LAPORAN PERCOBAAN 4 KESETIMBANGAN: HASIL KALI KELARUTAN
ABSTRAK
Percobaan
ini bertujuan untuk membuat suatu larutan jenuh, menentukan kelarutan, dan
menentukan hasil kali kelarutan garam CaCO3. Prosedur kerja yang
digunakan pertama-tama adalah mencampurkan CaCO3 jenuh dengan HCl,
kemudian pada larutan tersebut ditambahkan NaOH dan indikator metil jingga,
kemudian larutan tersebut dititrasi dengan larutan HCl hingga terjadi perubahan
warna dari kuning menjadi merah muda. Titrasi sampai 3 kali. Setelah didapatkan
rata-rata volume HCl yang digunakan, barulah nilai Ksp nya dapat dihitung.
Hasil
kali kelarutan atau Ksp merupakan hasil kali konsentrasi ion-ion yang terlarut
dalam larutan tersebut dimana pada suhu tertentu terjadi kesetimbangan antara
konsentrasi ion-ion tersebut dengan padatannya. Setelah dilakukan perhitungan,
ternyata harga Ksp yang didapatkan berbeda dengan nilai teoritisnya. Pada
perhitungan didapatkan harga Ksp CaCO3 sebesar 4 x 10-6 M2
sedangkan secara teoritis adalah 4,9 x 10-9 M2.
Perbedaan yang besar ini dikarenakan ion yang berperan serta dalam
kesetimbangan kelarutan secara bersamaan juga terlibat dalam kesetimbangan asam
basa atau ion kompleks. Faktor lainnya yang berpengaruh adalah bahan-bahan yang
dipergunakan sudah lebih dahulu teroksidasi, selain itu kurang sterilnya
alat-alat yang digunakan sehingga akan mempengaruhi konsentrasi larutan
tersebut, dan kurang tepatnya praktikan pada saat mengukur volume larutan
Kata kunci : Larutan, ksp, kesetimbangan, kelarutan,
larutan jenuh.
PERCOBAAN
4
KESETIMBANGAN:
HASIL KALI KELARUTAN
4.1
PENDAHULUAN
4.1.1
Tujuan Percobaan
Tujuan
dari percobaan ini adalah membuat larutan jenuh CaCO3, menentukan kelarutan garam CaCO3
dan menentukan hasil kali kelarutan garam CaCO3.
4.1.2
Latar Belakang
Kelarutan
adalah jumlah zat terlarut yang membentuk suatu larutan jenuh dengan pelarutnya
pada suhu tertentu. Kelarutan zat-zat yang ada berbeda-beda antara satu dengan
lainnya dan pada konsentrasi yang sama. Pada umumnya kelarutan suatu zat tertentu
tergantung temperatur dan ion-ionnya.
Dalam
perindustrian ada banyak aplikasi yang digunakan berdasarkan reaksi
kesetimbangan. Misalnya pembuatan ammonia menurut Haber-Bosch, dan pembuatan asam
sulfat menurut proses kotak industri. Dalam proses industri tersebut kondisi
reaksi diusahakan menggeser kesetimbangan ke arah produk dan
meminimalkan reaksi balik.
Pada
percobaan ini, dimaksudkan
agar praktikan dapat dalam menentukan kelarutan. Dalam kelarutan tersebut juga
seorang praktikan dapat menentukan hasil kali kelarutan suatu garam. Hal ini
ditentukan dengan menggunakan konsep kesetimbangan kimia.
4.2
DASAR TEORI
Konsentrasi
kesetimbangan mencerminkan kecendrungan intrinsik atom untuk hadir sebagai
molekul-molekul reaktan atau
produk,meskipun sejumlah konsentrasi yang memenuhi kondisi setimbang tersebut
bisa terjadi begitu besar,hanya ada satu rumus umum dalam larutan adalah:
aA(aq)+bB(aq)↔cC(aq)+dD(aq)……………………………………………...(4.1)
K
= [C] ͨ [D] ͩ ………………………………………………………………….(4.2)
[A] ͣ [B] ᵇ
………………………………………………………………....….(4.2)
Pangkat-pangkat
dalam rumus diatas adalah koefisien-koefisien dari reaktan dan produk tersebut
di dalam persamaan reaksi yang sudah setimbang (Underwood,1999: 432).
Kesetimbangan
berlangsung apabila larutan jenuh dari garam yang sedikit larut bersentuhan
dengan garam yang belum larut. Misalnya,beberapa gram garam yang sedikit larut
dibenamkan dalam gelas air. Hanya sekuantitas kecil akan larut dan menghasilkan
ion-ion dalam larutan. Persamaan yang dapat ditulis yaitu suatu larutan asam
klorida ditambahkan ke suatu larutan perak nitrat:
AgCl(s)↔Ag++Cl¯……………………………………………………………(4.3)
Tetapan
kesetimbangan untuk reaksi pelarutan ini adalah:
Kc = [Ag+][Cl¯]………………………………………………………………..(4.4)
[AgCl]
………………….……………………………………………..(4.4)
Untuk
suatu larutan jenuh perak klorida,pengaruh zat padat yang terlarut AgCl (s),berapa
saja adalah konstan,tidak bergantung pada banyaknya zat yang tidak terlarut
yang terdapat pada penjenuhan:
[AgCl(s)] = K atau (Kc)
(K) = Ksp = [Ag+] [Cl¯]…………………………….(4.5)
Hasil
kali dua tetapan (Kc) (K) dinyatakan sebagai tetapan Ksp yang disebut tetapan
hasil kali kelarutan untuk AgCl,tetapan itu sama dengan hasil kali konsentrasi
ion Ag+ dan Cl¯ dalam mol per liter larutan jenuh. Untuk persamaan
umum,persamaan kesetimbangan pelarut adalah:
AmBn(s)↔mAn++nBm-………………………………………………………...(4.6)
Dengan
rumus Ksp-nya:
Ksp = [An+]m [Bm-] n …………………………………………………………..(4.7)
(Keenan,1986:
2).
Faktor-faktor yang mempengaruhi
kesetimbangan:
1. Konsentrasi, jika konsentrasi suatu
zat ditingkatkan, kesetimbangan
bergeser menjauhi zat
tersebut dan sebaliknya.
2. Tekanan, jika tekanan ditambah, kesetimbangan bergeser
ke jumlah koefisien yang kecil dan sebaliknya.
3. Volume, jika volume diperbesar
maka kesetimbangan bergeser ke jumlah yang besar, dan sebaliknya.
4. Suhu, jika suhu dinaikkan, kesetimbangan bergeser
ke reaksi endoterm, dan
jika suhu diturunkan
maka kesetimbangan bergeser ke reaksi eksoterm, jika reaksi bergeser ke kanan, Kc bertambah, dan jika reaksi
bergeser ke kiri Kc berkurang.
(Amelia,2010).
Setiap zat, baik elektrolit maupun non-elektrolit
selalu dapat larut dalam zat cair. Sering kita dengar orang mengatakan dapat
larut atau tidak dapat larut, padahal
pelarut yang digunakan adalah zat cair. Sebenarnya, dalam hal itu lebih
tepat dikatakan mudah larut atau sukar larut. Elektrolit-elektrolit ada yang
terdiri dari beberapa macam garam dan basa yang mempunyai bentuk padat dan
sukar larut dalam air. Meskipun demikian, apabila
zat-zat tersebut dilarutkan dalam air maka sebagian kecil dapat larut juga.
Bagian zat yang larut tersebut mengalami ionisasi. Larutan dapat dikelompokkan
dalam 3 kategori, yaitu
larutan jenuh, kurang
jenuh, dan
lewat jenuh:
a. Larutan
kurang jenuh adalah larutan yang masih dapat melarutkan zat terlarut.
b. Larutan
jenuh adalah larutan yang tidak dapat lagi melarutkan zat terlarut.
c. Larutan
lewat jenuh adalah larutan yang tidak dapat lagi melarutkan zat terlarut, sehingga terdapat
endapan.
(Ratih,2001: 57-58).
Kelarutan adalah jumlah zat yang dapat
larut sehingga menjadi larutan tepat jenuh dalam 1 liter pelarut. Kelarutan
dapat dipengaruhi oleh temperatur. Kenaikan temperatur pada umumnya akan
memperbesar kelarutan suatu zat. Kelarutan suatu zat padat (garam atau basa)
dalam air pada temperatur tertentu menyatakan banyaknya mol zat tersebut yang
dapat larut dalam 1 liter air, sehingga
terbentuk suatu larutan tepat jenuh. Jadi, satuan untuk kelarutan
zat adalah mol/liter atau gram/liter. Terdapat perbedaan mendasar antara
kelarutan dan hasil kali kelarutan. Perbedaannya terletak pada zat terlarut dan pelarut yang
digunakan. Pada kelarutan, zat
terlarutnya sembarang, boleh
zat elektrolit atau zat non-elektrolit, sehingga pelarutnya
juga sembarang zat cair. Lain halnya dengan hasil kali kelarutan, zat terlarutnya hanya
zat elektrolit yang sukar larut dalam air dan pelarutnya juga hanya air
(Ratih,2001: 58).
Zat-zat beserta ion-ionnya yang sukar
larut dalam air berada dalam kesetimbangan dan mempunyai harga tetapan
kesetimbangan (K) sangat kecil. Untuk menyatakan jumlah ion yang berada dalam
kesetimbangan pada zat yang sukar larut dalam larutan tepat jenuh digunakan
istilah hasil kali kelarutan. Hasil kali kelarutan adalah hasil kali
konsentrasi ion-ion dalam larutan tepat jenuh dipangkatkan koefisien reaksi.
Hasil kali kelarutan ditulis dengan notasi Ksp (sp=solubility product). Kelarutan zat elektrolit yang sukar larut
dalam air ditulis dengan notasi s, satuannya mol/liter (Ratih,2001: 58).
Khusus untuk zat elektrolit,terdapat
hubungan antara kelarutan dan hasil kali kelarutan. Hal itu dapat terlihat pada
larutan,baik larutan kurang jenuh, tepat jenuh, maupun lewat jenuh.
Larutan kurang jenuh jika hasil kali konsentrasi ion-ion dipangkatkan koefisien < Ksp. Larutan tepat jenuh jika hasil kali
konsentrasi ion-ion dipangkatkan koefisien = Ksp. Larutan lewat jenuh jika
hasil kali konsentrasi ion-ion dipangkatkan koefisien > Ksp. Mengacu pada definisi di atas untuk
elektrolit AxBy menjadi: Jika [Ay+]x. [Bx-]y
< Ksp AxBy, berarti
larutan kurang jenuh. Jika [Ay+]x. [Bx-]y
= Ksp AxBy, berarti
larutan tepat jenuh. Jika [Ay+]x. [Bx-]y > Ksp AxBy, berarti larutan lewat
jenuh (Ratih,2001: 62).
Reaksi kimia berlangsung maka laju
reaksi berkurang dan konsentrasi pereaksi berkurang. Dalam banyak hal setelah
waktu tertentu reaksi dapat berkesudahan,yaitu semua pereaksi habis bereaksi.
Namun banyak reaksi tidak berkesudahan dan pada perangkat kondisi tertentu, konsentrasi pereaksi
dari produk reaksi menjadi tetap. Reaksi demikian disebut reaksi reversible dan mencapai kesetimbangan.
Pada reaksi ini produksi reaksi menjadi tetap dan reaksi pada semacam ini
produk reaksi yang terjadi bereaksi membentuk pereaksi. Ketika reaksi
berlangsung laju reaksi ke depan (ke kanan) sedangkan laju reaksi sebaliknya
bertambah, sebab
konsentrasi pereaksi berkurang dan konsentrasi pereaksi bertambah
(Wilson,1998).
4.3 METODOLOGI PERCOBAAN
4.3.1 Alat dan Rangkain Alat
Alat-alat yang digunakan pada percobaan
ini adalah:
Ø Statip
Ø Buret
Ø Corong
Ø Botol
semprot
Ø Propipet
Ø Pipet
tetes
Ø Pipet
gondok 10 ml
Ø Pipet
gondok 15 ml
Ø Pipet
gondok 25 ml
Ø Erlenmeyer
250 ml
Ø Gelas
piala 250 ml
Ø Gelas
piala 2000 ml
4.3.2 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah:
Ø Larutan
jenuh
Ø Larutan
HCl 1 M
Ø Larutan
NaOH 1 M
Ø Indikator
metil jingga
Ø Akuades
4.3.3 Prosedur
Kerja
1. Mengambil
larutan jenuh CaCO3 sebanyak 25 ml,kemudian memasukkan ke dalam Erlenmeyer 250
ml.
2. Menambahkan
larutan HCl 1 M sebanyak 5 ml ke dalam Erlenmeyer 250 ml.
3. Menambahkan
larutan NaOH 1 M sebanyak 10 ml dan menambahkan
indikator
metil jingga sebanyak tiga tetes.
4. Memasukkan
larutan HCl 1 M ke dalam buret.
5. Mentitrasi
larutan hasil campuran kerja (3) dengan larutan HCl dari buret. Hentikan titrasi jika
larutan telah berubah warna dari kuning menjadi merah muda,mencatat volume
HCl 1 M. Mengulang
titrasi sampai 3 kali dengan mengulangi langkah 1-5.
6. Merata-ratakan
volume HCl 1 M. Menghitung
Ksp CaCO3 dan membandingkan dengan harga Ksp teoritisnya.
4.4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.4.1
Hasil
Tabel 4.1 Hasil Pengamatan Pada Larutan
CaCO3
No.
|
Langkah
Kerja
|
Hasil
Pengamatan
|
1.
|
Mengambil
larutan jenuh CaCO3 25 ml dan memasukkan ke dalam Erlenmeyer 250
ml.
|
Warna
bening
|
2.
|
Menambahkan
HCl 1 M sebanyak 5 ml.
|
Tetap
bening
|
3.
|
Menambahkan
NaOH 1 M 10 ml.
|
Tetap
bening
|
4.
|
Menambahkan
metal jingga 3 tetes.
|
Berubah
menjadi kuning
|
5.
|
Mentitrasi
dengan HCl yang miniskus awalnya 1,6 ml dan miniskus akhir 6,7 ml.
|
Warna
berubah menjadi merah muda
V1
= 5,1 ml
|
6.
|
Pengulangan
kedua dengan miniskus awal 6,7 ml dan akhir 11,8 ml.
|
V2
= 5,1 ml
|
7.
|
Pengulangan
ketiga dengan miniskus awal 11,8 ml dan akhir 16,9 ml.
|
V3
= 5,1 ml
|
8.
|
Menghitung
rata-rata volume HCl yang dipakai untuk titrasi.
|
= 5,1 ml
|
4.4.2
Pembahasan
Pada
percobaan ini praktikan menjelaskan tantang CaCO3,yaitu
kesetimbangan garam CaCO3 dengan kelarutan dan hasil kali kelarutan.
Larutan jenuh CaCO3 adalah larutan yang tepat akan mengendap apabila
di dalamnya ditambahkan padatan CaCO3, dimana padatan tersebut
tidak akan larut dan membentuk endapan kembali. CaCO3 merupakan
garam yang mempunyai sifat elektrolit dan juga mempunyai kesetimbangan yang
tergolong kecil.
Saat
percobaan dimulai, dilakukan
pencampuran larutan jenuh CaCO3 dengan larutan HCl 1 M. Pencampuran
larutan jenuh CaCO3 dengan larutan HCl 1 M dimaksudkan untuk
menjadikan HCl sebagai pelarut untuk melarutkan endapan CaCO3, karena CaCO3
mudah larut dalam HCl. Reaksi yang terjadi adalah:
CaCO3
+ 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
Dari
reaksi diatas terlihat bahwa koefisien pada HCl lebih besar daripada koefisien
CaCO3 karena Ca2+ dan Cl2-. Jadi, untuk bereaksi dengan
Ca2+ pada CaCO3 maka akan diperlukan 2 kali HCl yang
memiliki H+ dan Cl-,sehingga akan terbentuk CaCl2.
Reaksi
yang terjadi tersebut berakibat menyisakan HCl karena tidak diketahui banyaknya
Ca2+ yang ada di dalam larutan CaCO3, sehingga ketika
dilakukan penambahan larutan NaOH 1 M, maka HCl yang berlebih tersebut akan
bereaksi dengan NaOH. Reaksi yang terjadi adalah:
HCl
+ NaOH → NaCl + H2O
Setelah
penambahan NaOH, larutan
tersebut ditambahkan metil jingga yang mempunyai trayek pH sebesar 3,1 - 4,4
sebanyak 3 tetes. Sehingga larutan tersebut yang pada saat ditambahkan HCl dan
NaOH tetap berwarna bening, berubah
menjadi berwarna kuning. Ini menandakan dalam larutan masih terdapat HCl sisa, oleh karena itu
dilakukan titrasi untuk mengetahui banyaknya volume HCl yang diperlukan agar
bereaksi dengan NaOH.
Titrasi
dilakukan hingga terjadi perubahan warna dari kuning menjadi merah muda, karena pada saat ini
larutan telah setimbang dan mencapai titik ekuivalen. Titik ekuivalen yaitu
titik dimana perbandingan konsentrasi asam yaitu HCl yang bereaksi sama dengan
konsentrasi NaOH sebagai basa yang bereaksi. Dengan kata lain titik saat asam
(HCl) dan basa (NaOH) telah tepat habis bereaksi.
Kesetimbangan
yang terbentuk pada percobaan kali ini adalah kesetimbangan heterogen, yaitu kesetimbangan
dengan 2 fase lebih atau wujud yang berbeda. Reaksinya dapat ditulis:
CaCO3
+ 2HCl + 2NaOH ↔ CaCl2 + Na2CO3 + 2H2O
Dalam
percobaan ini dilakukan tiga kali titrasi. Titrasi dilakukan untuk mengetahui
banyaknya volume HCl yang digunakan untuk bereaksi dengan NaOH. Pada proses
titrasi tersebut didapatkan volume HCl yang digunakan pada titrasi pertama sebesar
5,1 ml, kedua
sebesar 5,1 ml, dan
ketiga juga tetap sebesar 5,1 ml, sehingga
dirata-ratakan volumenya tetap sebesar 5,1 ml.
Pada
perhitungan Ksp garam CaCO3,diperoleh harga Ksp adalah 4x10-6
M2. Harga Ksp dari perhitungan tersebut ternyata tidak sama dengan
harga nilai Ksp teoritisnya, yaitu
4,8x10-9 M2. Perbedaan ini kemungkinan terdapat kesalahan
beberapa faktor saat titrasi. Beberapa faktor tersebut seperti pengukuran
volume bahan, ketika
pengenceran, suhu
ruangan yang tidak sesuai sejumlah 25o C, dan juga pada
kebersihan alat-alat yang kemungkinan kurang bersih atau terkontaminasi dengan
zat lain sehingga mengakibatkan data yang diperoleh masih kurang akurat.
4.5
PENUTUP
4.5.1
Kesimpulan
Kesimpulan yang didapat dari
percobaan ini adalah:
1. Larutan
jenuh adalah larutan yang terbentuk dalam keadaan dimana ion-ion yang larut
kembali membentuk padatan.
2. Kelarutan
adalah jumlah maksimum zat yang dapat larut dalam sejumlah pelarut tertentu.
3. Hasil
kali kelarutan adalah hasil kali konsentrasi ion-ion pada larutan tepat jenuh dipangkatkan
koefisien reaksi masing-masing.
4. Kelarutan
garam CaCO3 yang diperoleh dari percobaan ini sebesar 0,002 M
5. Nilai
Ksp CaCO3 yang didapat pada percobaan ini sebesar 4x10-6
M2.
4.5.2
Saran
Sebelum
memulai praktikum,hendaknya praktikan terlebih dulu mengecek semua alat-alat
yang akan digunakan agar dalam keadaan steril. Praktikan juga diharapkan fokus
dan teliti terhadap percobaan, agar
hasil yang didapat maksimal dan juga akurat. Karena jika terjadi keteledoran
pada percobaan maka hasil yang didapat mungkin akan berbeda dengan teoritis.
DAFTAR
PUSTAKA
Amelia.2010.”Kesetimbangan
Kimia”.
Diakses pada 19-10-2011.
Keenan,C.W.1986.”Kimia
Untuk Universitas”.Erlangga: Jakarta.
Ratih,Kartini.2001.”Sains
Kimia 3a”.Bumi Aksara: Jakarta.
Underwood,A.L,dkk.1999.”Analisa
Kimia Kuantitatif”.Erlangga: Jakarta.
Wilson.1998.”Organic
Chemistry”.
diakses pada 19-10-2011.
NB:
File diatas ada beberapa yang dihilangkan seperti gambar, karena tidak
bisa copy paste langsung. Namun bagi kawan-kawan yang ingin
mendownload filenya bisa mendownload file yang aslinya dengan gambar.
Silakan download disini
0 komentar:
ANDA SUKA DENGAN ISI ARTIKEL BLOG SAYA?? JANGAN LUPA UNTUK DI KOMEN, LIKE DAN FOLLOW YA. DAN INGAT, HARUS SOPAN. . .
HARAP MENULIS NAMA BILA KOMEN, AGAR KITA LEBIH SALING MENGENAL. SALAM BLOGGING. . .