LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II Penentuan Koefisien Distribusi
Selasa, 22 April 2014
Disusun Oleh : Yeni Setiartini 1112016200050
Kelompok: 4 Widya Fitriani Widya Mulyana Putri
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
ABSTRAK
Telah dilakukan percobaan penentuan koefisien distribusi campuran kloroform, iodofom, dan air dengan metode ekstraksi cair cair didapat 2 lapsan terpisah berwarna kuning serta ungu kemudian dilakukan penitrasian menggunakan Na2S2O3 dan indicator amilum, sehingga didapat koefisien campuran air dan iodoform sebesar 0.0769 serta campuran kloroform dan iodoform sebesar 0.1.
PENDAHULUAN
Untuk dua pelarut yang tidak saling melarutkan, seperti air dan karbontertra klorida, ketika dicampurkan akan terbentuk dua fasa yang terpisah. Jika ke dalamnya ditambahkan zat terlarut yang dapat larut di kedua fasa tersebut, seperti iodium yang dapat larut dalam air dan CCl4 maka zat terlarut akan terdistribusi di kedua pelarut
(yang berbeda fasa) tersebut, sampai tercapai keadaan kesetimbangan. Pada saat tersebut potensial kimia zat terlarut di fasa 1 sama dengan potensial kimianya di fasa 2,
𝜇1 = 𝜇2.
Jika kedua larutan encer ideal, maka
𝜇1 = 𝜇1o + RT ln x I sehingga saat kesetimbangan :
𝜇1o + RT x1 = 𝜇2o + RT ln x2
Karena 𝜇1 dan 𝜇 2 tidak bergantung pada komposisi, maka pada T tetap.
𝑥2 𝑥1= k
Hukum distribusi dilakukan dalam proses ekstraksi. Distribusi digunakan untuk menghilangkan atau memisahkan zat terlarut larutan dengan pelarut air yang diekstraksi dengan pelarut lain seperti eter, kloroform, benzene. Jika zat terlarut terdistribusi diantar dua pelarut yang tidak saling melarutkan dan zat terlarut tersebut tidak mengalami asosiasi, diasosiasi atau reaksi dengan pelarut maka dimungkinkan untuk menghitung jumlah terlarut yang dapat diambil atau diekstraksi melalui sekian kali ekstraksi. (Sri Mulyani . 2014: 24)
Metode ini dapat digunakan untuk menentukan aktivitas zat terlarut dalam suatu pelarut jika aktifitas zat terlarut dalam pelarut lain diketahui, asalkan kedua pelarut tidak bercampur sempurna satu sama lain (SK Dogra dan S Dogra. 1990: 604).
Bila suatu zat terlarut membagi diri antara dua cairan yang tak dapat campur, ada suatu hubungan yang pasti antara konsentarsi zat terlarut dalam dua fase pada kesetimbangan. Nernst pertama kalinya memberikan pernyataan yang jelas mengenai hukum distribusi ketika pada tahun 1891 ia menujukkan bahwa suatu zat terlarut akan membagi dirinya antara dua cairan yang tak dapat dicampur sedemikian rupa sehingga angka banding konsentrasi pada kesetimbangan adalah konstanta pada suatu temperatur tertentu. (Underwood. 2002 : 457)
[𝐴]1
[𝐴]2= ketetapan [A] 1 = menyatakan konsentrasi zat terlarut A dalam fase cair
Meskipun hubungan ini berlaku cukup baik dalam kasus-kasus tertentu, pada kenyataannya hubungan ini tidaklah eksak. Yang benar, dalam pengertian termodinamika, angka banding aktivitas bukan nya rasio konsentrasi yang seharusnya konstan. Aktivitas suatu spesies kimia dalam satu fase memelihara suatu rasio yang konstan terhadap aktivitas spesies itu dalam fase cair yang lain:
𝑎 𝐴1
𝑎 𝐴2= KDA
aA1= aktivitas zat terlarut A dalam fase 1. Tetapan sejati KDA disebut koefisien distribusi dari spesies A. (Underwood. 2002: 458)
Kd =C1 / C2 atau Kd =Ca/Co. Dengan Kd = koefisien distribusi dan C1, C2, Co, dan
Ca masing-masing adalah konsentrasi solutpada pelarut 1, 2, organik, dan air. Dari rumus tersebut jika harga Kd besar, solut secara kuantitatif akan cenderung terdistribusi lebih banyak ke dalam pelarut organik, begitu pula terjadi sebaliknya. Sebagai ukuran keberhasilan untuk suatu proses ekstraksi sering digunakan besaran berupa faktor pisah (FP) yakni perbandingan antara koefisien distribusi suatu unsur dengan koefisien distribusi unsur yang lainnya. Persamaan untuk memperoleh FP adalah:
C2 Co
Kd = atau Kd = (2)
C1 Ca
Kd1 adalah koefisien distribusi unsur 1dan Kd2 adalah koefisien distribusi unsur 2.Efektifitas dalam proses ekstraksi dapat dinyatakan dengan persen solut yang terekstrakyang dapat diperoleh dengan persamaan sebagai berikut:
Kd1
FP = (3) Kd2
dengan E adalah efisiensi ekstraksi (%),C2 adalah konsentrasi solut dalam fasa organik,
dan F adalah konsentrasi umpan untuk ekstraksi (Purwani, dkk. 2008).
MATERIAL DAN METODE Material:
Dibutuhkan alat-alat berupa labu Erlenmeyer 250 ml, pipet tetes, botol semprot, gelas ukur, ball pipet, buret, corong, statif dan klem, batang pengaduk. Bahan yang digunakan yaitu: larutan Na2S2O3 0, 1 M, larutan jenuh I2 dalam CHCl 3,
indicator amilum, akuades.
Langkah kerja yang dilakukan dalam percbaan penentuan koefisien distribusi yaitu; Mengukur 25 ml larutan jenuh I2 dalam CHCl3 (larutan berwarna kuning pekat)
dan memasukkannya dalam corong pisah, menambahkan 200 ml akuades dalam corog pisah, mengocok campuran tersebut dalam corong pisah selama 60 menit (larutan berwarna coklat), mendiamkan larutan tersebut hingga terbentuk 2 lapisan, memisahkan kedua larutan tersebut melalui corong pisah, memipet 5 ml larutan tiap lapisan. Masing-masing lapisan atas 2 kali dan larutan bawah 2 kali, menitrasi larutan tersebut dengan Na2S2O3 0, 1 M hingga analait tidak berwarna dengan menggunakan
indicator amilum. Sehingga diketahui volume titrannya
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengamatan
Setelah dikocok
Lapisan bawah = berwarna ungu, Lapisan atas = berwarna kuning
Penitrasian dengan Na2S2O3 0.1M dan indicator amilum
Volume titran
Lapisan atas = berwarna kuning Titrasi I: 0.1 ml
Titrasi II: 0.1 ml
Lapisan bawah = berwarna ungu Titrasi I: 1.3 ml
Titrasi II: 1 ml Titrasi ke I
Konsentrasi I2 pada lapisan air (C1)
M1V1=M2V2
C1 = (Volume N2S2O3 x M N2S2O3)𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑖𝑜𝑑𝑖𝑛𝑒
= (0.1 x 0.1)
0.025 𝐿
= 0.4 M
M1V1=M2V2
Konsentrasi I2 pada lapisan air (C1)
M1V1=M2V2
Konsentrasi I2 pada lapisan CHCl3 (C2)
M1V1=M2V2
dikocok larutan berwarna ungu kekuningan kemudian dikocok dalam corong pisah selama 60 menit. Metode ini dapat digunakan untuk menentukan aktivitas zat terlarut dalam suatu pelarut jika aktifitas zat terlarut dalam pelarut lain diketahui, asalkan kedua pelarut tidak bercampur sempurna satu sama lain (SK Dogra dan S Dogra. 1990: 604)
Dalam penentuan juga digunakan waktu pengocokan yang lama yakni sekitar 60 menit hal ini dikarenakan lamanya pengocokan dapat berpengaruh pada distribusi larutan dimana Purwani, dkk (2008) dalam jurnalnya dikemukakan bahwa terjadinya perpindahan massa dari fasa air ke fasa organik disebabkan, karena reaksi kimia dan difusi. Antara fasa air dan fasa organik terjadi lapisan antar muka dengan ketebalan imajiner tertentu yang merupakan hambatan laju perpindahan massa dari fasa air ke fasa organik atau sebaliknya. Besarnya tebal lapisan tipis antar muka ini tergantung kecepatan pengadukan.
Purwani, dkk (2008) juga menjelaskan bahwa semakin cepat pengadukan, tebal lapisan untuk terjadinya perpindahan massa semakin tipis. Ketebalan lapisan ini dapat diperkecil dengan bertambahnya intensitas pengadukan. Harga Kd akan
bertambah besar dengan kenaikan kecepatan pengadukan, karena intensitas terjadinya tumbukan antara reaktan semakin banyak dan semakin cepat. Proses ekstraksi juga merupakan peristiwa perpindahan massa dari dua cairan yang tidak saling larut, sehingga jika tidak dibantu oleh tenaga dari luar berupa pengadukan, maka perpidahan massa dari kedua cairan tersebut akan sangat lambat. Proses pengadukan ini akan membantu pencampuran fasa air dan fasa organik dimana proses pengadukan akan menebarkan solut ke dalam larutan fasa organik sehingga terjadi kontak antar fasa. Peristiwa ini akan meningkatkan perpindahan massa solut dari umpan ke dalam larutan fasa organic.
dalam dua pelarut tersebut setelah dikocok dan dibiarkan terpisah. Perbandingan konsentrasi solut di dalam kedua pelarut tersebut tetap, dan merupakan suatu tetapan pada suhu tetap. Tetapan tersebut disebut tetapan distribusi atau koefisien distribusi (Purwani.2008). Dalam bukunya Sri mulyani (2014) mengatakan bahwa untuk dua pelarut yang tidak saling melarutkan, seperti air dan karbontertra klorida, ketika dicampurkan akan terbentuk dua fasa yang terpisah. Jika ke dalamnya ditambahkan zat terlarut yang dapat larut di kedua fasa tersebut, seperti iodium yang dapat larut dalam air dan CCl4 maka zat terlarut akan terdistribusi di kedua pelarut (yang berbeda
fasa).
Bagian atas diperkirakan bahwa larutan kuning tersebut merupakan campuran antara iodoform dan air yang memiliki massa jenis yang lebih rendah dari pada kloroform (CHCl3) dan warna ungu di bawah merupakan larutan iodoform yang juga
tercampur dalam kloroform, larutan klorofom dibawah karena memiliki massa jenis yang lebih besar yakni 1,48 g/mL lebih besar 0.48 dari air. Dalam larutan tersebut dimana air merupakan larutan yang polar sehingga dapat melarutkan larutan polar kloroform bersifat nonpolar juga penyebab dari terpisahnya larutan tersebut. Iodin memiliki sifat yang dapat larut dalam klororofom dan air sehingga distribusi iodin dapat berlangsung pada kedua larutan tersebut.
Dijelaskan juga oleh Kasmiyatun, dkk. (2008) Tidak dapat tercampurnya larutan dikarenakan, untuk memperoleh larutan, suatu solven harus mengalahkan ikatan yang kuat pada solut sehingga molekul-molekul solven mendapatkan tempat. Sebaliknya pada saat yang bersamaan molekul-molekul solven itu sendiri harus dapat dipisahkan satu dengan lainnya oleh molekul-molekul solut. Fenomena ini terjadi kalau gaya tarik menarik antara molekul kedua komponen tersebut adalah sama. Jika gaya tarik menarik cukup berbeda, maka molekul-molekul yang gaya tarik menariknya lebih kuat akan terikat bersama dan memisahkan diri dari molekul-molekul yang gaya tarik menariknya lebih lemah, di mana hasilnya adalah cairan yang tidak dapat tercampur homogen (immiscible liquids).
KESIMPULAN
Pada percobaan penentuan koefisien distribusi ini massa jenis, kepolaran serta kekuatan ikatan yang berbeda dapat menyebabkan terjadi pemisahan antara kloroform dan air.
Lamanya pengocokan dilakukan agar proses distribusi larutan dapat maksimal. Didapat koefisien distribusi dari penitrasian pertama 0.0769 dan pada titrasi
kedua yakni 0.1
bila ke dalam dua pelarut yang tidak saling bercampur dimasukkan solut yang dapat larut dalam kedua pelarut tersebut maka akan terjadi pembagian kelarutan. perbandingan solut pada kedua larutan yang terdistribusi itulah yang disebut tetapan distribusi atau Koefisien distribusi.
REFERENSI
Dogra, SK dan Dogra, S.1990. Kimia Fisik dan Soal-Soal. Jakarta: UI press
Mulyani, Sri dan Hendrawan. 2014.Kimia Fisika II. Bandung: UPI
Underwood, A.L. dan JR,R.A.Day. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif edisi keenam. Jakarta;Erlangga.
Kasmiyatun, dkk, 2008. Ekstrasi Asam Sitrat Dan Asam Oksalat : Pengaruh
Trioctylamine Sebagai Extracting Power Dalam Berbagai Solven Campuran Terhadap Koefisien Distribusi. Diakses dari
http://eprints.undip.ac.id/1522/1/Artikel_Mega_K_UNTAG_8.pdf pada
tanggal 28 April 2014.
Purwani, dkk. 2008. EKSTRAKSI KONSENTRAT NEODIMIUM MEMAKAI ASAM DI- 2 - ETIL HEKSIL FOSFAT. Diakses dari
http://jurnal.sttn-
Pertanyaan:
1. Apa yang dimaksud dengan koefisien distribusi?
2. Bedasarkan hasil pengamatan, apakah iodine lebih mudah larut dalam kloroform atau air? jelaskan
3. Jelaskan manfaat koefisien distribusi Jawaban :
1. bila ke dalam dua pelarut yang tidak saling bercampur dimasukkan solut yang dapat larut dalam kedua pelarut tersebut maka akan terjadi pembagian kelarutan. Perbandingan konsentrasi solut di dalam kedua pelarut tersebut tetap, dan merupakan suatu tetapan pada suhu tetap. Tetapan tersebut disebut tetapan distribusi atau koefisien distribusi.
2. Dari pengamatan yang lebih larut adalah klorofom, iodine lebih mudah larut dalam kloroform dari pada air karena iodin lebih mudah larut dalam pelarut non
polar yaitu kloroform sedangkan air adalah pelarut polar jadi iodin lebih sulit larut.
3. Manfaat dari koefisien distribusi adalah dapat mengetahui sebaran zat-zat di antara dua pelarut, dan dapat mengetahui konsentrasi zat terlarut pada
