PENENTUAN TETAPAN KESETIMBANGAN ASAM LEM

PENENTUAN TETAPAN KESETIMBANGAN ASAM

LEMAH SECARA KONDUKTOMETRI

I.

TUJUAN

a. Untuk menentukan nilai Ka asam lemah.

b. Mempelajari daya hantar listrik larutan elektrolit kuat dan elektrolit lemah.

II. TEORI

Elektrolit adalah suatu senyawa yang bila dilarutkan dalam pelarut (misalnya air) akan menghasilkan larutan yang dapat menghantarkan arus listrik. Elektrolit sering kali diklasifikasikan berdasarkan kemampuannya dalam menghantarkan arus listrik. Elektrolit yang dapat menghantarkan arus listrik dengan baik digolongkan ke dalam elektrolit kuat, sedangkan elektrolit yang sifat penghantaran listriknya buruk digolongkan ke dalam elektrolit lemah. Suatu elektrolit dapat berupa asam, basa atau garam.

Untuk suatu larutan elektrolit, biasanya yang diukur adalah konduktannya dan bukan tahanannya. Untuk mengukur konduktan suatu larutan dapat digunakan alat yang dinamakan sel konduktan.

Dengan menerapkan hukum kesetimbangan pada peristiwa ionisasi, Ostwald berhasil menemukan hukum pengenceran yang berisikan hubungan antara dengan konsentrasi. Untuk suatu larutan elektrolit AB dengan konsentrasi c mol per liter dapat ditulis:

AB A+ _{+ B}

-c(1- α) αc αc

Ke dalam larutan yang hendak diukur konduktivitasnya, ditempatkan dua elektroda platina berbentuk bujur sangkar yang diletakkan berhadapan dengan jarak tertentu.

C = K _lA

Dalam membandingkan konduktan dari berbagai zat terlarut akan sangat berguna bila dapat ditentukan suatu jumlah standar zat terlarut yang apabila terionisasi sempurna akan menghasilkan jumlah muatan positif dan negatif yang sama banyaknya. Dengan menggunakan gram ekuivalen zat, satu konduktan ekuivalen dapat didefinisikan sebagai konduktan antara dua elektroda yang berjarak 1 cm (atau 1 m dalam satuan SI) yang diantaranya adalah larutan yang mengandung tepat 1 gram ekuivalen elektrolit.

Konduktansi G larutan merupakan kebalikan dari R: makin rendah tahanan larutan, makin besar konduktansinya. Karena tahanan dinyatakan dalam ohm, Ω, maka konduktansi sampel dinyatakan dalam Ω-1_{. Kebalikan ohm biasanya disebut mho,} tetapi sekarang satuan resminya adalah siemes, S, dan 1 S = 1 Ω-1_.

Konduktivitas molar elektrolit, tidak bergantung pada konsentrasi jika K tepat sebanding dengan konsentrasi elektrolit. Walaupun demikian, pada prakteknya, konduktivitas molar bervariasi terhadap konsentrasi. Salah satu alasannya adalah: jumlah ion dalam larutan mungkin tidakk sebanding dengan konsentrasi elektrolit.

sampai nilai rendah saat konsentrasi bertambah. Penggolongan ini tergantung pada saat terlarut maupun pelarut yang digunakan: contohnya, litium klorida merupakan elektrolit kuat dalam air, tetapi dalam propanon merupakan elektrolit lemah.

Elektrolit kuat adalah zat yang terionisasi sempurna dalam larutan, dan meliputi padatan ion dan asam kuat. Sebagai hasil dari pengionan sempurna, konsentrasi ion dalam larutan sebanding dengan konsentrasi elektrolit yang ditambahkan.

Elektrolit lemah adalah zat yang tidak terionisai sempurna dalam larutan. Zat ini meliputi asam Bronsted lemah seperti CH3COOH dan basa Bronsted lemah seperti NH3. Ketergantungan konduktivitasnya pada konsentrasi dengan jelas, berasal dari pergeseran kesetimbangan.

HA (aq) + H2O (l) H3O+ _{(aq) + A}- _(aq) ke arah produk pada konsentrasi rendah.

Aliran listrik dalam suatu elektrolit akan memenuhi hukum Ohm, yang menyatakan bahwa: “Besarnya arus listrik (I ampere) yang mengalir melalui larutan sama dengan perbedaan potensial (V volt) dibagi dengan tahanan (R ohm)”. Secara matematika hukum Ohm akan dapat ditulis sebagai:

I = _RV

Tahanan suatu pelarut bergantung pada dimensi larutan lainnya berdasarkan rumus:

R = _RV

ρ

ρ

= tahanan spesifik atau resistivitas, ohm.cm L = panjang, cm

A = luas penampang lintang, cm2

bola lampu dengan melewati masing-masing larutan tersebut maka dapat diamati hal-hal berikut ini:

1. Arus listrik yang melalui larutan asam cuka menyebabkan lampu menyala redup, artinya asam cuka memiliki daya hantar yang lemah.

2. Arus listrik yang melalui larutan garam dapur menyebabkan lampu menyala terang, artinya larutan garam dapur mempunyai daya hantar yang kuat.

3. Sedangkan arus listrik yang melalui larutan gula tidak mampu menyalakan lampu, artinya larutan gula tidak dapat menghantarkan arus listrik.

1. Konduktometer Untuk mengukuru daya hantar listrik

2. Gelas ukur Untuk mengukur volume sampel 3. Gelas piala Untuk wadah sampel

4. Labu ukur Untuk wadah pengenceran sampel

5. Labu semprot Untuk wadah akuades 6. Sel hantaran Sebagai sel penghantar

3.1.2 Bahan dan Fungsinya No

.

Bahan Fungsi

1. Asam asetat Sebagai sampel

III.2 Cara Kerja

1. Larutan asam asetat dibuat dengan variasi konsentarasi 1; 0,5; 0,25; 0,125; 0,0625; dan 0,03125 N dengan pengenceran bertingkat.

2. Sel hantaran dicuci dengan larutan konduktifitas serta dibilas dengan akuades.

3. Hantaran dan suhu larutan diukur dengan konduktometer dengan teliti.

III.3 Skema Kerja

- dicuci dengan larutan konduktivitas hingga nilai hantarannya konstan

-diukur hantaran - diencerkan dengan

-diukur suhu berbagai konsentrasi

-diukur hantaran -diukur suhu

Sel Hantaran

Larutan asam asetat Akuades

Data

Persamaan Regresi dan Grafk

3.4. Skema Alat

Sel

Keterangan:

1. Konduktometer 2. Larutan elektrolit

1

IV. PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN IV.1 Data dan Perhitungan

IV.1.1 Data

Larutan Hantaran (μs) Suhu (°C)

Akuades 2,48 34,2

CH3COOH 1 N 3,14 34,1

CH3COOH 0,5 N 3,15 34,0

CH3COOH 0,25 N 3,15 34,0

CH3COOH 0,125 N 3,20 33,9

CH3COOH 0,0625 N 3,16 33,9

CH3COOH 0,03125

N 3,08 33,8

IV.1.2 Perhitungan

A. Asam asetat ( CH3COOH ) 100%

N asam asetat = %. ρ_Mr.1000

= 100 %.1,05_60gg/mL.1000

/mol

= 17,5 mol

B. Pengenceran Asam Asetat (CH3COOH) V1 . N1 = V2 . N2

a. CH3COOH 1 N

V1 = 100_17,5mL._N1N = 5,7142 mL b. CH3COOH 0,5 N

V1 = 100mL._1N0,5N = 50 mL c. CH3COOH 0,25 N

V1 = 100mL._0,5N0,25N = 50 mL d. CH3COOH 0,125 N

e. CH3COOH 0,0625 N

V1 = 100mL._0,1250,625_N N = 50 mL f. CH3COOH 0,03125 N

V1 = 100mL._0,06250,03125_N N = 50 mL

C. Penentuan Hantaran Listrik (L)

Hantaran Listrik (L) = L asam asetat – L akuades L akuades = 2,48 μS= 2,48 × 10-6 _S

a. CH3COOH 1 N

L asam asetat= (3,14 – 2,48) x 10-6 _S = 0,66 x 10-6 _S

b. CH3COOH 0,5 N

L asam asetat= (3,15 – 2,48) x 10-6 _S = 0,67 x 10-6 _S

c. CH3COOH 0,25 N

L asam asetat= (3,15 – 2,48) x 10-6 _S = 0,67 x 10-6 _S

d. CH3COOH 0,125 N

L asam asetat= (3,20 – 2,48) x 10-6 _S = 0,72 x 10-6 _S

e. CH3COOH 0,0625 N

L asam asetat= (3,16 – 2,48) x 10-6 _S = 0,68 x 10-6 _S

f. CH3COOH 0,03125 N

L asam asetat = (3,08 – 2,48) x 10-6 _S = 0,6 x 10-6 _S

D. Penentuan Nilai Kappa (K)

Rumus : K = L . _A1 , dimana _A1 = 0,099 cm-1 a. CH3COOH 1 N

= 0,06534 x 10-6 _{S cm}-1 b. CH3COOH 0,5 N

K = 0,67 x 10-6 _{S (0,099 cm}-1₎ = 0,06633 x 10-6 _{S cm}-1 c. CH3COOH 0,25 N

K = 0,67 x 10-6 _{S (0,099 cm}-1₎ = 0,06633 x 10-6 _{S cm}-1 d. CH3COOH 0,125 N

K = 0,72 x 10-6 _{S (0,099 cm}-1₎ = 0,07128 x 10-6 _{S cm}-1 e. CH3COOH 0,0625 N

K = 0,68 x 10-6 _{S (0,099 cm}-1₎ = 0,06732 x 10-6 _Scm-1 f. CH3COOH 0,03125 N

K = 0,6 x 10-6 _{S (0,099 cm}-1₎ = 0,0594 x 10-6 _Scm-1

E. Penentuan Daya Hantaran Ekuivalen (Λc)

Rumus : Λc = 1000_M. K a. CH3COOH 1 N

Λc = 1000.(0,06534x10−6S cm−1)

1N

= 6,534 x 10-5 _{S cm}2 _{mol eq}-1

b. CH3COOH 0,5 N

Λc = 1000.(0,06633_0,5Nx10−6S cm−1)

= 1,326 x 10-4 _{S cm}2 _{mol eq}-1 c. CH3COOH 0,25 N

Λc = 1000.(0,06633x10−6S cm−1)

0,25N

Λc = 1000.(0,07128_0,125x_N10−6S cm−1)

= 5,7024 x 10-4 _{S cm}2 _{mol eq}-1 d. CH3COOH 0,0625 N

Λc = 1000.(0,06732_0,0625x10_N−6S cm−1)

= 1,077 x 10-3 _{S cm}2 _{mol eq}-1 e. CH3COOH 0,03125 N

Λc = 1000.(0,0594_0,03125x10_N−6S cm−1)

= 1,9008 x 10-3 _{S cm}2 _{mol eq}-1

F. Menghitung Nilai Hantaran Ekivalen Rumus : Λt = Λ0 [1 + 0,02 (T – 25)°C] Λ0 = 390,55 cm2 _mol-1

a. CH3COOH 1 N

Λt = 390,55 [1 + 0,02 (34,1 – 25)°C] = 390,55 x 1,182

= 461,63 S cm2 _{mol eq}-1 b. CH3COOH 0,5 N

Λt = 390,55 [1 + 0,02 (34,0 – 25)°C] = 390,55 x 1,18

= 460,849 S cm2 _{mol eq}-1 c. CH3COOH 0,25 N

Λt = 390,55 [1 + 0,02 (34,0 – 25)°C] = 390,55 x 1,18

= 460,849 S cm2 _{mol eq}-1 d. CH3COOH 0,125 N

Λt = 390,55 [1 + 0,02 (33,9 – 25)°C] = 390,55 x 1,178

= 460,068 S cm2 _{mol eq}-1 e. CH3COOH 0,0625

= 390,55 x 1,178

G. Menentukan Derajat Ionisasi (α)

5,7024 x 10-4

Jadi persamaan regresinya adalah y = A + Bx

IV.2 Grafik

6.530 1.33 2.65 5.7 1.08 1.9 0.2

0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8

1.53

0.75

0.38

0.18 _0.09

0.05

kurva Λc vs 1/Λc

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0

0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8

1.53

0.75 0.38

0.18 _0.09

0.05 f(x) = − 0.06 x + 0.87

R² = 0.48

kurva Λc vs 1/Λc

Y-1/Λc Linear (Y-1/Λc)_Λc

1

/Λ

5.2 Pembahasan

Elektrolit lemah yang digunakan pada percobaan ini adalah asam asetat. Asam asetat dibuat dengan berbagai konsentrasi yang bertujuan untuk melihat dan mempelajari daya hantar listrik elektrolit dan juga melihat pengaruh konsentrasi terhadap ion dengan cara pengenceran bertingkat. Dengan variasi konsentrasi dari asam asetat ini maka akan diperoleh nilai hantaran yang berbeda pula untuk masing-masing konsentrasi dari asam asetat.

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan maka dapat diketahui bahwa semakin besar konsentrasi dari asam asetat maka suhu dan nilai hantaran dari asam asetat juga semakin besar. Begitu sebaliknya, jika semakin kecil konsentrasi dari asam asetat maka suhu dan nilai hantarannya semakin kecil pula. Ini disebabkan karena berkurangnya zat yang terionisasi di dalam larutan akibat adanya pengenceran larutan. Akibat dari pengenceran inilah yang menyebabkan konsentrasi larutan semakin kecil, sehingga ion yang terkandung dalam larutan sedikit.

Pada awal percobaan nilai hantaran dari akuades juga diukur, dimana pengukuran ini bertujuan untuk pengoreksi nilai hantaran dari asam asetat. Karena saat pengenceran larutan asam asetat pelarut yang digunakan adalah akuades.

Larutan asam asetat merupakan salah satu elektrolit lemah, yaitu larutan penghantar listrik yang kurang baik, yang memiliki daya hantar kecil dikarenakan hanya dapat mengion sebagian, akibatnya larutan asam asetat ini kurang dapat menghantarkan arus listrik.

dahulu. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan maka dapat diketahui bahwa semakin kecil konsentrasi, maka semakin kecil nilai hantarannya. Begitu juga sebaliknya, semain besar konsentrasi, maka semakin besar pula nilai hantarannya. Ini berarti nilai hantaran berbanding lurus dengan konsentrasi, hal ini disebabkan oleh berkurangnya jumlah zat yang terionisasi dalam larutan akibat adanya pengenceran.

Pengukuran suhu yang dilakukan dari konsentrasi asam asetat didapatkan berbeda-beda. Pada penentuan hantaran ekuivalen diperoleh kesimpulan bahwa semakin tinggi konsentrasi maka semakin kecil nilai hantarannya. Ini berarti hantaran ekivalen berbanding terbalik dengan konsentrasi. Jumlah ion yang terdapat di dalam larutan tergantung pada derajat ionisasi. Dari derajat ionisasi dapat ditentukan nilai Ka.

VI. KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :

1. Prinsip dari konduktometer dalam pengukuran Ka asam lemah adalah menentukan daya hantar larutan elektrolit lemah dan derajat disosiasi dengan pengenceran bertingkat.

2. Nilai hantaran dari asam asetat semakin besar dengan semakin besarnya konsentrasi.

3. Semakin besar konsentrasi asam asetat maka nilai derajat disosiasinya akan semakin kecil.

4. Disosiasi asam lemah artinya larutan terionisasi kurang sempurna, akibatnya nilai hantaran dari larutan kecil dan menyebabkan nilai derajat ionisasinya besar karena terkandung ion hanya sedikit.

5. Regreasi yang diperoleh ialah 4,9689 + 8,275x10−3x. 6. Ka CH3COOH yang peroleh adalah 1,319414 x 10-9_.

6.2 Saran

Agar praktikum selanjutnya lebih sempurna disarankan untuk : 1. Larutan asam asetat dibuat tepat dan teliti.

3. Ukur nilai hantaran dari konsentrasi terkecil, untuk menghindari adanya sisa-sisa ion yang terurai.

4. Pahami prinsip dan cara kerja sebelum memulai percobaan.

DAFTAR PUSTAKA

Atkins, P.W. 1997. Kimia Fisika Edisi Keempat Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Bird, Tony. 1993. Kimia Fisika Untuk Universitas. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.

Keenan, Charles. 1996. Kimia untuk Universitas. Jakarta: Erlangga.

LAMPIRAN 1. JAWABAN PERTANYAAN

1. Jelaskan tentang hantaran jenis dan hantaran ekivalen, dan satuannya!

a. Hantaran jenis adalah perbandingan daerah elektroda dengan jarak (L) dan K atau dapat didefinisikan sebagai hantaran larutan 1 m3 _{dengan satuan ohm (Ω).}

b. Hantaran ekivalen adalah hantaran larutan yang mngandung 1 mol elektrolit dan ditempatkan antara 2 elektroda sejajar yang terpisah 1 meter dengan satuan ohm/m2_.

2. Apa gunanya mengukur hantaran larutan KCl O,1 N?

Untuk menentukan pengukuran hantaran jenis larutan lain dimana hantaran KCl dianggap konstan.

3. Apa yang dimaksud dengan bilangan transport dan mobilitas ion?

a. Bilangan transport adalah arus total yang dibawa oleh ion utama atau bilangan penghantaran.

b. Mobilitas ion adalah pengukuran jarak yang ditempuh oleh setiap ion dalam waktu tertentu dan prosesnya disebut metoda pembuatan yang bergerak.

4. Apa beda disosiasi dengan ionisasi?

a. Disosiasi adalah proses penguraian suatu larutan yang berdasarkan perbandingan molar pada beberapa konsentrasi (penguraian tidak sempurna).

b. Ionisasi adalah proses penguraian suatu larutan menjadi ion penyusunnya (terurai secara sempurna).

5. Pada pengukuran hantaran jenis elektrolit lemah perlu dikoreksi terhadap hantaran jenis air, jelaskan!

6. Turunkan persamaan penentuan Ka untuk elektrolit 1-2 dengan pengukuran hantaran :

cAB A+ _{+ B} -c(1-α) αc αc

Ka = (A+)(B-)

(AB) = (α)

2

C (1-α) ……… (1)

α = _ʌʌ

0 ……… (2)

Turunan persamaan (1) dan (2) diperoleh :

K = cʌ 2

ʌ0(ʌ-ʌ)

1

ʌ =

1

Kʌ20 (

ʌ

c) +

1

ʌ0

Nilai K yang diperoleh dari kurva :

1

LAMPIRAN 2. ANALISIS ARTIKEL ILMIAH A. Judul

Eksplorasi perilaku kesetimbangan fundamental kalsium pertukaran dengan resin kation asam lemah.

B. Tujuan

Untuk mengevaluasi kompleksitisitas pertukaran ion kalsium dengan sodium dirukar resin kation asam lemah.

C. Metode Yang Digunakan - DOW MAC-3

- Langmuir-Vageler D. Skema Kerja

-Dicatat kesetimbangan -Dihidrolisis

-Langmuir-Vageler

E. Analisis Hasil

Bukti untuk hidrolisis sebagian kecil dari resin sodium permukaan tercatat. Perbandingan ion kalsium dapat dibedakan dengan kesetimbangan akhir kalsium.

F. Kelebihan dan Kelemahan Kelebihan:

- Hasil disajikan dalam bentuk grafiik - Jenis isotherm nilai rendah

Kelemahan:

- Metode yang digunakan tidak dapat diterapkan pada percobaan mahasiswa

- Cara ketja sulit dipahami - Menggunakan alat yang rumit

Ion Kalsium dan Sodium

LAMPIRAN 3. SIMBOL YANG DIGUNAKAN

Simbol Keterangan

Ka Konstanta kesetimbangan asam α Derajat disosiasi

C Konsentrasi zat

ʌ

c Hantaran ekivalen

LAMPIRAN 4. STRUKTUR SENYAWA

No. Rumus Kimia Struktur Molekul

1. Akuades

(H2O)

O

H

H

2. Asam Asetat