PERCOBAAN I hasil kali kelarutan

(1)

PERCOBAAN I

Judul Percobaan : HASIL KALI KELARUTAN (KSP) Tujuan : 1. Memperhatikan prinsip–prinsip Ksp

2. Menghitung kelarutan elektrolit yang bersifat sukar larut

3. Menghitung panas pelarutan PbCl2 dengan

menggunakan sifat ketergantungan Ksp pada suhu. Hari / tanggal : Senin / 13 Oktober 2008

Tempat : Laboratorium Kimia PMIPA FKIP Unlam Banjarmasin.

I. DASAR TEORI

Setiap zat terlarut, baik itu elektrolit maupun nonelektrolit selalu dapat larut dalam zat cair. Kita sering mendengar orang mengatakan suatu zat terlarut itu dapat atau tidak dapat larut. Sebenarnya lebih tepat dikatakan mudah larutatau sukar larut.

Partikel-partikel zat terlarut, baik berupa molekul atau ion selalu berada dalam keadaan terhidrasi (terikat oleh molekul-molekul pelarut). Zat yang sukar larut tersebut sukar dihidrasi (sukar diikat oleh molekul-molekul air).

Elektrolit ada yang terdiri dari beberapa macam garam dan basa yang mempunyai bentuk padat dan sukar larut dalam air. Meskipun demikian, sebagian kecil dari zat tersebut dapat larut dalam air dan bagian zat yang larut tersebut mengalami ionisasi.

Timbal klorida (PbCI2) bersifat sukar larut dalam air. Kesetimbangan

yang terjadi pada larutan PbCI2 jenuh dapat ditulis sebagai berikut :

PbCl2 (s) → Pb2+ (aq) + CI– (aq)

Konstanta kesetimbangan termodinamika untuk persamaan reaksi diatas adalah :

) (

2 2

s aPbCl

aCl aPb

(2)

Karena aktivitas padatan murni = 1, maka persamaan diatas dapat disederhanakan menjadi :

 _ aPb aCl

Ksp 2

Dalam larutan encer aktivitas dapat dianggap sama dengan konsentrasi dalam satuan molar. Nilai Ksp di atas sebagai konstanta hasil kali kelarutan PbCl2.

PbCl2 adalah satu contoh zat atau larutan yang sering digunakan dalam masalah

Ksp.

Hasil kali kelarutan (Ksp) adalah hasil kali konsentrasi ion-ion yang masing-masing dipangkatkan koefisien reaksi dalam larutan yang jenuh pada suhu tertentu. Larutan jenuh ialah suatu keadaan dimana larutan telah mengandung suatu zat dengan konsentrasi yang maksimum. Nilai konsentrasi maksimum yang dapat dicapai oleh suatu zat inilah yang dimaksud dengan kelarutan. Dengan kata lain kelarutan (s) adalah jumlah zat yang dapat larut sehingga larutan menjadi larutan tepat jenuh dalam satu liter pelarut. Semakin besar kelarutan suatu zat, semakin mudah zat tersebut larut. Kelarutan dapat dipengaruhi oleh temperatur. Kenaikkan temperatur pada umumnya akan memperbesar kelarutan suatu zat.

Harga Ksp adalah tetap pada suhu yang tetap. Bila suhu dinaikkan maka harga Ksp makin besar, sebab kelarutan makin besar pada suhu yang tinggi. Harga Ksp dapat digunakan untuk menentukan kelarutan suatu zat. Sebaliknya, harga kelarutan dapat digunakan untuk menentukan harga Ksp.

Jika elektrolit-elektrolit memiliki jumlah ion yang sama maka elektrolit dengan Ksp terbesar akan memiliki kelarutan (s) terbesar. Jika elektrolit-elekrolit memiliki Ksp yang sama maka elektrolit dengan jumlah ion terbesar akan memilikai kelarutan (s) terbesar.

Adanya ion sejenis akan memperkecil kelarutan suatu elektrolit. Makin banyak ion sejenis yang ada dalam larutan, makin kecil kelarutan elektrolit tersebut.

(3)



  

_ 

 M A

Ksp

Jika larutan itu belum jenuh (MA yang larut masih sedikit) sudah tentu harga [M+][A-] lebih kecil dari harga Ksp. Namun jika [M+_][A-_{] lebih besar dari}

harga Ksp, hal ini berarti bahwa larutan lewat jenuh, sehingga MA akan mengandap.

[M+][A-] < Ksp → larutan belum jenuh [M+][A-] = Ksp → larutan tepat jenuh [M+][A-] > Ksp → larutan lewat jenuh

Ksp senyawa dapat ditentukan dari percobaan laboratorium dengan mengukur kelarutan sampai keadaan tepat jenuh. Dalam keadaan itu, kemampuan pelarut telah maksimum untuk melarutkan atau mengionkan zat terlarut. Kelebihan zat terlarut walaupun sedikit akan menjadi endapan.

II. ALAT DAN BAHAN

Alat – alat yang digunakan yaitu :

 Erlenmeyer 50 mL : 1 buah

 Batang pengaduk : 1 buah

 Gelas kimia : 5 buah

 Gelas ukur 50 mL : 1 buah

 Gelas ukur 10 mL : 1 buah

 Hot plate : 1 buah

 Pipet tetes : 2 buah

 Stopwacth : 1 buah

 Termometer : 1 buah

Bahan - bahan yang digunakan yaitu :

 Larutan NaCl 1 M

(4)

III. PROSEDUR KERJA

1. Memasukkan 10 mL 1 M Pb(NO3)2 ke dalam tiap

gelas kimia, menambahkan NaCI masing-masing sebanyak 2 mL; 2,5 mL; 3 mL; 3,5 mL dan 4 mL. mengaduk campuran pada saat pencampuran dan setelah pencampuran dan membiarkan selama 5 menit. Mengamati apakah ada endapan atau tidak.

2. Mengulangi langkah di atas dengan menambahkan 10 mL NaCl 1 M ke dalam 5 buah gelas kimia dan menambahkan Pb(NO3)2 masing-masing sebanyak 2 mL; 2,5 mL;3 mL; 3,5 mL dan

4 mL.

(5)

IV. HASIL PENGAMATAN

No Variabel yang diamati Pengamatan

1.

 Setelah dipanaskan, endapan melarut pada suhu

 setelah dipanaskan endapan melarut pada suhu

 Terdapat

gelembung-gelembung

 Terdapat sedikit

endapan

gelembung yang lebih banyak

 terdapat endapan

yang lebih banyak

(6)

4.

 saat pencampuran

 setelah pencampuran, setelah 5 menit

 setelah dipanaskan endapan melarut pada suhu.

 setelah dipanaskan endapan melarut pada suhu

 setelah dipanaskan

10 mL NaCl 1M+ 2,5 mL Pb(NO3)2

1M

 terdapat

gelembung yang lebih banyak

 terdapat endapan

yang lebih banyak dari 3 mL NaCl

 70o_C

 Terdapat lebih

banyak gelembung dari NaCl 3,5 mL

 Terdapat endapan

(7)

8.

9.

10.

10 mL NaCl 1 M+ 3 mL Pb(NO3) 1M

10 mL NaCl 1 M+ 3,5 mL Pb(NO3)2

1 M

10 mL NaCl 1 M+ 4 mL Pb(NO3) 1M

(8)

melarut semua pada suhu 70o_C

 Terdapat

gelembung yang banyak dan endapan yang banyak

 Endapannya

banyak

 Endapan tidak

melarut semua pada suhu 70o_C

V. ANALISIS DATA

Suatu zat atau senyawa yang telah mencapai keadaan setimbang maka zat itu tidak akan larut lagi. Keadaan ini disebut keadaan jenuh. Dari sini dapat dihitung harga Ksp yang merupakan hubungan antara konsentrasi ion-ion yang terbentuk dipangkatkan koefisiennya dibagi dengan reaktan, jika reaktan tidak dalam keadaan padat (solid) dan kelarutan merupakan banyaknya larutan elektrolit yang terlarut dalam keadaan jenuh atau dengan kata lain kelarutan adalah akar pangkat dari Ksp

Pada percobaan, baik pada percobaa pertama maupun pada percobaan kedua pencampuran larutan Pb(NO3)2 dengan larutan NaCl menghasilkan endapan

PbCl2, dimana PbCl2 adalah suatu zat yang sukar larut dalam air. Reaksi-reaksi

yang terjadi :

Pb(NO3)2 (aq) →Pb 2+(aq) + 2NO3

-Reaksi penguraian NaCl : NaCl (aq) → Na+_+Cl

(9)

Pb(NO3)2 (aq) + 2 NaCl (aq) → PbCl2 (s) + 2 NaNO3 (aq)

Pb Cl 2 (s) → Pb 2+(aq) + 2 Cl –(aq)

Terbentuknya endapan PbCl2 ini menunjukkan larutan sudah lewat jenuh,

yaitu hasil kali ion-ion pada PbCl2 lebih besar daripada Ksp PbCl2. [Pb2+][Cl-] >

Ksp, dimana dalam percobaan ini hasil kali kelarutannya adalah 1,7x10-5_M3_dan

hasil kali ion-ionnya lebih besar daripada hasil kali kelarutannya.

Pada percobaan pertama, yaitu mereaksikan 10 mL Pb(NO3)2 1 M

ditambahkan dengan NaCl 1M dengan volum berbeda-bed. Dari hasil pengamatan, pencampuran itu menghasilkan endapan yang berbeda banyaknya. Berdasarkan pengamatan, semakin banyak volum larutan NaCl yang ditambahkan maka semakin banyak pula endapan yang terbentuk karena semakin banyak volum NaCl semakin banyak ion Cl-_{yang terdapat dalam larutan tersebut}

sehingga semakin banyak ion Cl-_{yang beraksi dengan ion Pb}2+_membentuk

endapan. Banyak sedikitnya endapan dapat dilihat daritinggi rendahnya suhu yang diperlukan ketika endapan tepat larut, semakin tinggi suhu yang diperlukan endapan tepat larut maka semakin banyak endapan yang terbentuk.

Berdasarkan data pengamatan, pada penambahan 2 mL memerlukan suhu 40o_{C untuk melarutkan endapan, pada penambahan 2,5 mL memerlukan suhu}

45o_{C untuk melarutkan endapan. Tetapi pada penambahan 4 mL NaCl, sampai}

pda suhu 73o_{C, endapan tidak melarut semuanya, namun hanya melarut sebagian.}

Hal ini dikarenakan rendahnya suhupenangas yang diperlukan untuk melarutkan endapan. Hal ini dapat diatasi dengan meningkatkan suhu penangs yang mungkin sekitar 100o_{C ke atas.}

Sedangkan pda percobaan kedua, yaitu mereaksikan 10 mL NaCl 1 M yang ditambahkan dengan Pb(NO3)2 1 M dengan volum yang berbeda-beda.

Berdasarkan data pengamatan, pada penambahan 2 mL Pb(NO3)2 sampai pada

suhu 70o_{C, endapan tidak melarut semuanya. Begitu juga pada penambahan}

2,5mL,3mL,3,5mL dan 4 mL Pb(NO3)2 endapa tidak melarut ketika dipanaskan.

Ini terjadi dikarenakan konsentrasi Pb(NO3)2 yang besar yaitu 1 M. Padahal

(10)

penangas, hal ini mengakibatkan kalornya bertambah sehingga dapat merenggangkan jarak antar molekul campuran tersebut. Sulitnya endapan tersebut melarut juga dikarenakan pada saat dipanaskan, suhunya tidak cukup untuk melarutkan sehingga diperlukan suhu yang lebih tinggi dan waktu yang lumayan lama untuk melarutkannya.

Untuk percobaan pertama, data penendapan, Ksp dan H dapat dilihat

pada tabel berikut:

Dari perhitungan dapat diketahui semakin banyak zat yang ditambahkan pada percobaan maka semakin tinggi harga Ksp PbCl2 nya. Hal ini disebabkan

karena konsentrasi ion-ionnya bertambah di mana semakin banyak volume maka semakin besar konsentrasi ionnya. Hal ini dapat dilihat pada grafiksebagai berikut:

Berdasarkan grafik percobaan pertama dengan peningkatan suhu yang diperlukan ketika endapan tepat larut maka harga Kspnya semakin meningkat.

(11)

Semakin tinggi suhu menunjukkan endapan semakin banyak dengan penambahan NaCl. Namun pada percobaan kedua, grafik hubungan antara Ksp terhadap suhu tidak dapat diperhitungkan. Hal ini dikarenakan endapan-endapan yang seharusnya tepat larut pada suhu tertentu tidak melarut sempurna, msih terdapat endapan yang belum melarut. Sehigga tidak dapat memperhitungkan berapa harga Ksp dan H.

Dari persamaan H = -2.303 log Ksp (RT) dapat dijelaskan

ketergantungan Ksp terhadap suhu, semakin besar Ksp maka suhu yang diperlukan endapan tepat larut semakin besar.

Berdasarkan perhitungan pada percobaan pertama semakin tinggi hrga Ksp maka perubahan entalpinya semakin kecil. Hal ini sesui dengan persamaan H =

-2.303 lo Ksp (RT). Hal ini dapat dilihat pada grafik berikut:

Pemanasan yang dilakukan pada percobaan ini dimaksudkan untuk melarutkan endapan yang terbentuk karena pemanasan akan menambah kelarutan suatu zat. Ketika dipanaskan endapan yang tadinya terbentuk akan larut. Kenaikan suhu larutan merupakan perubahan energi aktivasi ion-ion terlarut. Semakin tinggi suhu maka semakin banyak energi yang masuk, sehingga ion-ion lebih aktif

8,6 8,8 9 9,2 9,4 9,6 9,8 10

0 20 40 60 80

∆

H

(k

J/

m

o

l)

(12)

bergerak dan bergetar. Akibatnya, endapan yang semula ada jika suhunya dinaikkan maka akan hilang atau terlarut.

VI. KESIMPULAN

1. Asam asetat,kloroform, dan air merupakan sistem 3 komponen yang dapat campur sebagian dan dapat digambarkan dalam diagram terner

2. Suatu zat yang dilarutkan akan mengendap jika hasil kali kelarutan antara ion-ionnya lebih besar daripada harga Kspnya,

Dimana : [Pb2+_][Cl-_{] > Ksp PbCl} 2

3. Makin banyak endapan yang terbentuk maka suhu yang diperlukan untuk melarutkan endapan juga makin tinggi

4. Harga Ksp tetap pada suhu yang tetap. Harga Ksp semakin tinggi bila suhu semakin tinggi pula. Hal ini dikarenakan kelarutan akan besar pada suhu yang tinggi.

5. Semakin besar harga Ksp maka perubahan entalpi semakin kecil.

(13)

Anshory, Irfan. 2003. Acuan Pelajaran Kimia untuk Kelas 3. Jakarta : Erlangga

Keenan, dkk. 1993. Ilmu Kimia untuk Universitas Jilid 2. Jakarta : Erlangga.

Rivai, Harrizul. 1994. Asas Pemeriksaan Kimia. Padang : VIP

Sudjana. 1985. Pengantar Kimia Anorganik. Jogjakarta : Bumi Aksara Tim Dosen Kimia Fisika. 2008. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika I.

Banjarmasin : PMIPA FKIP UNLAM.(tidak dipublikasikan) Vogel.1990. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan

Semimakro. Jakarta : Kalman Media Pustaka

LAMPIRAN

PERHITUNGAN

Pembentukan endapan PbCl2 :

Diketahui : M Pb(NO3)2 = 1 M

M NaCl = 1 M

Ksp PbCl2 = 1,75.10-5 pada suhu 25C

Larutan Pb(NO3)2 1 M mengandung 1 M ion Pb2+ dan 2 M ion NO3-.

Reaksinya :

Pb(NO3)2 (aq) → Pb2+ (aq) + 2 NO3- (aq)

1 M 1 M 2 M

Larutan NaCl 1 M mengandung 1 M ion Na+_{dan 1 M ion Cl} -.

Reaksinya :

NaCl (aq) → Na+_{(aq) + Cl}-_(aq)

(14)

Persamaan reksi :

Pb(NO3)2 (aq) + 2 NaCl (aq) → PbCl2 (s) + 2 NaNO3 (aq)

PbCl 2 (s) → Pb 2+(aq) + 2 Cl –(aq)

Jadi konsentrasi ion Pb2+_{dalam campuran 1 M dan konsentrasi ion Cl}

-= 1 M.

Qc = [Pb2+_].[Cl-_]2 _{Qc > Ksp PbCl} 2

= [1].[1]2 _{1> 1,75.10}-5

= 1

Karena Qc > Ksp maka pada pencampuran terbentuk endapan PbCl2.

Diket : PbCl 2 (s) → Pb 2+(aq) + 2 Cl –(aq)

s s 2s Ksp PbCl2 = [Pb2+].[Cl-]2

(15)



Pb



PbNO_V _campuran V PbNO 

Kalor pelarutan PbCl2 dengan menggunakan sifat ketergantungan Ksp

pada suhu.

∆H = In Ksp.(RT) R = 8,314 JK-1_mol-1

1. Untuk Pb(NO3)2 10 mL dan volume NaCl berubah-ubah

 Penambahan 2 mL NaCl

  M

 Penambahan 2,5 mL NaCl

(16)

Ksp = [Pb2+_].[Cl-_]2_{= [0,8].[0,2]}2_{= 0,032 M}3



M

 Penambahan 3,5 mL NaCl

  M

(17)

FLOWCHART PERCOBAAN II

HASIL KALI KELARUTAN (KSP)

10 mL 0,1 M Pb(NO₃)₂+ 2 mL NaCl 1M

- mengocok tabung reaksi sampai terbentuk campuran

- membiarkan selama 5 menit

- mengamati

Tidak ada endapan ada endapan

- menempatkan campuran pada penangas air labu erlenmeyer

- memanaskan penangas - mengaduk larutan menggunakan termometer

(18)

* Mengulangi percobaan dengan volume NaCl2,5mL, 3mL, 3,5mL, 4mL 10 mL 1 M NaCl+ 2 mL Pb(NO₃)₂0,1M