Penentuan Tetapan Kesetimbangan dalam Fa

HALAMAN PENGESAHAN

Laporan lengkap praktikum Kimia Anorganik dengan judul “Penentuan Tetapan Kesetimbangan dalam Fasa Cair” disusun oleh :

Nama : Nunung Triyana N I M : 081304031 Kelas : A

Kelompok : VIII

Telah diperiksa oleh asisten dan coordinator asisten dan dinyatakan diterima.

Makassar, Juni 2010 Koordinator Asisten Asisten

Muh. Saaid BL, S.Si. Abdul Tolip

Mengetahui,

Dosen Penanggung Jawab

A. Judul Percobaan

Penentuan Tetapan Kesetimbangan dalam Fasa Cair

B. Tujuan Percobaan

Menentukan tetapan kesetimbangan Kc esterifikasi

C. Landasan Teori

Suatu reaksi dikatakan setimbang apabila reaksi pembentukan dan reaksi penguraian padareaksi tersebut berlangsung dengan kecepatan yang sama sehingga tidak ada lagi perubahan ”bersih pada sistem tersebut. Ketika laju penguapan sama dengan laju pengembunan sistem dikatakan berada dalam keadaan seimbang. Pada keadaan seimbang ini bukan berarti proses penguapan dan pengembunan itu berhenti sama sekali ; kedua proses yang berlawanan itu tetap berlangsung, hanya saja laju keduanya sama, sehingga secara ”bersih” tidak ada lagi perubahan yang terjadi. Kondisi demikian kerap kali dinamakan sebagai keseimbangan dinamis (Bird, 1987).

Kesetimbangan adalah keadaan dimana reaksi berakhir dengan suatu campuran yang mengandung baik zat pereaksi maupun hasil reaksi. Hukum kesetimbangan adalah hasil kali konsentrasi setimbang zat yang berada di ruas kanan dibagi hasil kali konsentrasi setimbang zat yang berada di ruas kiri, masing-masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya (Takeuchi, 2008).

reaktan-a, b, c, d = Koofisien rekasi (Bird, 1987).

Kondisi kesetimbangan untuk sembarang sistem yaitu bahwa potensial kimia dari tiap konstituen pada seluruh sistem harus sama. Bila ada beberapa fase dari tiap konstituen, maka potensial kimia setiap konstituen pada setiap fase harus mempunyai nilai yang sama. Misalnya bila temperatur dan tekanan sembarang larutan air berada dalam kesetimbangan dengan uap air dan es padat, maka

(es) = H2O(l) =  H2O(uap)

(Dogra, 1990 : 446).

Salah satu ciri yng menunjukkan bahwa suatu sistem telah mencapai kesetimbangan adalah adanya sifat-sifat tertentu yang menjadi konstan dan dapat diukur. Hal ini digambarkan pada gambar di bawah. Pada gambar terlihat bahwa setelah melewati waktu tertentu (TE), baik konsentrasi reaktan maupun konsentrasi produk tidak berubah lagi (Bird, 1987 ; 158-159).

merupakan suatu system yang terdiri atas dua fasa yang berwujud padat (es) dan fasa yang berwujud cair (air), (Rahman, 2004 : 57).

Perubahan entalpi Gibbs yang disebabkan oleh perubahan suhu, tekanan, dan mol zat dinyatakan melalui persamaan

dG = -SdT + VdP + ∑ i idni

I potensial kimia, yang didefinisikan sebagai

i=

(

_dnidG

)

T , P ,∋¿

Merupakan besaran internsif karena merupakan turunan dari sifat ekstensif lainnya. oleh karena itu nilainya harus sama di semua tempat atau dalam suatu system pada keadaan kesetimbangan (Rohman, 2004 : 157).

Pada suatu reaksi kesetimbangan ditandai dengan anak panah yang berlawanan yang berlangsung pada suatu system homogeny (terdiri dari satu fasa), bentuk umum persamaan reaksi pada suhu tetap adalah sebagai berikut:

aA + bB + cC + …. xX + yY + zZ + … Pada To

bila reaksi sudah mencapai keadaan seimbang, banyaknya masing-masing reaktan dan produk sudah tidak berubah lagi sehingga dapat dinyatakan;

K = X x _Y y _Z z A a _B b _C c (Bird, 1987: 159-160).

Untuk suatu system reaksi dalam fasa cair dengan persamaan reaksi umum:

aA + bB cC + dD

besarnya energi bebas untuk reaksi tersebut pada suhu dan tekanan tetap dirumuskan secara matematik sebagai berikut:

Dengan G adalah energi bebas reaksi, Go adalah energi bebas standar, R

adalah tetapan gas, dan T adalah suhu system, aA, aB, ac, dan ao adalah aktivitas zat A, B, c, dan D yang dipangkatkan oleh koefisien masing-masing spesiesnya. Dalam kesetimbangan yang berlangsung pada suhu dan tekanan tetap, besarnya energi bebas hasil reaksi sudah sama dengan besarnya energi bebas pereaksi, sehingga perubahan energi bebas reaksi sama dengan nol, G = 0. Dan

persamaan diatas berubah menjadi pesamaan :

G = - RT ln ac _ad aa _ab

Dalam kesetimbangan, perbandingan nilai aktivitas zat-zat hasil reaksi terhadap pereaksi adalah tetap dan biasanya dinyatakan dengan Kc

Kc = ac _ad aa _ab

(Tim Dosen Kimia Fisik, 2010: 25).

D. Alat dan Bahan a) Alat

1. Erlenmeyer 3 buah

2. Corong Pisah 250 mL 1 buah 3. Corong biasa 1 buah 4. Gelas kimia 50 mL 1 buah 5. Gelas kimia 100 mL 1 buah 6. Gelas kimia 50 mL 1 buah 7. Gelas ukur 100 mL 1 buah 8. Batang pengaduk 1 buah 9. Lampu spirtus 1 buah 10. Kassa abses dan kaki tiga 1 buah 11. Botol semprot 1 buah 12. Nerasa digital

14. Oven

2. Menyiapkan 50 ml air panas dalam gelas kimia yang suhunya 40 o_C 3. Memasukkan 50 ml air panas ke dalam calorimeter yang berisi air

dingin tepat pada waktu menit ke enam.

4. Mencatat suhu air dalam calorimeter setiap 1 menit sambil terus di aduk 5. Mencatat suhu hingga diperoleh suhu relative tetap

6. Membuat kurva hubungan antara waktu dengan suhu untuk memperoleh suhu campuran yang tepat

b. Penentuan kalor pelarutan Integral CuSO4 dan CuSO4.5H2O 1. Menimbang secara kasar ± 10 gram Kristal Cuso4 . 5H2O 2. Menempatkan Kristal tersebut dalam mortar dan Alu 3. Menghancrkan sampai di dapat serbuk halus

4. Menimbang secara teliti 5 gram Kristal tersebut dengan neraca analitik 5. Menyiapkan calorimeter (yang telah ditentukan tetapannya). Kemudian

memasukkan 100 ml aquades

6. Mencatat suhu setiap 1 menit selama 5 kali pembacaan

8. Mencatat suhu saat Kristal ditambahkan, lalu di lanjutkan dengan pembacaan suhu setiap 1 menit sampai di peroleh suhu yang relative tetap

9. Memanaskan ± 5 gram Kristal halus Cuso4 . 5H2O sisa percobaan sebelumnya.

10. Mengaduk secara perlahan-lahan sampai semua hidratnya menguap seluruhnya di tandai dengan berubahnya warna serbuk dai biru menjai putih.

11. Menyimpan serbuk dalam eksikator sampai dingin.

12. Dengan menggunakan Cuso4 anhidrat, mengulangi langkah 4-8

F. Hasil Pengamatan

b) Penentuan Kalor Pelarutan Integral CuSO4.5H2O  Volume air dingin = 100 ml

 Massa CuSO4.5H2O = 5 gram

Menit ke- Suhu air dingin (o_{C Menit Ke- Suhu Campuran (}o_C)

2 28 7 28

3 28 8 28

4 28 9 28

5 28 10 28

c) Penentuan Kalor Pelarutan Integral CuSO4 anhidrat  Volume air dingin = 100 ml

 Massa CuSO4.5H2O = 5 gram

K=

50gram x4,2_gKJ (313−306)K−50gram x(306−301)K

306K−301K

K=1470J₅−_K1050J

K=420_5KJ=84_KJ

b) Penentuan Kalor Pelarutan Integral CuSO4.5H2O Dik : Tair dingin = 28 o_{C = 301 K}

H1 = _{n CuSO}Q1+_4.5Q_H2 _2O=_0,02030+0_mol=0kJ/mol c) Penentuan Kalor Pelarutan Integral CuSO4 anhidrat

Dik : Tair dingin = 28 o_{C = 301 K}

Dit : H1 CuSO4 anhidrat……?

Peny :

Kalor pelarutan integral CuSO4 anhidrat (H2)

CuSO4.5H2O(s) H1 _{CuSO4(s) + 5H2O}

H3 H2

CuSO4.5H2O(l)

H3 = H2 - H1

= 1,69 kJ/mol – 0 = 1,69 kJ/mol

H. Pembahasan

anhidrat), dimana kalor pelarutan integral merupakan kalor yang diserap dan dilakukan karena adanya sejumlah kalor yang diserap oleh calorimeter (wadah, thermometer, pengaduk) sehingga tidak semua perubahan suhu dapat diukur.

Pada percobaan selanjutnya, Kristal CuSO4.5H2O yang akan ditentukan kalor pelarutan integralnya, dilarutkan dengan 100 mL aquadest di dalam calorimeter. Selama proses pelarutan yang harus diperhatikan adalah perubahan suhu larutan, dimana suhu larutan dibaca setiap menit sampai diperoleh suhu yang konstan. Perlunya ditentukan suhu larutan konstan adalah untuk memudahkan dalam perhitungan harga kalor yang diserap atau dilepas karena jika suhunya tidak konstan maka akan sulit untuk menentukan suhu mana yang akan digunakan dalam perhitungan. Selain itu, yang perlu diperhatikan adalah larutan harus terus diaduk di dalam calorimeter agar semua Kristal CuSO4.5H2O benar-benar larut dan tidak mengendap.

Adapun pada penentuan kalor pelarutan integral CuSO4 anhidrat, hal pertama yang dilakukan adalah memanaskan Kristal CuSO4.5H2O dalam oven sampai Kristal berubah warna dari biru menjadi putih. Perubahan warna tersebut menandakan bahwa air yang terikat pada Kristal telah menguap. Selanjutnya Kristal anhidrat tersebut dilarutkan dengan aquadest di dalam calorimeter, mengamati perubahan suhu yang terjadi saat Kristal mulai dimasukkan sampai diperoleh suhu yang konstan

penambahan Kristal CuSO4.5H2O kedalam calorimeter, suhu larutan tetap sama sehingga tidak ada perubahan suhu (T=0). Sedangkan harga kalor pelarutan

CuSO4 anhidrat sebesar 1,6 kJ/mol yang berarti bahwa dalam setiap mol zat terlarut yang dilarutkan dalam satu mol pelarut system menyerap kalor sebesar 1,6 kJ

Dengan berdasarkan perhitungan dengan menggunakan hukum hess, diperoleh nilai pelarutan CuSO45H2O menjadi CuSO4 sebesar 1,9 kJ/mol. Adapun reaksinya :

CuSO45H2O(s)  CuSO4(l) + 5H2O(aq)

Nilai H yang positif menandakan bahwa reaksi yang terjadi berlangsung

secara endoterm atau kalor berpindah dari lingkungan ke system.

I. Kesimpulan dan Saran a. Kesimpulan

1) Nilai tetapan calorimeter pada percobaan ini adalah 84 J/K

2) Kalor pelarutan integral CuSO45H2O adalah 0 kJ/mol yang artinya tidak terjadi pelepasan ataupun penyerapan kalor

3) KAlor pelarutan ntegral CuSO4 anhidrat adalah 1,6 kJ/mol yang berarti dibutuhkan kalor sebesar 1,6 kJ untuk melarutkan tiap mol CuSO4 anhidrat.

4) Kalor pelarutan CuSO4 menjadi CuSO45H2O sebesar 1,69 kJ/mol b. Saran

kepada asisten untuk memberikan pemahaman kepada praktikan tentang prosedur kerja sebelum praktikum dimulai.

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, hiskia. 2001. Stoikiometri Energetika Kimia. Bandung : PT Citra Aditya Bakti.

Anonim. 2006. Pengertian/Definisi Kalor dan Teori Kalor Umum Dasar.

Http://organisasi.org/pengertian-definisi-kalor-dan-teori-kalor-umum-dasar-kuantitas-jumlah-panas/ diakses pada 14 April 2010.

Anonim. 2010. Kalorimeter Larutan. http://id.wikipedia.org/wiki/kalorimeter/diakses pada 13 April 2010.

Atkins, P.W. 1999. Kimia Fisik Edisi Keenam Jilid Keempat. Jakarta : Erlangga.

Rohman, Ijang. 2004. Kimia Fisik I. Malang : JICA.

Tim Dosen Kimia Fisik. 2010. Penuntun Praktikum Kimia Fisik 1. Makassar : Laboratorium Kimia, FMIPA, UNM.

1. Q1 = m c (Tc-T1) Q2 = m c (T2-Tc) dt = Tc-T1

K = Q2_dt+Q1=m2c(T2−Tc_Tc)−m1c(Tc−T1) −Ti

2. Kegunaan nilai K adalah untuk mengetahui sejumlah kalor yang diserap oleh calorimeter

3. Suhu awal  T1 (suhu air dingin) Suhu akhir  Tc (suhu campuran) 4. H = k. T  dimana k = J/K

5. Nilai k dalam percobaan = 84 J/K

6. Kalor integral pelarutan CuSO4.5H2O = 0 kJ/mol Kalor integral pelarutan CuSO4 = 1,6 kJ/mol

7. Kalor pelarutan CuSO4 menjadi CuSO4.5H2O adalah 1,69 kJ/mol