Penentuan Tetapan Kesetimbangan Asam Lemah Secara Konduktometri

Praktikum Kimia Fisika II Semester Genap 2011/2012

PENENTUAN TETAPAN KESETIMBANGAN ASAM LEMAH SECARA KONDUKTOMETRI

I.

TUJUAN

a.

Untuk me menentukan nilai Ka asam lemah

b.

Mempela pelajjari ari day daya a han hanta tarr lis listr triik laru laruta tan n ele elekt ktro roli litt kuat kuat dan ele elekt ktro roli litt lemah

II. TEORI Menurut Archenius asam didefinisikan sebagai suatu senyawa yang apabila dilarutkan dalam air akan membebaskan ion hidrogen (H+) sedang sedangkan kan basa adalah adalah melep melepaska askan n ion hidroks hidroksida ida (OH (OH-). Namun Namun reaksi ini hanya berlaku pada pelarut air tidak pada yang bukan pada pelaru pelarutt air. Sebaga Sebagaii contoh contoh reaksi reaksi yang yang berlan berlangsun gsung g pada pada larutan larutan dengan amonia cair sebagai pelarut : NH4Cl + NaNH2

NaCl + 2NH3

Dengan reaksi ion : NH4+

+ NH2

2NH3

Asam secara paling sederhana dapat didefinisikan sebagai zat yang

dilarut rutkan

mengh enghas asil ilka kan n

dal dalam

ion ion

air

hidr hidrog ogen en

aka akan seba sebaga gaii

mengalam lami

diso isosia siasi

satu satu-s -sat atun unya ya

ion ion

yang ang posi positi tif. f.

Beberapa asam dan hasil disosiasinya adalah sebagai berikut : HCl

H+ + Cl-

HNO3

H+ + NO3-

CH3COOH

H+ + CH3COO-

Disosi Disosiasi asi suatu suatu asam merupakan merupakan proses proses revers reversibl ible e untuk untuk itu hokum kekekalan massa dapat diterapkan, misalnya disosiasi asam asetat menghasilkan ion hydrogen dan asetat : CH3COOH

Penentuan Tetapan Kesetimbangan Asam Lemah Secara Konduktometri

H+ + CH3COO-

16


Dengan menerapkan hukum kekekalan massa pada proses reversible ini dapat dinyatakan tetapan kesetimbangan dengan rumus sebagai berikut : K=

( H + )(CH 3COO − ) (CH 3 COOH )

Tetapan K ini dinamakn tetapan kesetimbangan disosiasi atau tetapan disosiasi. Nilai konstanta disosiasi ini tergantung pada konsentrasi dan juga tetapan fisika seperti suhu derajat disosiasi sama dengan fraksi mol yang benar-benar berdisosiasi.

Nilai bisa berubah-ubah antara 0 – 1. Jika

α

= 1 disosiasi terjadi

sempurna. Suatu metoda yang paling penting untuk menentukan derajat disosiasi yang didasarkan atas pengukuran konduktivitas merupakan besaran turunan karena ia tak dapat diukur secara langsung. Untuk menentukan

larutan

elektrolit

biasanya

dinyatakan

dengan

konduktivitas molar (Λ)., yang merupakan konduktan larutan yang mengandung 1 mol zat terlarut antara dua elektroda yang besarnya tak hingga dan berjarak 1 cm satu dengan yang lainnya. Λ

=K.V=K/C

Dimana : V = volume C = konsentrasi Λ

= konduktivitas molar (cm2/mol)

Menurut

Kohlrausch

bahwa

konduktivitas

larutan

elektrolit

bertambah bila diencerkan dan mencapai nilai batas pada larutan yang sangat encer. Kenaikkan konduktivitas molar sesuai dengan teori Archenius, diakibatkan oleh kenaikkan


derajat disosiasi dan

17


nilai batas ini sesuai dengan nilai disosiasi sempurna. Nilai batas konduktivitas

molar

dinyatakan

dengan

sedangkan

Λo

konduktivitas pada konsentrasi C dinyatakan dengan derajat

disosiasi

dapat

dinyatakan

dengan

nilai

Λ c.

Dengan

ratiodar

kedua

konduktivitas molar ini : α

=

Λc Λo

Asam lemah mengalami disosiasi : A+ + B-

AB C(1-α)

αc

(1)......................................

K=

(2)......................................

α

Dimana :

α Λc

=

( A)( B) ( AB)

=

αc

(α c ) 2 C (1 − α )

Λc Λo

= derajat disosiasi = hantaran ekivalen larutan pada konsentrasi tertentu. Λo

= hantaran ekivalen larutan pada pengenceran tak

berhingga Penggabungan persamaan (1) dan (2) diperoleh persamaan (3) : (3)......................................

K=

Λ

2

c

Λ o (Λ o )

=

1 Λ

=

1.Λ c K .Λ

2

+ o

1 Λo

Nilai K diperoleh dari kurva : 1 Λ

VsC

Larutan elektrolit terbagi 2 : a. Larutan elektrolit kuat


18


Larutan

elektrolit

kuat

adalah

larutan

yang

dapat

mengionisasikan sempurna dalam air. Ikatan dalam air menjadi kuar. b. Larutan elektrolit lemah Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang hanya t rion sebagian dalam air. Disosiasi adalh proses penguraian zat menjadi

unsur-unsur

yang

berdasarkan

perbandingan

konsentrasinya. Ionisasi adalah proses penguraian suatu larutan menjadi ion-ionnya. Bilangan transpor adalah bagian arus total yang dibawa oleh larutan ion

pertama sering juga disebut dengan nilai hantaran.

Mobilitas ion adalah pengukuran jarak yang ditempuh setiap ion dalam

waktu tertentu dan prosesnya disebut metoda pembatasan

bergerak.

III.

PROSEDUR PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan 3.1.1 Alat • konduktometer • sel hantaran • gelas piala,gelas ukur,labu ukur • buret,labu semprot

3.1.2 Bahan • asam asetat dengan berbagai konsentrasi • KCl 0,1 N


19


3.2Skema Kerja Sel •

Aquade

Dicuci

KCl 0,1

Asam •

dengan bervariasi konsentrasi

• Tentukan nilai hantarannya • Tentukan juga suhu larutan KCl

0,1 N • Tentukan nilai Ka dengan teliti


20


3.3 Skema Alat

2

1

3

Keterangan : 1. 2. 3.

Konduktometer Sel hantaran Larutan elektrolit


21


IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Dan Perhitungan

A. Data Jenis Zat

Hantaran (S)

SUHU (Oc)

Aquadest

300 x 10-6

26,7

Asam asetat 0,2 N

1396 x 10-6

27,7

Asam asetat 0,4 N Asam asetat 0,6 N Asam asetat 0,8 N Asam asetat 1 N KCl

1913 x 10-6 1986 x 10-6 2,16 x 10-3 2,26 x 10-3 32,6 x 10-3

27,6 27,9 27,2 27,9 27,9

B. Perhitungan N= =

ρ x % x1000 BE 1,05 g / mlx98% x1000 60 g / ml

= 17,15 N a. pengenenceran asam asetat 

Pengenceran asam asetat 1 N V1 x

N1 = V2

x

N2

V1 x 17,15 N = 100 mL x 1 N


22


V1 = 5,83 mL 

Pengenceran asam asetat 0,8 N V1

x

V1 .

x

N1 = V2

x

N2

1 N = 100 mL x 0,8 N V1 = 80 ml



Pengenceran asam asetat 0,6 N V1

x

N1 = V2

x

N2

V1

x 0,8 N = 100 mL x 0,6 N V1 = 75 ml



Pengenceran asam asetat 0,4 N V1 V1

x

N1 = V2

x

N2

x 0,6 N = 100 mL x 0,4 N V1 = 66,67 mL



Pengenceran asam asetat 0,2 N V1 V1

x

N1 = V2

x

N2

x 0,4 N =100 mL x 0,2 N V1 = 50 mL

b. penentuan nilai hantaran (L) L = L asam asetat – L aquadest 

konsentrasi 1 N L = 2,26 x 10-3 S – 300 x 10-6 S = 1,96 x 10-3 S



konsentrasi 0,8 N L = 2,16 x 10-3 S – 300 x 10-6 S = 1,86x 10-3 S



konsentrasi 0,6 N L = 1986 x 10-6 S – 300 x 10-6 S


23


= 1,686 x 10-3 S 

konsentrasi 0,4 N L = 1913 x 10-6 S – 300 x 10-6 S = 1,613 x 10-3 S



konsentrasi 0,2 N L = 1396 x 10-6 S –300 x 10-6 S = 1,096 x 10-3 S c.

penentuan nilai kappa (K) K = L . e/a e/a = 0,099/cm



konsentrasi 1 N K = 1,96 x 10-3 s x 0,099/cm = 1,9404 x 10-4 s/cm



konsentrasi 0,8 N K = 1,86 x 10-3 s x 0,099/cm = 1,8414 x 10-4 s/cm









konsentrasi 0,2 N K = 1,096 x 10-3 s x 0,099/cm = 1,085 x 10-4 s/cm d. penentuan nilai hantaran equivalen λc =


1000. K N

24




konsentrasi 1 N λc =

1000 x1,9404 x10 −4 1 N

= 0,194 s/cm mol/ekuiv 

konsentrasi 0,8 N λc =

1000 x1,8414 x10 −4 0,8 N



1000 x1,6691 x10 −4 0,6 N



1000 x1,597 x10 −4 0,4 N



1000 x1,085 x10 −4 0,2 N

= 0,542 s/cm mol/ekuiv e.

Hantaran equivalen asam asetat masing-masing suhu T λt = λo [1 + 0,02 (t – 25)] λo = 390,55



konsentrasi 1 N λt = 390,55 ohm cm2/equiv . [1 + 0,02 (27,3 – 25) ]

= 408,515 ohm cm2/equiv 

konsentrasi 0,8 N λt = 390,55 ohm cm2/equiv . [1 + 0,02 (27,2 – 25) ]


25




= 413,202 ohm cm2/equiv






= 411,6397 ohm cm2/equiv f.

Derajat Ionisasi (∝) α



0,194 390,55

= 4,967 x 10-4

=

0,230 390,55

= 5,889 x 10-4

=

0,278 390,55

= 7,118 x 10-4

konsentrasi 0,4 N α



=




λ o




λ c

konsentrasi 1 N α



=

=

0,399 390,55

= 1,022 x 10-3

konsentrasi 0,2 N


26


α

0,542

=

390,55

= 1,388 x 10-3

g. Penentuan nilai Ka Ka =



C × α 2 1 − α

konsentrasi 1 N Ka =

1 N × (4,967 × 10 −4 ) 2 1 − 4,967 × 10

−4

-7

= 2,468 x 10 

konsentrasi 0.8 N 1 N × (5,889 × 10 − ) 4

Ka =

1 − 5,889 × 10 −

2

4

-7

= 2,776 x 10 

konsentrasi 0,6 N Ka =

1 N × (7,118 × 10 −4 ) 2 1 − 7,118 × 10 −

4

-7

= 3,042 x 10 

konsentrasi 0,4 N Ka =

1 N × (1,022 × 10 −3 ) 2 1 − 1,022 × 10 −

3

-7

= 4,182 x 10 

konsentrasi 0,2 N


27


1 N × (1,388 × 10 − )

3 2

Ka =

1 − 1,388 × 10 −

3

-7

= 3,858 x 10 h. Persamaan regresi

Y = A + Bx y = 1 / λc x = λc x

y

xy

x2

0,194 0,230 0,278 0,399 0,542 ∑x=1,6

5,155 4,348 3,597 2,506 1,845 ∑y=17,4

1 1 1 1 1 ∑xy =

0,038 0,053 0,077 0,159 0,295 ∑x2=0,6

43 x=

51

No . 1 2 3 4 5

0,329

B=

=

y=

5 xy =

3,490

1

21 x2 = 0,124

(n. ∑ xy ) − (∑ x. ∑ y ) (n. ∑ x 2 ) − (∑ x) 2 (5 × 5) − (1,643 × 17,451) (5 × 0,621) − (1,643) 2

= -9,054

A = y – Bx = 3,490 – (-9,054 x 0,329) = 6,469 Ka asam lemah


28


Ka =

1 A.λ o

2

=

1 6,469 × 390,55 -6

= 1,013 x 10


29


4.2 Pembahasan Pada

percobaan

ini

bertujuan

untuk

menentukan

tetapan

kesetimbangan asam lemah. Dimana disini asam lemah yang digunakan adalah asam asetat. Asam asetat merupakan salah satu elektrolit lemah, dimana larutan ini merupakan pengahantar listrik yang kurang baik. Asam aseat dibuat dalam berbagai konsentrasi yang bertujuan untuk melihat dan mempelajari daya hantar listrik elektrolit dan juga melihat pengaruh konsentrasi terhadap ion. Pada pengukuran hantaran jenis elektrolit lemah seperti asam asetat ini perlu dikoreksi terhadap hantaran jenis air karena elektrolit lemah

memiliki

kesetimbangan

kecil

dan

nilai

tetapan

kesetimbangan air juga kecil. Disini juga dilakukan pengukuran


30


terhadap KCl yang berguna untuk menentukan hantaran jenis larutan lain, dimana nilai hantaran jenis KCl dianggap sebagai konstan. Dari percobaan yang dilakukan maka dapat diketahui bahwa semakin kecil konsentrasi, maka semakin kecil nilai hantarannya. Begitu juga sebaliknya, semain besar konsentrasi, maka semakin besar pula nilai hantarannya. Ini berarti nilai hantaran berbanding lurus dengan konsentrasi. Hal ini disebabkan oleh berkurangnya jumlah

zat

yang

terionisasi

dalam

larutan

akibat

adanya

pengenceran. Dari data yag diperoleh dapat dilihat bahwa nilai hantaran KCl lebih besar dari pada nilai hantaran asam asetat. Dikarenakan KCl adalah elektrolit kuat, dapat terionosasi sempurna dibandingkan asam asetat yang merupakan elektrolit lemah. Untuk suhu yang dilakukan dari konsentrasi asam asetat didapat berbeda-beda, yaitu berkisar antara 26 sampai 27. Pada penentuan hantaran equivalen diperoleh kesimpulan bahwa semakin tinggi konsentrasi maka semakin kecil nilai hantarannya. Ini berarti hantaran equivalen berbanding terbalik dengan konsentrasi. Jumlah ion yang terdapat didalam larutan tergantung pada derajat ionisasi. Dari derajat ionisasi dapat ditentukan nilai Ka. Dari praktikum yang dilakukan didapatkan nilai Ka asam lemah yaitu 1,013 x 10-6.

V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Dari perhitungan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :


31


1. Nilai

konstanta

asam

lemah

akan

naik

dengan

naiknya

konsentrasi. 2. Hantaran suatu zat sangat dipengaruhi oleh : • konsentrasi

Konsentrasi berbanding lurus dengan hantaran suatu zat.Jika konsentrasi besar maka hantarannya juga besar. • suhu

Jika suhu besar maka mempercepat daya hantar suatu zat.

5.2 Saran

Untuk mendapatkan hasil yang lebih sesuai dengan yang diinginkan maka disarankan kepada praktikan selanjutnya agar : a.

memahami cara kerja dengan baik

b.

tepat dalam membuat zat sebagai standar

c.

teliti

dalam melakukan

pengenceran

zat

karena

perbedaan konsentrasi dapat mempengaruhi nilai hantaran.

JAWABAN PERTANYAAN


32


1.

Hantaran jenis adalah perbandingan daerah elektroda dengan jarak elektroda atau daya hantar 1 cm3. Satuannya : ohm/cm Hantaran ekuivalen adalah hantaran larutan asam atau daya hantar larutan elektrolit sebanyak 1 g equivalen diantara 2 elektroda dengan jarak 1 cm. Satuannya : mho/cm2.

2.

Gunanya untuk mengukur hantaran larutan KCl 0,1 N adalah untuk menentukan hantaran jenis larutan lain dimana nilai-nilai hantaran jenis dianggap konstan.

3.

Bilangan transport adalah bilangan atau jumlah fraksi dari arus total yang dibawa oleh ion utama yang sering juga disebut dengan bilangan penghantar. Mobilitas ion adalah koefisien pembanding antara kecepatan ion dengan kuat medan listrik.

4. Perbedaan dari : Disosiasi

: perbandingan antara hantaran molar pada beberapa konsentrasi

dan hantaran molar pada pengenceran

tak hingga. Ionisasi : pengurangan larutan menjadi ion-ion penyusunnya. 5.

Pada pengukuran hantaran jenis elektroda lemah perlu dikoreksi terhadap hantaran jenis air karena elektrolit lemah memiliki nilai tetapan kesetimbangan kecil dan nilai tetapan kesetimbangan air juga kecil.

6.

Penentuan Ka untuk elektrolit 1-2 dengan pengukuran hantaran, penurunan persamaan : AB

→

[ A+] + [B-]

C(1-α) K=

( A)( B) ( AB)

=

αc

αc

(α c ) 2 C (1 − α )


33


α

=

Λc Λo

DAFTAR PUSTAKA

Day.R.A,A.L. Underwood.1988.ANALISA KIMIA KUANTITATIF. Edisi ke IV. Erlangga : Jakarta. Prof. Dr. Sukaharjo. KIMIA FISIKA. Penerbit

Rineka Cipta. IKIP

Jogjakarta. Vogel. 1979. ANALISA KUANTITATIF SEMI MIKRO. PT Kalman Media Pustaka : Jakarta. Www.belajarkimai.com.elektrolit.html.


34

Penentuan Tetapan Kesetimbangan Asam Lemah Secara Konduktometri

Recommend Documents