
