PENENTUAN DAYA HANTAR SUATU SENYAWA
Tujuan Percobaan
Menentukan jumlah muatan pada larutan sampel
Alat dan Bahan
Alat
Labu ukur 100 ml 1 buah
Labu ukur 50 ml 1 buah
Gelas beker 250 ml 10 buah
Pengaduk 2 buah
Sendok 2 buah
Cawan 1 buah
Pipet tetes 2 buah
Konduktivity meter 1 buah
Bahan
Sampel KCl secukupnya
Sampel NaCl secukupnya
Sampel KNO3 secukupnya
Sampel CuSO4.5H2O secukupnya
Sampel NiSO4.6H2O secukupnya
Sampel CuCl2.2H2O secukupnya
Sampel MgCl2.6H2O secukupnya
Sampel FeCl3.6H2O secukupnya
Metanol secukupnya
Aquades secukupnya
Gambar
Dasar Teori
Daya hantar listrik (DHL) adalah ukuran seberapa kuat suatu larutan dapat menghantar listrik. DHL merupakan kebalikan dari hambatan listrik, R, dimana:
R = ρ(L/A)
R = Hambatan jenis
A = Luas penampang
L = Panjang konduktor
Suatu hambatan dinyatakan dalam ohm disingkat Ω, oleh karena itu DHL dapat dinyatakan :
DHL = 1/R= κ.(A/L)
dimana κ= 1/R= ( L/A ) DHL disebut konduktivitas. Satuan DHL dikenal dengan ohm-1, disingkat Ω-1, tetapi secara resmi satuan yang digunakan adalah Siemen , disingkat S, dimana S = Ω-1, maka satuan κ adalah Sm-1(atau Scm-1). Konduktivitas digunakan untuk ukuran larutan atau cairan elektrolit. Konsentrasi elektrolit sangat menentukan besarnya konduktivitas, sedang konduktivitas sendiri tidak dapat digunakan untuk ukuran suatu larutan, ukuran yang lebih spesifik yaitu konduktivitas molar Λm. Konduktivitas molar adalah konduktivitas suatu larutan apabila konsentrasi larutan sebesar satu molar, yang dirumuskan sebagai :
Λm=K/C
dimana:
Λm = hantaran molar (Scm2mol-1)
K = konduktivitas spesifik (Scm-1)
C = konsentrasi larutan (mol/L)
Jika satuan volume yang digunakan adalah cm3 maka persamaan yang digunakan adalah :
Λm=1000K/C
dimana:
Λm = hantaran molar (Scm2mol-1)
K = konduktivitas spesifik (Scm-1)
C = Konsentrasi larutan (mol.cm-3)
( Tim kimia Anorganik II,2013)
Besarnya daya hantar jenis dapat dicari dari tahanan larutan. Jadi dengan mengukur tahanan larutan dapat ditentukan daya hantar ekivalen. Untuk ini biasanya dipakai jembatan wheat stone.
Daya hantar suatu larutan tergantung dari:
a. Jumlah ion yang ada
b. Kecepatan dari ion pada beda potensial antara kedua elektroda Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan ion adalah:
1. Berat dan muatan ion
2. Adanya hidrasi
3. Orientasi atmosfer pelarut
4. Gaya tarik antar ion
5. Temperatur
6. Viskositas
(Pike,1991)
Konduktivitas molar elektrolit tidak tergantung pada konsentrasi. Jika K tepat sebanding dengan konsentrasi elektrolit. Walaupun demikian pada praktiknya, konduktivitas molar bervariasi terhadap konsentrasi, salah satu alasannya adalah jumlah ion dalam larutan mungkin tidak sebanding dengan konsentrasi larutan elektrolit, misalnya konsentrasi ion dalam larutan asam lemah tergantung pada konsentrasi asam secara rumit dan penduakalian konsentrasi nominal asam itu tidak menduakalikan jumlah ion tersebut. Kedua, karena ion saling berinteraksi dengan kuat, maka konduktivitas larutan tidak tepat sebanding dengan jumlah ion yang ada.
Pengukuran konduktivitas mula-mula pada konsentrasi menunjukkan adanya dua golongan elektrolit yaitu:
- Elektrolit kuat
Konduktivitas mula-mula elektrolit kuat hanya sedikit berkurang dengan bertambahnya konsentrasi
- Elektrolit lemah
Konduktivitas molar elektrolit lemah normal pada konsentrasi mendekati nol, tetapi turun tajam sampai nilai terendah saat konsentrasi bertambah.
(Atkins,1987)
Jika larutan diencerkan maka untuk elektrolit lemah α-nya semakin besar dan untuk elektrolit kuat gaya tarik antar ion semakin kecil. Pada pengenceran tidak terhingga, daya hantar ekivalent elektrolit hanya tergantung pada jenis ionnya. Masing-masing ion mempunyai daya hantar ekivalent yang tergantung pada:
- Jumlah ion yang ada
- Kecepatan ion pada beda potensial antara kedua elektroda yang ada Jumlah ion yang ada tergantung dari jenis elektrolit (kuat/lemah) dan konsentrasi selanjutnya pengenceran baik untuk elektrolit lemah/kuat memperbesar daya hantar dan mencapai harga maksimum pada pengenceran tak berhingga.
(Sukardjo,1990)
Penghantar logam disebut penghantar kelas utama, dalam penghantar ini listrik mengalir sebagai electron. Tekanan dari penghantar ini bertambah dengan naiknya temperatur. Larutan elektrolit juga dapat menghantarkan listrik, penghantar ini disebut penghantar kedua. Dalam penghantar ini disebabkan oleh gerakan dari ion-ion kutub satu ke kutub lainnya. Berbeda dengan penghantar logam, penghantar elektrolit tahanannya berkurang bila temperature naik. Daya hantar listrik suatu larutan tergantung dari:
1. Jumlah ion yang ada. Jumlah ion yang ada tergantung dari elektrolit (kuat/lemah) dan konsentrasi. Pengenceran larutan baik untuk elektroda memperbesar daya hantar dan mencapai harga maksimal pada pengancaran tak tarhingga.
2. Kecepatan dari ion pada beda potensial antara kedua elektroda.
( Tony Bird, 1997)
Cara Kerja
1. Menimbang sampel yang akan dilarutkan sesuai hasil perhitungan
2. Membuat larutan standart sampel masing masing sebesar 5.10-3M dengan melarutkan sampel dalam labu ukur 100 ml dengan menambahkan aquades hingga batas
3. Menguji konduktifitas pelarut dengan mencelupkan konduktivity meter pada pelarut tersebut
4. Menguji konduktifitas larutan standart sampel dengan mencelupkan konduktivity meter pada larutan tersebut
5. Mencatat hasil pengukuran pada tabel data percobaan
6. Membilas alat konduktivity meter dengan pelarut sebelum digunakan untuk menguji sampel yang lain
7. Mengolah data hasil percobaan untuk mengetahui konduktivitas molar suatu senyawa dalam pelarut aquades
8. Mengulangi langkah 1-7 dengan mengganti pelarut methanol 50 ml
Hasil Percobaan
Konduktivitas senyawa dalam pelarut air
No
Senyawa
K Larutan (ms)
K Pelarut (ms)
1
KCl
0.738
0.1282
2
NaCl
0.632
0.1282
3
KNO3
0.718
0.1282
4
CuSO4.5H2O
0.713
0.1282
5
NiSO4.6H2O
0.848
0.1282
6
CuCl2.2H2O
0.965
0.1282
7
MgCl2.6H2O
0.752
0.1282
8
FeCl3.6H2O
1.868
0.1282
Konduktivitas senyawa dalam pelarut methanol
No
Senyawa
K Larutan (ms)
K Pelarut (ms)
1
KCl
0.220
0
2
NaCl
0.930
0
3
KNO3
0.360
0
4
CuSO4.5H2O
-
0
5
NiSO4.6H2O
9.2 µs
0
6
CuCl2.2H2O
0.183
0
7
MgCl2.6H2O
0.311
0
8
FeCl3.6H2O
0.316
0
Pembahasan
Percobaan ini bertujuan untuk menentukan jumlah muatan pada larutan sampel dengan mengunakan uji konduktivitas. Dalam pengujian konduktivitas digunakan alat yaitu conductivity meter. Konduktivitas digunakan untuk ukuran larutan atau cairan elektrolit. Prinsip dari percobaan ini adalah menentukan muatan suatu senyawa yang dapat diketahui dengan mengukur besarnya konduktifitas senyawa tersebut dalam pelarut tertentu. Senyawa yang akan diuji antara lain KCl, NaCl, KNO3, CuSO4.5H2O, NiSO4.6H2O, CuCl2.2H2O, MgCl2.6H2O, FeCl3.6H2O. Senyawa-senyawa tersebut digunakan karena merupakan larutan elektrolit. Pelarut yang digunakan dalam percobaan ini adalah aquades dan metanol. Digunakan 2 pelarut dengan maksud untuk perbandingan besarnya konduktivitas pada pelarut yang berbeda.
Langkah awal membuat larutan dari masing-masing sampel uji dengan konsentrasi 5x10-3 M. Dalam aquades di buat sampai 100 ml sedangkan dalam pelarut methanol dibuat sampai 50 ml. Selanjutnya pelarut serta larutan standart yang telah jadi diukur besarnya konduktivitas/daya hantar dalam masing-masing pelarut dengan alat konduktivity meter. Dan untuk mengetahui besarnya daya hantar dari senyawa yang spesifik dapat dihitung dengan rumus :
K = K larutan –K pelarut
Hasil pengukuran digunakan untuk mencari konduktivitas molar dari masing-masing senyawa yaitu dengan menguunakan rumus :
Λm=K/C
dimana:
Λm = hantaran molar (Scm2mol-1)
K = konduktivitas spesifik (Scm-1)
C = konsentrasi larutan (mol/L)
Dari hasil perhitungan didapat hasil besarnya konduktivitas / daya hantar senyawa dalam pelarut.
Daya hantar senyawa dalam pelarut air :
KCl : 121.96 Scm2/mol
NaCl : 100.76Scm2/mol
KNO3 : 117.96Scm2/mol
CuSO4.5H2O : 116.46 Scm2/mol
NiSO4. 6H2O : 143.96 Scm2/mol
CuCl. 2H2O : 167.36 Scm2/mol
MgCl2. 6H2O : 124.76 Scm2/mol
FeCl3. 6H2O : 347.96 Scm2/mol
Daya hantar senyawa dalam pelarut metanol :
KCl : 44 Scm2/mol
NaCl : 66 Scm2/mol
KNO3 : 72 Scm2/mol
NiSO4. 6H2O : 1.86 Scm2/mol
CuCl. 2H2O : 36.6 Scm2/mol
MgCl2. 6H2O : 62.2 Scm2/mol
FeCl3. 6H2O : 63.2 Scm2/mol
Hasil perhitungan konduktivitas molar tersebut dapat digunakan untuk mengetahui muatan suatu senyawa yang diukur tersebut dengan membandingkan besarnya konduktivitas pada pelarut tertentu dari literatur.
Besarnya konduktivitas atau daya hantar suatu senyawa akan berbanding lurus dengan besarnya muatan suatu senyawa, jadi semakin besar muatan senyawa maka semakin besar pula konduktivitasnya. Secara teori dapat diketahui muatan suatu senyawa dari jumlah ion-ion dari senyawa tersebut, maka didapat :
KCl : 2 ion
NaCl : 2 ion
KNO3 : 2 ion
CuSO4.5H2O : 2 ion
NiSO4. 6H2O : 2 ion
CuCl2. 2H2O : 3 ion
MgCl2. 6H2O : 3 ion
FeCl3. 6H2O : 4 ion
Adanya perbedaan hasil percobaan dengan literatur tersebut dapat disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu antara lain :
Kesalahan dalam penimbangan sampel yang akan dibuat larutan standart
Kesalahan dalam pelarutan sampel menjadi larutan standart
Kesalahan alat yang kurang spesifik dalam pengukuran konduktivitas senyawa
Kekurangtelitian dalam perhitungan hasil percobaan
Kesimpulan
Konduktivitas suatu senyawa adalah seberapai kuat larutan atau senyawa dalam menghantarkan arus listrik
Pengukuran DHL dignakan untuk menentukan jumlah ion pada suatu larutan
Jumlah ion pada setiap larutan
KCl : 2 ion
NaCl : 2 ion
KNO3 : 2 ion
CuSO4.5H2O : 2 ion
NiSO4. 6H2O : 2 ion
CuCl2. 2H2O : 2 ion
MgCl2. 6H2O : 2 ion
FeCl3. 6H2O : 3 ion
Konduktivitas dipengaruhi oleh tingkat kepolaran, semakin polar suatu senyawa daya hantarnya semakin besar
Daftar Pustaka
Atkins,P W.1987.Physical Chemistry,3rd. Jakarta: Erlangga
Pike M Ronald,dkk.1991.Microscale Inorganic Chemistry.
Sukardjo. 1990. Kimia Anorganik. Jakarta: Rineka Cipta
Tim Kimia Anorganik 2.2013.Modul Praktikum Kimia Anorganik 2.Surakarta: FMIPA UNS
Tony, Bird. 1987. Kimia Fisika Untuk Universitas.Jakarta: PT Gramedia Pustaka
Lampiran
Perhitungan
Laporan Sementara
Mengetahui Surakarta, 28 Mei 2013
Asisen Pembimbing Praktikan
(Risa Umami) (Karima Apriany)
LAMPIRAN
Perhitungan
Berat sampel yang akan dilarutkan dalam air
M = 5 x 10-3 Molar
m = M x ml x Mr
KCl
m = M x ml x Mr = 0.005 M x 0.1 ml x 74.55 gr/mol = 0.037275 gr
NaCl
m = M x ml x Mr = 0.005 M x 0.1 ml x 58.44 gr/mol = 0.02922 gr
KNO3
m = M x ml x Mr = 0.005 M x 0.1 ml x 101.11 gr/mol = 0.05056 gr
CuSO4.5H2O
m = M x ml x Mr = 0.005 M x 0.1 ml x 249.5 gr/mol = 0.12475 gr
NiSO4.6H2O
m = M x ml x Mr = 0.005 M x 0.1 ml x 262,86 gr/mol = 0.13143 gr
CuCl2.2H2O
m = M x ml x Mr = 0.005 M x 0.1 ml x 170.48 gr/mol = 0.08524 gr
MgCl2.6H2O
m = M x ml x Mr = 0.005 M x 0.1 ml x 203.3 gr/mol = 0.10165 gr
FeCl3.6H2O
m = M x ml x Mr = 0.005 M x 0.1 ml x 270.5 gr/mol = 0.13525 gr
Berat sampel yang akan dilarutkan dalam methanol
M = 5 x 10-3 Molar
m = M x ml x Mr
KCl
m = M x ml x Mr = 0.005 M x 0.05 ml x 74.55 gr/mol = 0.0186375 gr
NaCl
m = M x ml x Mr = 0.005 M x 0.05 ml x 58.44 gr/mol = 0.01461 gr
KNO3
m = M x ml x Mr = 0.005 M x 0.05 ml x 101.11 gr/mol = 0.0252775 gr
CuSO4.5H2O
m = M x ml x Mr = 0.005 M x 0.05 ml x 249.5 gr/mol = 0.062375 gr
NiSO4.6H2O
m = M x ml x Mr = 0.005 M x 0.05 ml x 262,86 gr/mol = 0.065715 gr
CuCl2.2H2O
m = M x ml x Mr = 0.005 M x 0.05 ml x 170.48 gr/mol = 0.04262 gr
MgCl2.6H2O
m = M x ml x Mr = 0.005 M x 0.05 ml x 203.3 gr/mol = 0.050825 gr
FeCl3.6H2O
m = M x ml x Mr = 0.005 M x 0.05 ml x 270.5 gr/mol = 0.067625 gr
