LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANALITIK INSTRUMEN. PENENTUAN TETAPAN HIDROLISIS (Kh) DAN TETAPAN HASIL KALI KELARUTAN (Ksp)

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANALITIK INSTRUMEN

PENENTUAN TETAPAN HIDROLISIS (Kh) DAN TETAPAN HASIL

KALI KELARUTAN (Ksp)

Kelompok 9: Solikhah Amanda Puji Ahmad Fajrudin

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

PENENTUAN TETAPAN HIDROLISIS (Kh) DAN TETAPAN HASIL KALI KELARUTAN (Ksp)

A. Tujuan

 Menentukan tetapan hidrolisis (Kh) garam plumbum nitrat pada suhu kamar.  Menentukan tetapan hasil kali kelarutan (Ksp) larutan jenuh garam PbSO4 dan

PbI2 pada suhu kamar

A. Purpose

• Determine the hydrolysis constant (Kh) salts of lead nitrate at room temperature.

• Determine the solubility product constant (Ksp) of saturated salt solution PbSO4 and PbI2 at room temperature

B. Landasan Teori

Apabila suatu garam dari elektrolit kuat dan elektrolit lemah (misalnya garam dari asam kuat dari basa lemah atau garam dari basa kuat dan asam lemah), serta garam dari elektrolit-elektrolit lemah dilarutkan dalam air, maka di dalam larutannya akan terjadi interaksi antara ion-ion garam dengan ion-ion air membentuk asam lemah, basa lemah atau keduanya lemah. Peristiwa ini disebut hidrolisis.

Akibat peristiwa tersebut, kesetimbangan air dalam larutan akan terganggu, sehingga larutan tidak lagi bersifat netral, melainkan akan menjadi bersifat sedikit asam atau alkalis tergantung daripada jenis garam yang dilarutkan.

Apabila garam yang telah dilarutkan adalah garam yang tersusun dari asam lemah dengan basa lemah, maka larutan akan bersifat netral hanya jika tetapan ionisasi asam sama dengan ionisasi basanya.

Dalam percobaan ini akan ditetapkan besarnya tetapan hidrolisis (Kh) dari larutan garam Pb(NO3)2 dalam air pada suhu kamar secara potensiometri langsung

dengan mengulur pH larutan pada berbagai konsentrasi.

Garam Pb(NO3)2 adalah garam yang tersusun dari asam kuat dengan basa

lemah, sehingga apabila dilarutkan ke dalam air, maka di dalam larutannya akan terjadi kesetimbangan hidrolisa sebagai berikut :

When a salt of a strong electrolyte and weak electrolyte (eg salt of a strong acid or a salt of a weak base of a strong base and a weak acid), and salts of weak electrolytes dissolved in water, then in the solution will be an interaction between the

ions salt with water to form ions of weak acids, weak bases or both weak. This event is called hydrolysis.

As a result of these events, the water in the solution equilibrium will be disturbed, so the solution is no longer neutral, but will be be slightly acidic or alkaline depending rather than the type of salt that is dissolved.

If the salt has dissolved salts composed of a weak acid with a weak base, then the solution will be neutral only if the same acid ionization constants with alkaline ionization.

In this experiment will set the amount of hydrolysis constant (Kh) of saline solution Pb (NO3) 2 in water at room temperature by direct potentiometry with stalling the pH at various concentrations.

Salt Pb (NO3) 2 is a salt composed of a strong acid with a weak base, so that when dissolved in water, then in the hydrolysis equilibrium solution will occur as follows:

Pb2+ + H2O ↔ Pb(OH-) + H+ (i)

Untuk larutan yang cukup encer, besarnya tetapan hidrolisa dapat dinyatakan sebgai berikut :

For a fairly dilute solution, hydrolysis constant magnitude can be expressed as follows: 𝐾ℎ =[𝑃𝑏(𝑂𝐻+)][𝐻+] [𝑃𝑏2+] = [𝑏𝑎𝑠𝑒𝑑][𝑎𝑐𝑖𝑑] [𝑠𝑎𝑙𝑡] = 𝐾𝑤 𝐾𝑏 (ii)

Berdasarkan persamaan (ii), harga Kh dapat diperoleh dengan cara mencari terlebih dahulu harga tetapan ionisasi basa (Kb). Kb ini dapat diperoleh dengan mengukur pH larutan pada berbagai konsentrasi. Untuk suatu konsentrasi garam tertentu, missal G.

Based on the equation (ii), the value of K can be obtained by finding the first-base ionization constants (Kb). Kb can be obtained by measuring the pH of the solution at various concentrations. To a certain salt concentration, eg, G.

pH = ½ pKw – 1/2 pKb – ½ log [G], atau

Suatu garam elektrolit yang kelarutannya dalam air lebih kecil daro 10-3 gr/mol L, apabila dilarutkan dalam air pada temperature tertentu dan tetap, maka hasil kali antara ion-ionnya dalam larutan jenuhnya adalah tetap. Hasil kali antar ion-ion antara dalam larutan jenuh ini disebut tetapan hasil kali kelarutan (Ksp).

Misalnya untuk larutan jenuh suatu garam AxBy dalam air, pada temperature tertentu dan tetap, di dalam larutan terjadi kesetimbangan sebagai berikut :

An electrolyte salt solubility in water less than 10-3 g / mol L, when dissolved in water at a certain temperature and fixed, then the product of the ions in a saturated solution is fixed. Results times between ions between the saturated solution is called the solubility product constant (Ksp).

For example, for a saturated solution of a salt AxBy in water, at a certain temperature and remain, in the equilibrium solution of the following occurs:

AxBy ↔ x Ay+ + yBx- (iv)

Sehingga pada temperature tesrsebut, tetapan hasil kali kelarutannya adalah :

So at this temperature, solubility product constants are:

𝐾𝑠𝑝 = [𝐴𝑦 +]𝑥. [𝐵𝑥 −]𝑦 (v)

Sementara itu,persamaan (iii) dapat juga ditulis

Meanwhile, equation (iii) can also be written

2 pH = pKw – pKb – log [G] (vi)

Konsentrasi Pb2+ dalam suatu larutan dapat dihitung dengan persamaan (vi) apabila pH larutan diketahui. Berdasarkan persamaan di atas, dapat juga dibuat kurva 2pH Vs – log [G] sebagai suatu garis lurus.

Dalam percobaan ini besarnya tetapan hasil kali kelarutan (Ksp) garam PbI2

dan garam PbSO4 pada suhu kamar ditentukan dengan jalan mengukur besarnya pH

Pb 2+ concentration in a solution can be calculated by equation (vi) if the pH of the solution is known. Based on the above equation, it can also be made 2PH curve Vs - log [G] as a straight line.

In this experiment the amount of solubility product constant (Ksp) PbI2 salt and salt PbSO4 at room temperature is determined by measuring the magnitude of the pH of the solutions saturated (Lecturer Team, 2014).

Meskipun dissosiasi air murni hampir dapat diabaikan, ketika melarutkan garam, makin lama makin banyak molekul-molekul air menjadi terionisasi, karena menghilangnya ion hydrogen dari kesetimbangan.

Although the dissociation of pure water almost negligible, when the salt dissolves, increasingly many water molecules become ionized, since the disappearance of hydrogen ions from equilibrium.

H2O ↔ H+ + OH- (vii)

Menurut hukum aksi massa, menggeser kesetimbangan ke kanan. Kedua kesetimbangan dapat digabung dengan menjumlahkannya, menjadi :

According to the law of mass action, shifting the equilibrium to the right. Both equilibrium can be combined with add these to be:

A-+ H2O ↔ HA + OH-

Tetapan kesetimbangan dari proses ini disebut tetapan hidrolisis dan dapat ditulis: Equilibrium constant of this process is called hydrolysis constant and can be written:

𝐾ℎ =[𝐻𝐴 −][𝑂𝐻−]

[𝐴−]

(Vogel, 1998)

C. Alat dan Bahan  Alat :

1) pH meter

2) labu takar 100 mL 3) Pipet gondok 20 mL

4) Gelas kimia 150 mL  Bahan :

1) Garam Pb(NO3)2

2) Larutan jenuh PbI2

3) Larutan jenuh PbSO4

4) Aquades

C. Equipment and Materials • Tools: 1) pH meter 2) flask of 100 mL 3) Pipette 20 mL mumps 4) chemical glass 150 ml • Material: 1) Salt Pb (NO3) 2 2) saturated solution PbI2 3) saturated solution PbSO4 4) distilled water

D. Cara Kerja

Pb(NO3)2 10

mL+20 mL KI _Diamkan PbI2 jenuh

semalam Pb(NO₃)₂ 10 mL+10 mL Na2SO4 Diamkan semalam PbSO4 jenuh & ukur pH Ukur pH Ukur pH Encerkan 100 mL Pb(NO₃)₂ 0,1 M Pb(NO₃)₂ 0,02 M Encerkan 100 mL Pb(NO3)2 0,02 M &Ukur pH Ambil 20 mL Ambil 20 mL Pb(NO₃)₂ 0,004 M &Ukur pH Pb(NO₃)₂ 0,004 M Ambil 20 mL Encerkan 100 mL Pb(NO₃)₂8.10-4 M &Ukur pH Pb(NO₃)₂ 8.10-4M Pb(NO₃)₂16.10 -5 M &Ukur pH Encerkan 100 mL Ambil 20 mL Pb(NO₃)₂ 16.10 -5 M Encerkan 100 mL Pb(NO3)23,2.10 -5 M M &Ukur pH Ambil 20 mL Pb(NO₃)₂ 3,2.10-5M Ambil 20 mL Encerkan 100 mL Pb(NO3) 6,4.10 -6 M M &Ukur pH

E. Data Pengamatan F. Analisis Data 𝑝𝐻 = 1 2𝑝𝐾𝑤 − 1 2𝑝𝐾𝑏 − 1 2log[𝐺] log 𝐾𝑏 = 2 𝑝𝐻 − 𝑝𝐾𝑤 + log[𝐺] 1. Perhitungan Kb dan Kh a. [Pb(NO3)2] = 2x10-5 log 𝐾𝑏 = 2 𝑝𝐻 − 𝑝𝐾𝑤 + log[𝐺] = 2 ∙ 5,6 − 14 + log 2 ∙ 10−2 = −4,4389 𝐾𝑏 = 3,6394 ∙ 10−5 𝐾ℎ = 𝐾𝑤 𝐾𝑏 𝐾ℎ = 10 −14 3,6394 ∙ 10−5 𝑲𝒉 = 𝟐, 𝟕𝟒𝟕𝟕 ∙ 𝟏𝟎−𝟏𝟎 b. [Pb(NO3)2] = 4x10-3 log 𝐾𝑏 = 2 𝑝𝐻 − 𝑝𝐾𝑤 + log[𝐺] = 2 ∙ 5,95 − 14 + log 4 ∙ 10−3 = −4,4979 𝐾𝑏 = 3,1773 ∙ 10−5 𝐾ℎ = 𝐾𝑤 𝐾𝑏 [Pb(NO3)2] pH Kb Kh 2x10-5 _{5,63 3,6394x10}-5 _2,7477x10-10 4x10-3 _{5,95 3,1773x10}-5 _3,1473x10-10 8x10-4 _{6,35 3,1848x10}-5 _3,1398x10-10 16x10-6 _{6,88 9,2070x10}-5 _1,0861x10-10 3,2x10-5 _{7,69 7,6763x10}-4 _1,3027x10-11 6,4x10-6 _{7,86 3,3580x10}-4 _2,9770x10-11 PbSO4 Jenuh 4,26 PbI2 5,88

𝐾ℎ = 10 −14 3,1773 ∙ 10−5 𝑲𝒉 = 𝟑, 𝟏𝟒𝟕𝟑 ∙ 𝟏𝟎−𝟏𝟎 c. [Pb(NO3)2] = 8x10-4 log 𝐾𝑏 = 2 𝑝𝐻 − 𝑝𝐾𝑤 + log[𝐺] = 2 ∙ 6,35 − 14 + log 8 ∙ 10−4 = −4,4969 𝐾𝑏 = 3,1848 ∙ 10−5 𝐾ℎ = 𝐾𝑤 𝐾𝑏 𝐾ℎ = 10 −14 3,1848 ∙ 10−5 𝑲𝒉 = 𝟑, 𝟏𝟑𝟗𝟖 ∙ 𝟏𝟎−𝟏𝟎 d. [Pb(NO3)2] = 16x10-6 log 𝐾𝑏 = 2 𝑝𝐻 − 𝑝𝐾𝑤 + log[𝐺] = 2 ∙ 6,88 − 14 + log 16 ∙ 10−5 = −4,0358 𝐾𝑏 = 9,2070 ∙ 10−5 𝐾ℎ = 𝐾𝑤 𝐾𝑏 𝐾ℎ = 10 −14 9,207 ∙ 10−5 𝑲𝒉 = 𝟏, 𝟎𝟖𝟔𝟏 ∙ 𝟏𝟎−𝟏𝟎 e. [Pb(NO3)2] = 3,2x10-5 log 𝐾𝑏 = 2 𝑝𝐻 − 𝑝𝐾𝑤 + log[𝐺] = 2 ∙ 7,69 − 14 + log 3,2 ∙ 10−5 = −3,1148 𝐾𝑏 = 7,6763 ∙ 10−4 𝐾ℎ = 𝐾𝑤 𝐾𝑏 𝐾ℎ = 10 −14 7,6763 ∙ 10−4 𝑲𝒉 = 𝟏, 𝟑𝟎𝟐𝟕 ∙ 𝟏𝟎−𝟏𝟏

f. [Pb(NO3)2] = 6,4x10-6 log 𝐾𝑏 = 2 𝑝𝐻 − 𝑝𝐾𝑤 + log[𝐺] = 2 ∙ 7,86 − 14 + log 6,4 ∙ 10−6 = −3,4738 𝐾𝑏 = 3,3580 ∙ 10−4 𝐾ℎ = 𝐾𝑤 𝐾𝑏 𝐾ℎ = 10 −14 3,3580 ∙ 10−4 𝑲𝒉 = 𝟐, 𝟗𝟕𝟕 ∙ 𝟏𝟎−𝟏𝟏 g. Nilai Kh rata-rata 𝐾ℎ = ∑𝐾ℎ 𝑛 = 2,7477 ∙ 10 −10_{+ 3,1473 ∙ 10}−10_{+ 3,1398 ∙ 10}−10_{+ 1,0861 ∙ 10}−10_{+ 1,3027 ∙ 10}−11_{+ 2,977 ∙ 10}−11 6 = 1,05512 ∙ 10 −9 6 = 𝟏, 𝟕𝟓𝟖𝟓 ∙ 𝟏𝟎−𝟏𝟎 2. Perhitungan Ksp

Dari grafik diperoleh persamaan 𝑦 = −0,578 ln 𝑥 + 7,6633 maka

y = -0.578ln(x) + 7.6633 R² = 0.9503 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035 2p H log Pb 2+

Grafik 2pH VS log Pb2+

a. Ksp PbI2 dengan pH = 5,88 𝑦 = −0,578 ln 𝑥 + 7,6633 𝑦 − 7,6633 = −0,578 ln 𝑥 𝑦 − 7,6633 −0,578 = ln 𝑥 𝑒 𝑦−7,6633 −0,578 _{= 𝑥} 𝑒 5,88−7,6633 −0,578 _{= 𝑥} 𝑥 = 2,1873 𝑥10−1 𝐾𝑠𝑝 = [𝑃𝑏2+_][𝐼−_]2 𝐾𝑠𝑝 = 𝑥 ∙ (2𝑥)2 𝐾𝑠𝑝 = 4𝑥3 𝐾𝑠𝑝 = 4(2,1873 𝑥10−1₎3 𝑲𝒔𝒑 = 4,1863x𝟏𝟎−𝟐 b. Ksp PbSO4 dengan pH = 4,26 𝑦 = −0,578 ln 𝑥 + 7,6633 𝑦 − 7,6633 = −0,578 ln 𝑥 𝑦 − 7,6633 −0,578 = ln 𝑥 𝑒𝑦−7,6633−0,578 _{= 𝑥} 𝑒 4,26−7,6633 −0,578 _{= 𝑥} 𝑥 = 3,6070 𝑥 10−2 𝐾𝑠𝑝 = [𝑃𝑏2+][𝑆𝑂₄2−] 𝐾𝑠𝑝 = 𝑥 ∙ 𝑥 𝐾𝑠𝑝 = 𝑥2 𝐾𝑠𝑝 = [3,6070 𝑥 10−2]2 𝑲𝒔𝒑 = 1,30104 x 𝟏𝟎−𝟑

G. Pembahasan

Percobaan ini bertujuan untuk menentukan Kh garamPb(NO3)2 dan Ksp

larutan jenuh PbSO4 pada suhu kamar serta garam PbI2. Garam Pb(NO3)2 berasal dari

asam kuat HNO3 dengan basa lemah Pb(OH)2, garam Pb(NO3)2 ini akan terhidrolisis

menjadi ion-ionnya. Kation Pb2+ _{dari garam bereaksi dengan ion-ion hidroksil yang}

dihasilkan oleh dissosiasi air, membentuk basa lemah Pb(OH)2 dan meninggalkan

ion-ion hydrogen dalam larutan. Karena ion hidroksida terikat oleh kation garam maka dalam larutan tersebut akan mengalami kelebihan ion hydrogen sehingga larutan akan mengalami peningkatan keasaman.

Kesetimbangan hidrolisa garam Pb(NO3)2 dalam air adalah sebagai berikut :

G. Discussion

This trial aims to determine the salt Ph Pb (NO3) 2 and PbSO4 Ksp saturated solution at room temperature and salt PbI2. Salt Pb (NO3) 2 is derived from a strong acid with a weak base HNO3 Pb (OH) 2, salt Pb (NO3) 2 is going to be hydrolyzed to the ions. Pb 2+ cations of the salts react with hydroxyl ions produced by the dissociation of water, forming a weak base Pb (OH) 2 and leave the hydrogen ions in solution. Because the hydroxide ions are bound by the salt cations in the solution will have excess hydrogen ions, so the solution would have increased acidity.

Salt hydrolysis equilibrium Pb (NO3) 2 in water are as follows: Pb2+ + H2O ↔ Pb(OH-) + H+

Besarnya tetapan hidrolisa larutannya adalah

The amount of hydrolysis constant of the solution is

𝐾ℎ =[𝑃𝑏(𝑂𝐻+)][𝐻+] [𝑃𝑏2+] = [𝑏𝑎𝑠𝑒𝑑][𝑎𝑐𝑖𝑑] [𝑠𝑎𝑙𝑡] = 𝐾𝑤 𝐾𝑏

Jadi Kh disini memiliki hubungan dengan peristiwa hidrolisis garam sebagian dengan harga Ka maupun Kb sesuai dengan garam yang dianalisis.

Dalam percoban ini juga ditentukan nilai Ksp dari garam PbI2 yang

merupakan campuran dari Pb(NO3)2 + 2KI → PbI2 (s) + 2 KNO3 serta garam PbSO4

So Kh here have a relationship with salt hydrolysis events in part to the price Ka and Kb in accordance with the salt being analyzed.

In this experiment also determined the value of Ksp of PbI2 salt which is a mixture of Pb (NO3) 2 + 2KI → PbI2 (s) + 2 KNO3 and PbSO4 salt which is a mixture of Pb (NO3) 2 + Na2SO4 → PbSO4 (s).

Dalam suatu garam memiliki batas maksimum dari jumlah garam tersebut yang dapat larut dalam pelarut. Pada garam PbI2 dan PbSO4 terbentuk endapan karena

adanya penambahan ion sejenis [Pb2+_{] yang menyebabkan larutan tersebut kelewat}

jenuh.

Kelarutan suatu zat tergantung dari beberapa factor seperti suhu, tekanan, konsentrasi bahan dan komposisi pelarut. Umumnya kelarutan meningkat jika temperature semakin tinggi.

Dalam larutan campuran PbI2 dan PbSO4 pada suhu konstan, hasil kali

konsentrasi ion Pb dengan ion iodide adalah konstan.

In a salt has a maximum limit of the amount of salt that can be dissolved in a solvent. In PbI2 salt and PbSO4 precipitation due to the addition of similar ion [Pb 2+] which led to the over-saturated solution.

The solubility of a substance depends on several factors such as temperature, pressure, concentration of material and solvent composition. Generally, the solubility increases if the temperature is getting higher.

In the mixed solution PbI2 and PbSO4 at a constant temperature, the product of the Pb ion concentration of iodide ions is constant.

PbI2 ↔ Pb2+ + 2I-

Ksp PbI2 = [Pb2+] [2I-]

= x . [2x]2

= 4x3

PbSO4 ↔ Pb2+ + SO42-

Ksp PbSO4 = [Pb2+] [SO42-]

= x . x

= x2

Jadi, dalam larutan jenuh suatu elektrolit yang sangat sedikit larut, hasil kali konsentrasi dari ion-ion pembentukannya untuk setiap suhu tertentu adalah konstan dengan konsentrasi ion dipangkatkan dengan bilangan yang sama dengan jumlah masing-masing ion bersangkutan yang dihasilkan oleh dissosiasi dari satu molekul elektrolit.

So, in a saturated solution of an electrolyte that is very slightly soluble, the product of the concentration of ions formation for any particular temperature is constant with ion concentration raised to the same number with the number of each respective ions produced by dissociation of the electrolyte molecules.

Pada hasil percobaan didapatkan Ksp PbI2 sebanyak 4,1863 x 10−2, sedangkan

pada teori menyatakan Ksp PbI2 = 8,7 x 10-9. Pasa PbSO4 didapatkan Ksp 1,30104 x

10−3 _{, padahal teori menyatakan Ksp PbSO}

4 = 2,2 x 10-8. Dari hasil ini Ksp hasil

percobaan berbeda jauh dengan teoritis dapat disebabkan larutan PbSO4 dan PbI2

kurang jenuh sehingga Ksp nya kurang maksimal.

In the experimental results obtained Ksp PbI2 as 4.1863 x 〖10〗 ^ (- 2), while in theory states PbI2 Ksp = 8.7 x 10-9. Pasa PbSO4 obtained Ksp 1.30104 x 〖 10〗 ^ (- 3), whereas the theory states PbSO4 Ksp = 2.2 x 10-8. From these results Ksp experimental results vary much with the theoretical solution can be caused PbSO4 and PbI2 less saturated so that its Ksp less than the maximum.

H. Simpulan

 Tetapan hidrolisa (Kh) garam Pb(NO3)2 = 1,7585 ∙ 10−10

 Ksp PbI2 = 4,1863 x 10−2

 Ksp PbSO4 = 1,30104 x 10−3

I. Daftar pustaka

Tim Dosen Kimia. 2014. Petunjuk Praktikum Kimia Analitik Instrumen. Semarang : Lab. Kimia FMIPA UNNES

Vogel. 1990. Analisis Anorganik Kualitatif Makro & Semimakro. Jakarta : PT

Kalman Media Pustaka

Semarang, 26 Maret 2014

Praktikan

Solikhah