Tetapan Ionisasi Asam
03 Desember 2014
Wiji Dwi Utami
1113016200014
Abstrak
Telah dilakukan percobaan mengenai tetapan ionisasi asam yang bertujuan untuk menentukan derajat ionisasi dan harga tetapan kesetimbangan ionisasi larutan asam asetat. Dalam penentuan derajat ionisasi dan tetapan kesetimbangan ionisasi larutan asam asetat, terlebih dahulu mengukur hantaran jenis larutan asam asetat menggunakan konduktometer. Larutan yang digunakan dalam percobaan ini antara lain larutan NaCl, HCl, KCl, dan CH3COONa dengan konsentrasi 0,1 M; 0,05 M; dan 0,025 M. Dan larutan asam asetat 0,1 M; 0,05 M; dan 0,01 M. Berdasarkan hasil percobaan didapatkan nilai derajat ionisasi dari larutan CH3COOH 0,1 M; 0, 05; dan 0, 025 masing-masing derajat ionisasinya sebesar 0,05; 0,025; dan 0,08. Dan harga tetapan kesetimbangan ionisasi (K) larutan CH3COOH 0,1 M; CH3COOH 0,05 M; dan CH3COOH 0,01 M berturut-turut sebesar 2,63𝑥10−4; 3,2𝑥10−5; dan 6.9𝑥10−5.
Kata kunci: Asam asetat, Konduktometer, Hantaran Jenis, Derajat Ionisasi, Tetapan Kesetimbangan Ionisasi.
Pendahuluan
Konduktivitas merupakan suatu besaran yang diturunkan, karena tak dapat diukur langsung. Untuk larutan elektrolit, biasanya menyatakan besaran yang disebut dengan konduktivitas molar, L. Ini adalah konduktivitas larutan yang mengandung 1 mol zat terlarut antara dua elektroda yang besarnya tak terhingga, dan berjarak 1 cm satu sama lain.
Dengan K konduktivitas, V volume, dan C konsentrasi. Konduktivitas molar dinyatakan dalam satuan W-1cm2mol-1. (Atkins, 1997)
Daya hantar jenis suatu larutan (Ls) merupakan besarnya daya hantar 1 cm3 larutan dengan luas penampang 1 cm2, dengan satuan ohm-1 cm-1. Daya hantar jenis dapat ditentukan secara langsung menggunakan alat konduktometer. (Endang, http://staff.uny.ac.id)
Pada suhu tertentu, kekuatan asam HA diukur secara kuantitatif dengan Ka. Semakin besar Ka, semakin kuat asamnya – artinya, semakin tinggi konsentrasi ion H+ pada kesetimbangan karena ionisasinya. Karena ionisasi asam lemah tidak pernah sempurna, semua spesi (asam yang tidak terionisasi, ion H+, dan ion A- berada pada kesetimbangan. (Chang, 2005: 105).
Banyak atau sedikitnya molekul zat yang terionisasi dinyatakan dalam derajat ionisasi. Derajat ionisasi (α) merupakan perbandingan banyaknya molekul zat yang terurai dengan banyaknya molekul zat mula-mula :
𝐷𝑒𝑟𝑎𝑗𝑎𝑡 𝐼𝑜𝑛𝑖𝑠𝑎𝑠𝑖 (𝛼) =𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑚𝑜𝑙 𝑧𝑎𝑡 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑛𝑖𝑠𝑎𝑠𝑖 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑚𝑜𝑙 𝑧𝑎𝑡 𝑚𝑢𝑙𝑎 − 𝑚𝑢𝑙𝑎
Asam asetat adalah asam lemah, maka sebagian kecil atau sedikit dari molekul asam asetat terurai menjadi ion H+ dan ion CH3COO-, kaena hanya sedikit terurai menjadi ion-ionnya maka terjadi reaksi kesetimbangan ( ):
CH3COOH H+ + CH3COO-
Tetapan Ionisasi asam dari CH3COOH dapat ditentukan sebagai berikut: 𝐾𝑎 =[CH3COO−][H+]
[𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻] (kimia.upi.edu)
Derajat disosiasi α dapat diberikan oleh persamaan :
dimana hantaran molar pada beberapa konsentrasi C, dan adalah hantaran molar pada pengenceran tidak terhingga. Hubungan di atas hanya berlaku untuk elektrolit lemah, dimana pengaruh interaksi ion minimum. Jika derajat disosiasi diketahui,
dengan mudah kita dapat menghitung konstanta disosiasi dari elektrolit lemah, misalnya untuk suatu elektrolit 1:1 (Dogra,2009 : 490)
Suatu kesetimbangan antara ion dan molekul dapat ditangani secara matematis dengan cara yang sama seperti suatu kesetimbangan dalam mana semua spesinya adalah molekul. Untuk semua larutan encer, konsentrasi molar dari air, [H2O], praktis sama, yakni sekitar 55 M. Dengan pengetahuan ini, persamaan dapat ditulis sebagai:
Karena H3O+ dengan H+ sekedar lambang yang berlainan untuk proton dalam larutan air, maka [H3O+] = [H+]. Setelah menggantikan [H3O+] dengan [H+] dalam persamaan dan menata ulang persamaan diperoleh
Perkalian dua tetapan Kc × 55 diungkapkan dengan tetapan Ka, yang disebut tetapan pengionan asam. (Keenan, 1980: 602-603).
Metodologi
Praktikum “Tetapan Ionisasi Asam” ini dilakukan di Laboratorium Pendidikan Kimia, Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan, UIN Syarif Hidayatullah Jakarta pada hari Rabu, 03 Desember 2014 pukul 13.00-17.00 WIB.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam percobaan ini antara lain Sel konduktometer (1 buah), gelas beaker 50 mL (8 buah), pipet tetes, batang pengaduk, spatula, gelas ukur. Sedangkan bahan yang digunakan adalah aquades, Kristal KCl, larutan NaCl 0,1 M, larutan HCl 0,1 M, larutan natrium asetat 0,1 M, larutan asam asetat 0,1 M.
Pertama, membuat larutan KCl 1 demal sebanyak 50 ml. Mengisi sel konduktometer dengan larutan ini secukupnya. Kemudian mengukur tahanan sel. Pengukuran dilakukan pada 25°C dan berlaku untuk cairan yang lain. Kedua, mencuci sel dengan akuades sampai bersih, lalu mengisinya dengan akuades dan menentukan tahanannya. Ketiga, membuat laruan NaCl pada berbagai konsentrasi yaitu: 0,1 M; 0,05 M; 0,025 M. Kemudian menentukan tahanan masing-masing larutan tersebut dengan sel konduktometer. Keempat, melakukan langkah ketiga terhadap larutan-larutan HCl dan natrium asetat. Kemudian menentukan besarnya tahanan larutan asam asetat pada konsentrasi 0,1M, 0,05 M, dan 0,01 M.
Hasil dan Pembahasan
Larutan Konsentrasi Tahanan (R)
KCl 1 demal 114,3 mS Akuades - 127,9 µS NaCl 0,1 M 108,4 mS 0,05 M 81,6 mS 0,025 M 66,3 mS HCl 0,1 M 127,6 mS 0,05 M 140,7 mS 0,025 M 109,9 mS CH3COONa 0,1 M 72,3 mS 0,05 M 44,0 mS 0,025 M 23,9 mS CH3COOH 0,1 M 4,69 mS 0,05 M 2,55 mS 0,01 M 2,14 mS
Percobaan kali ini bertujuan untuk menentukan besarnya derajat ionisasi dan harga tetapan kesetimbangan ionisasi (K) larutan asam asetat. Dalam percobaan ini kami menggunakan larutan asam asetat dengan konsentrasi yang berbeda, yaitu 0,1 M; 0,05 M; dan 0,01 M.
Untuk mengetahui nilai derajat ionisasi dari larutan asam asetat, kami mengukur terlebih dahulu hantaran jenis dari masing-masing larutan menggunakan konduktometer. Kemudian dari nilai hantaran jenis tersebut dapat dicari daya hantar ekivalen dari masing-masing larutan yang nanti akan digunakan untuk menentukan besarnya derajat ionisasi. Berdasarkan hasil perhitungan menggunakan persamaan 𝛼 =˄°˄; diperoleh nilai derajat ionisasi dari larutan CH3COOH 0,1 M, CH3COOH
0,05 M, dan CH3COOH 0,01 M berturut-turut sebesar 0,05; 0,025; dan 0,08. Nilai derajat ionisasi ini sesuai dengan teori dalam literature yang menyebutkan bahwa besarnya derajat ionisasi dari larutan asam asetat adalah kurang dari 1. Karena larutan asam asetat merupakan asam lemah, dimana saat dilarutkan di dalam air, hanya sebagian kecil molekulnya yang terionisasi menjadi ion H+ dan ion CH3COO-.
Selanjutnya dari hasil perhiungan derajat ionisasi dapat ditentukan tetapan kesetimbangan ionisasi dari larutan asam asetat tersebut dengan menggunakan persamaan: 𝐾𝑐 = 𝐶𝛼2/(1 − 𝛼). Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh harga
tetapan kesetimabngan ionisasi (K) larutan CH3COOH 0,1 M; CH3COOH 0,05 M; dan CH3COOH 0,01 M berturut-turut sebesar 2,63𝑥10−4; 3,2𝑥10−5; dan 6.9𝑥10−5.
Kesimpulan
Berdasarkan hasil percobaan dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Hantaran jenis dalam larutan dapat diukur dengan menggunakan konduktometer.
2. Didapatkan nilai derajat ionisasi dari larutan CH3COOH 0,1 M; 0, 05; dan 0, 025 masing-masing derajat ionisasinya sebesar 0,05; 0,025; dan 0,08 3. Suatu elektrolit yang derajat ionisasinya besar, mendekati 1 disebut
elektrolit kuat, sedangkan yang derajat ionisasinya kecil mendekati 0 dinamakan elektrolit lemah.
4. harga tetapan kesetimabngan ionisasi (K) larutan CH3COOH 0,1 M; CH3COOH 0,05 M; dan CH3COOH 0,01 M berturut-turut sebesar 2,63𝑥10−4; 3,2𝑥10−5; dan 6.9𝑥10−5.
Daftar Pustaka
Atkins, P.W. Kimia Fisika Jilid 2. Jakarta: Erlangga. 1997. Chang, Raymond. Kimia Dasar Jilid II. Jakarta : Erlangga. 2004.
Dogra, S dan Dogra, Sk. Kimia Fisik dan Soal-soal. Penerbit : UI-Press. 2009.
Keenan, Charles W. dkk. Ilmu Kimia untuk Universitas Jilid 1. Jakarta: Erlangga: 1980.
Anonim.http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2007/Adri%20Ramdan i%20%28050094%29/index_files/Page1020.htm (Diakses pada 09 Desember 2014 pukul 21.59 WIB)
Widjajanti, Endang. http://staff.uny.ac.id/system/files/pengabdian/endang-widjajanti-lfx-ms-dr/ppm-prakt-kf.pdf (Diunduh pada 09 Desember 2014 pukul 21.49 WIB)
Lampiran
PerhitunganLarutan Konsentrasi Tahanan (R)
KCl 1 demal 114,3 mS Akuades - 127,9 µS NaCl 0,1 M 108,4 mS 0,05 M 81,6 mS 0,025 M 66,3 mS HCl 0,1 M 127,6 mS 0,05 M 140,7 mS 0,025 M 109,9 mS CH3COONa 0,1 M 72,3 mS 0,05 M 44,0 mS 0,025 M 23,9 mS CH3COOH 0,1 M 4,69 mS 0,05 M 2,55 mS 0,01 M 2,14 mS Penentuan
˄ =
𝟏𝟎𝟎𝟎 𝑪𝑳𝒔
Larutan Konsentrasi Daya Hantar Ekivalen (
˄)
KCl 0,1 M ˄ = 1000 0,1 𝑥 114,3𝑥10 −3= 1143 NaCl 0,1 M ˄ = 1000 0,1 𝑥 108,4 𝑥 10 −3= 1084 0,05 M ˄ = 1000 0,05 𝑥 81,6 𝑥 10 −3= 1632 0,025 M ˄ = 1000 0,025 𝑥 66,3 𝑥 10 −3 = 2652 HCl 0,1 M ˄ = 1000 0,1 𝑥 127,6 𝑥 10 −3= 1276 0,05 M ˄ = 1000 0,05 𝑥 140,7 𝑥 10 −3= 2814
0,025 M ˄ = 1000 0,025𝑥109,9𝑥10 −3 = 4396 CH3COONa 0,1 M ˄ = 1000 0,1 𝑥 72,3 𝑥 10 −3= 723 0,05 M ˄ = 1000 0,05 𝑥 44 𝑥 10 −3= 880 0,025 M ˄ = 1000 0,025𝑥 23,9𝑥10 −3= 956 CH3COOH 0,1 M ˄ = 1000 0,1 𝑥 4,69𝑥10 −3= 46,9 0,05 M ˄ = 1000 0,05 𝑥 2,55𝑥10 −3= 51 0,01 M ˄ = 1000 0,01 𝑥 2,14 𝑥 10 −3= 214
Hantaran Molar Berdasarkan Teori (˄)
˄°
CH3COOH =˄°
HCl +˄°
CH3COONa -˄°
NaClLarutan Konsentrasi Perhitungan
CH3COOH
0,1 M
˄°
CH3COOH= 1276 + 723 – 1084= 915 0,05 M˄°
CH3COOH= 2814 + 880 – 1632= 2062 0,01 M˄°
CH3COOH= 4396 + 956 – 2652= 2700Derajat Ionisasi Asam Asetat
𝛼 =
˄
˄°
Larutan Konsentrasi Perhitungan
CH3COOH 0,1 M 𝛼 =46,9 915 = 0,05 0,05 M 𝛼 = 51 2062= 0,025 0,01 M 𝛼 = 214 2700= 0,08
Tetapan Ionisasi Asam Asetat 𝐾𝑐 = 𝐶𝛼2/(1 − 𝛼)
Larutan Konsentrasi Perhitungan CH3COOH 0,1 M 𝐾𝑐 =(0,1)(0,05) 2 1 − 0,05 = 2,63𝑥10 −4 0,05 M 𝐾𝑐 = (0,05)( 0,025) 2 1 − 0,025= 3,2𝑥10 −5 0,01 M 𝐾𝑐 = (0,01)( 0,08) 2 1 − 0,08= 6.9𝑥10 −5
Foto Langkah Kerja
