LAPORAN KESETIMBANGAN KIMIA.docx

I.

II.

Judul Praktikum

: Kesetimbangan Kimia

Tujuan

:

1. Menjelaskan pengaruh konsentrasi pereaksi pada kesetimbangan kompleks besi (III) tiosulfat 2. Menjelaskan pengaruh ion sesama pada kesetimbangan 3. Menghitung kelarutan zat berdasarkan harga Ksp 4. Menjelaskan pengaruh suhu terhadap kelarutan zat

III.

Dasar Teori 3.1 Kesetimbangan Kimia Kesetimbangan kimia adalah proses dinamis ketika laju reaksi ke kanan (menghasilkan produk) sama dengan laju reaksi ke kiri (ke arah pereaksi). Pada kesetimbangan kimia, molekul-molekul tetap berubah dari pereaksi menjadi produk dan produk menjadi pereaksi, tetapi tanpa terjadi perubahan konsentrasinya. Bila pada sistem kesetimbangan diadakan aksi, maka sistem akan mengadakan reaksi sedemikian rupa sehingga pengaruh aksi itu menjadi sekecil-kecilnya. Cepat lambatnya suatu reaksi mencapai kesetimbangan bergantung pada laju reaksinya. Semakin besar laju reaksi, semakin cepat kesetimbangan tercapai. Henri Louis Le Chatelier (1884) berhasil menyimpulkan pengaruh faktor luar tehadap kesetimbangan dalam suatu azas yang dikenal dengan azas Le Chatelier sebagai berikut : “ Bila terhadap suatu kesetimbangan dilakukan suatu tindakan (aksi), maka sistem itu akan mengadakan reaksi yang cenderung mengurangi pengaruh aksi tersebut. “ Secara singkat azas Le Chateleir dapat dinyatakan sebagai : Reaksi = - Aksi Artinya bila pada sistem kesetimbangan dinamik terdapat gangguan dari luar sehingga kesetimbangan dalam keadaan terganggu atau rusak, maka sistem akan berubah sedemikian rupa sehingga gangguan itu berkurang dan bila mungkin akan kembali dalam keadaan setimbang lagi. Cara sistem bereaksi adalah dengan melakukan pergeseran ke kiri atau ke kanan. Kesetimbangan dalam fase cair terbatas pada zat-zat yang terlarut dalam pelarut tertentu. Untuk larutan elektrolit, zat dalam larutan adalah berupa ion-ion yang terdapat dalam larutan. Contoh : Fe3+ + SCN- ↔ FeSCN2+. Pada kondisi standar, zat terlarut

dinyatakan dalam konsentrasi 1,0 M dengan sifat larutan pada pengenceran tak terhingga, sehingga koefisien aktifitas = 1 dan besarnya K = Kc. Pada reaksi kesetimbangan tersebut, besarnya tetapan kesetimbangan : Kc = [FeSCN2+])/[Fe3+][SCN-]

(harga K tetap pada suhu tetap).

Tetapan kesetimbangan reaksi dapat ditentukan setiap suhu, jika perubahan energi bebas standar Gibbs ( (

diketahui sebagai fungsi suhu = -RT ln K

atau

K = exp (-

/RT)

R adalah tetapan gas ideal dan T adalah suhu. Reaksi ion besi (III) dengan ion tiosianat merupakan pengujian yang sangat sensitif untuk ion besi (III) dalam larutan. Jika menambahkan ion tiosianat, SCN-, ke dalam larutan yang mengandung ion besi (III) akan diperoleh larutan berwarna merah darah yang kuat yang mengandung ion [Fe(SCN)(H2O)5]2+.

SCN-(aq)

[Fe(H2O) 6]3+

[Fe(SCN)(H2O)5]2+

Gambar 1. Reaksi ion besi (III) vs ion SCNDalam kesetimbangan dinamis, ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi, yaitu : pengaruh konsentrasi zat yang bereaksi, suhu, dan perubahan tekanan atau volume.

3.2 Kelarutan zat Kelarutan/solubilitas adalah kemampuan zat kimia tertentu, zat terlarut, untuk larut dalam pelarut. Kelarutan yaitu jumlah maksimum zat terlarut yang larut dalam suatu pelarut kesetimbangan. Larutan hasil disebut larutan jenuh. Istilah “tak larut” sering diterapkan pada senyawa yang sulit larut. Dalam beberapa kondisi, titik kesetimbangan kelarutan dapat dilampaui untuk menghasilkan suatu larutan yang disebut lewat jenuh yang menstabil. Kelarutan zat AB dalam pelarut murni (air)

AnB(s) → nA+(aq) + Bn-(aq) a

n.a

a n

Ksp AnB = (n.2) . 2 Ksp AnB = nn . a(n+1) Kelarutan = a(n+1) = Ksp AnB/nn Jika zat AB → A+ + BMaka kelarutan zat AB = a = V.Ksp AB Ket : a = kelarutan, Ksp = hasil kali kelarutan zat atau garam Berdasarkan kelarutan (s) dan hasil kali kelarutan, unutk suatu garam AB yang sukar larut berlaku ketentuan, jika: 1. [A+] [B-] < Ksp → larutan jenuh; tidak terjadi pengendapan. Hal itu berarti, larutan mengandung zat terlarut kurang dari yang diperlukan untuk membuat larutan jenuh atau larutan yang partikel-partikelnya tidak tepat habis bereaksi dengan pereaksi (masih bisa melarutkan zat). 2. [A+] [B-] = Ksp → larutan tepat jenuh; larutan tepat mengendap . Hal itu berarti, larutan yang partikel-partikelnya tepat habis bereaksi dengan pereaksi (zat dengan konsentrasi maksimal). 3. [A+] [B-] > Ksp → larutan kelewat jenuh; terjadi pengendapan zat. Berarti, larutan yang tidak dapat lagi melarutkan zat terlarut sehingga terjadi endapan. Terjadi apabila hasil kali konsentrasi ion lebih dari Ksp.

3.3 Pengaruh suhu terhadap kelarutan zat Kelarutan zat sebanding terhadap suhu terutama berlaku pada zat padat. Kelarutan zat cair dalam zat cair lainnya secara umum kurang peka terhadap suhu daripada kelarutan padatan/gas dalam dalam zat cair. Kelarutan gas dalam air umumnya berbanding terbalik terhadap suhu.

3.4 Pengaruh ion sejenis dan pembentukkan garam Kelarutan zat AB dalam larutan yang mengandung ion sejenis AB(s) → A+(aq)+ B-(aq) s

→ n.s

s

Semakin besar konsentrasi ion sejenis, maka makin kecil kelarutan elektrolitnya. Pembentukkan garam yang larut, seperti contoh kelarutan CaCO3(s) pada air yang berisi CO2 lebih besar daripada air.

CaCO3(s) + H2O(l) + CO2 → Ca(HCO3)2(aq)

larut

Reaksi antara basa amfoter dengan basa kuat. Contoh : kelarutan Al(OH)3 dalam KOH lebih besar kelarutan Al(OH)3 dalam air Al(OH)3(s) + KOH(aq) → KAlO2(aq) + 2H2O(l) Pembentukkan senyawa kompleks, seperti contoh kelarutan AgCl(s) dalam NH4OH lebih besar dari pada AgCl dalam air. AgCl(s) + NH4OH(aq)

IV.

Ag(NH3)2Cl(aq) + H2O(l)

larut

Alat dan Bahan

No

Alat

Bahan

1

Gelas Kimia 500 mL

Aquadest

2

Gelas Kimia 100 mL

Larutan Fe(NO3)3 0,2 M

3

Labu Takar 50 mL

Larutan KSCN 0,002 M

4

Pipet Ukur 10 mL

Kristal Na2HPO4

5

Rak Tabung

Larutan PbNO3 0,01 M

6

Tabung Reaksi

Larutan K2CrO4 0,005 M

7

Pipet tetes

Larutan Amoniak 2%

8

Bola Isap

9

Gelas ukur 10 mL

10

Termometer

11

Spatula

12

Buret 25 mL

V.

Diagram Alir Kerja 5.1 Kesetimbangan Besi (II) Tiosianat

1

10 mL KSCN 0,002 M + 2 tetes larutan Fe³ 0,002M

2

3

4

5

Bagi rata larutan ke dalam 5 tabung Tabung 1 : Pembanding Tabung 2 : (+) 1 tetes larutan KSCN 0,1 M

Fe(NO3)3

1

2

3

4

5

Tabung 3 : (+) 3 tetes Larutan Fe³ Tabung 4 : (+) Na2HPO4 Tabung 5 : (+) Larutan amoniak 2%

Kocok perlahan dan amati perubahan warnanya

5.2 Pengaruh Konsentrasi Terhadap Kesetimbangan 2,5 mL KSCN 0,2 M

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

Tabung 1 : (+) 5 mL Larutan Fe³ 0,02 M Tabung 2 : (+) 5 mL Larutan Fe³ pengenceran 1* Tabung 3 : (+) 5 mL Larutan Fe³ pengenceran 2** Tabung 4 : (+) 5 mL Larutan Fe³ pengenceran 3*** Tabung 5 : (+) 5 mL Larutan Fe³ pengenceran 4****

Kocok kelima tabung tersebut

Bandingkan warna dari setiap tabung dan catat hasil pengamatannya *Pengenceran 1 dilakukan dengan 10 mL larutan Fe³ 0,02 M (larutan induk) ke dalam labu takar 50 mL kemudian diencerkan hingga tanda batas. ** Pengenceran 2 dilakukan dengan 10 mL larutan Fe³ pengenceran 1 ke dalam labu takar 50 mL kemudian diencerkan hingga tanda batas. *** Pengenceran 3 dilakukan dengan 10 mL larutan Fe³ pengenceran 2 ke dalam labu takar 50 mL kemudian diencerkan hingga tanda batas.

**** Pengenceran 4 dilakukan dengan 10 mL larutan Fe³ kemudian diencerkan hingga tanda batas.

3

pengenceran 3 ke dalam labu takar 50 mL

5.3 Penentuan Ksp PbCrO4 2,5 mL Pb(NO3)2 0,01M MM M

Larutan K2CrO4 0,005 M Tabung 1 : (+) 1,0 mL Tabung 2 : (+) 2,0 mL

1

2

3

4

5

Tabung 3 : (+) 4,0 mL Tabung 4 : (+) 6,0 mL Tabung 5 : (+) 8,0 mL

Ulangi Penambahan K2CrO4 dengan perbedaan volume 0,1 mL untuk menentukan banyaknya K2CrO4 yang dibutuhkan untuk terbentuknya endapan

Catat hasil pengamatan dan ukur suhu pada saat terbentuknya endapan

VI.

Data Pengamatan 6.1 Kesetimbangan Besi (II) Tiosianat

Tabung

Prosedur

Pengamatan

1

10 ml KSCN + 2 tetes Fe3+

Terjadi perubahan warna menjadi merah darah

2

5 tetes KSCN

Warna merah darah

3

3 tetes Fe3+

Warna merah kehitaman

4

1 butir Kristal Na2HPO4

Warna menjadi bening

5

3 tetes amoniak

Warna berubah menjadi kuning bening

6.2 Pengaruh Konsentrasi Terhadap Kesetimbangan Tabung

1

Prosedur

Pengamatan

5 ml KSCN 0,002M

Tidak berwarna/ bening

+ 5 ml Fe3+

Merah kehitaman

2

+ 5 ml Fe3+

Merah kehitaman

3

+ 5 ml Fe3+

Merah darah pekat

4

+ 5 ml Fe3+

Merah darah bening

5

+ 5 ml Fe3+

Kuning bening

6.3 Penentuan Ksp dan Konsentrasi K2CrO4 Warna

Tabung

Volume larutan Pb(NO3)2 (ml)

Volume larutan K2CrO4 (ml)

Perubahan endapan

1

1

1

belum

2

1

2

belum

endapan

kuning 3

1

4

belum

4

1

6

belum

5

1

8

sudah

6

1

10

sudah

VII.

Pengolahan Data dan Perhitungan 7.1 Kesetimbangan Besi (II) Tiosianat 

Tabung 1 Fe³+ + 3KSCN → Fe(SCN)3 + 3K+ Terbentuk warna merah darah. Hal ini di sebabkan karena terjadi pergeseran kesetimbangan ke arah kanan (terjadi perubahan warna menjadi merah kecoklatan).



Tabung 2 Fe³+ + 3KSCN → Fe(SCN)3 + 3K+ (+ SCN-) Terbentuk warna merah darah. Hal ini disebabkan adanya penambahan konsentrasi, sehingga kesetimbangan bergeser ke arah kanan.



Tabung 3 Fe³+ + 3KSCN → Fe(SCN)3 + 3K+ (+Fe³+ )

Terbentuk warna merah kehitaman. Hal ini disebabkan karena adanya penambahan konsentrasi ion Fe3+, sehingga kesetimbangan bergeser ke arah kanan. 

Tabung 4 Fe³+ + 6KSCN + Na2HPO4 → 2Fe(SCN)3 + 3K2HNO4+ 6Na+ Larutan menjadi tidak berwarna (bening). Hal ini disebabkan Na2HPO4 mengikat ion Fe3+ sehingga menambah komponen pereaksi dan reaksi bergeser ke arah kiri.



Tabung 5 Fe3+ + SCN- →

Fe(SCN)2+

(+ NH3) Larutan menjadi berwarna kuning bening. Hal ini di sebabkan oleh adanya NH3 yang terikat pada Fe3+ dan SCN- sehingga menyebabkan terbentuknya ion kompleks dan warnanya menjadi bening kekuningan. Jumlah ion Fe(SCN)2+ semakin berkurang dan mengakibatkan konsentrasi ion Fe(SCN)2+ juga berkurang. 7.2 Pengaruh Konsentrasi Terhadap Kesetimbangan 

Tabung 1 [Fe3+] = 0,02 M



Tabung 2 V1.M1 = V2.M2 10 mL x 0,02 M = 50 mL x M2 M2 = M2 = 0,004 M [Fe3+] = 0,004 M



Tabung 3 V1.M1 = V2.M2 10 mL x 0,004 M = 50 mL x M2 M2 = M2 = 0,0008 M [Fe3+] = 0,0008 M



Tabung 4 V1.M1 = V2.M2

10 mL x 0,0008 M = 50 mL x M2 M2 = M2 = 0,00016 M [Fe3+] = 0,00016 M 

Tabung 5 V1.M1 = V2.M2 10 mL x 0,00016 M = 50 mL x M2 M2 = M2 = 0,00003 M [Fe3+] = 3 x 10-5 M

7.3 Penentuan Ksp K2CrO4 

Percobaan 1 (Volume K2CrO4 8 mL saat mulai terbentuk endapan) nK2CrO4 = M . V = 0,005 M . 8 ml = 4,0 x 10-2 mmol

n Pb(NO3)2 = M . V = 0,01 M . 1,0 ml = 10-2 mmol

K2CrO4 + Pb(NO3)2 4,0 x 10-2

→ PbCrO4 + 2KNO3

10-2

Keterangan :

R :

10-2

10-2

10-2

2 x 10-2

M = mula-mula (keadaan awal)

S :

3,0 x 10-2

-

10-2

2 x 10-2

R = reaksi

M:

-

-

S = sisa Jadi, n PbCrO4 = 10-2 mol S PbCrO4 = =

mmol ml

= 1,11 x 10-3 M

Pb+ + CrO42-

PbCrO4 S

s

s

= [Pb+] x [CrO42-]

Ksp

Ksp Pb2CrO4 = 2 x 10-14

= [s] x [s] = s2 = (1,11 x 10-3)2 = 1,2321 x 10-6 (mengendap) 

Percobaan 2 (Volume K2CrO4 10 mL, saat mulai terbentuk endapan) nK2CrO4 = M . V = 0,005 M x 10 ml = 5 x 10-2 mmol

n Pb(NO3)2 = M . V = 0,01 M . 1,0 ml = 10-2 mmol →

K2CrO4 + Pb(NO3)2 -2

-2

M:

5 x 10

R :

-2

10

10

10

S :

4,0 x 10-2

-

PbCrO4 + 2 KNO3 -

-2

-2

10

10-2

2 x 10-2 2 x 10-2

Jadi, n PbCrO4 = 10-2 mol S Pb2CrO4 = mmol ml

=

= 9,09 x 10-4 M

PbCrO4

Pb+ + CrO42-

S Ksp

s

s

+ 2

= [Pb ] x [CrO42-] = [s] x [s] = s2 = (9,09 x 10-4) 2

Ksp Pb2CrO4 = 2 x 10-14

= 0,826 x 10-6 (mengendap)

VIII. Pembahasan Pada percobaan 1, KSCN 0,002 M memiliki warna bening. Setelah ditetesi Fe3+ 0,02 M berubah menjadi warna merah darah. Hal itu terjadi karena adanya pergeseran kesetimbangan ke arah kanan. Pada tabung 2, setelah ditetesi KSCN 1,0 M terjadi perubahan warna yang semakin pekat karena konsentrasi Fe3+ semakin besar. Sesuai dengan azas Le Chatelier, jika salah satu zat konsentrasinya diperbesar, reaksi akan bergeser ke arah yang berlawanan. Jika salah satu zat konsentrasinya diperkecil, reaksi akan bergeser kearah zat tersebut. Pada tabung 3, setelah ditetesi Fe3+ 0,02 M menunjukkan perubahan warna yang semakin pekat. Hal ini juga disebabkan oleh penambahan konsentrasi pereaksi sehingga kesetimbangan bergeser ke arah kanan (berlawanan arah). Pada tabung 4, setelah ditambahkan Na2HPO4 terjadi perubahan warna menjadi bening. Hal ini disebabkan ion HPO42- berikatan dengan Fe3+ . Ion Fe(SCN)2+ akan terurai membentuk ion Fe3+

dan

SCN–

atau kesetimbangan bergeser ke arah ion Fe3+ dan SCN–. Pada tabung 5, setelah ditetesi amoniak 2% menunjukkan perubahan warna menjadi kuning bening. Hal ini menunjukkan jumlah ion dan konsentrasi FeSCN2+ semakin berkurang. Percobaan kedua mempelajari tentang kesetimbangan besi (III) – tiosianat yang direaksikan dengan larutan Fe3+ dengan berbagai konsentrasi. Pada percobaan ini perubahan warna yang terjadi berbeda-beda pada setiap larutan setelah dilakukan pengenceran atau penambahan volume. Tabung pertama dijadikan sebagai standar yang berisi campuran antara KSCN dan Fe3+. Sedangkan pada tabung 2, 3, 4 dan 5 ditambahkan Fe3+ yang telah diencerkan. Tabung pertama yang telah ditambahkan Fe3+ 0,02 M menunjukkan warna merah kehitaman. Tabung kedua yang ditambahkan Fe3+ 0,004 M menunjukkan warna merah kehitaman. Tabung ketiga yang ditambahkan Fe3+ 0,0008 M menunjukkan warna merah darah pekat. Tabung keempat yang ditambahkan Fe3+ 0,00016 M menunjukkan warna merah darah bening. Tabung kelima yang ditambahkan Fe3+ 0,00003 M menunjukkan warna kuning bening. Hal tersebut memperlihatkan jika konsentrasi diperbesar maka sistem akan mengurangi komponen tersebut. Bila ke dalam suatu sistem kesetimbangan, konsentrasi salah satu komponennya ditambah maka kesetimbangan akan bergeser dari arah penambahan konsentrasi dan bila salah satu komponen dikurangi maka kesetimbangan akan bergeser ke arah

pengurangan itu. Selain itu, volume juga sangat berpengaruh pada kesetimbangan. Pengenceran pada larutan menyebabkan volum menjadi besar. Percobaan ketiga menggunakan prinsip hasil kali kelarutan (Ksp). Dasar teori dari percobaan ini menyatakan bahwa hasil kali konsentrasi ion-ion pembentuknya untuk setiap suhu tertentu adalah konstan, dengan konsentrasi ion dipangkatkan dengan jumlah masing-masing ion yang bersangkutan. Penambahan larutan K2CrO4 terhadap larutan Pb(NO3)2 dengan volume larutan K2CrO4 yang berbedabeda dapat menyebabkan pengendapan saat larutan telah jenuh, yaitu saat kemampuan pelarut telah mencapai titik maksimum untuk melarutkan atau mengionkan zat terlarut, sehingga kelebihan sedikit zat terlarut akan menyebabkan terjadinya endapan. Pengendapan ini dipengaruhi oleh konsentrasi zat-zat terlarut dalam larutan. Semakin besar konsentrasi ion CrO42-, maka larutan akan mengendap lebih cepat daripada larutan dengan konsentrasi ion CrO42- yang lebih rendah. Reaksi yang terjadi adalah : Pb(NO3)2 + K2CrO4

PbCrO4 + 2KNO3

Pada percobaan ketiga ini, didapatkan Ksp Pb2CrO4 sebesar 1,2321 x 10-6. Sedangakan Ksp Pb2CrO4 pada literatur adalah 2 x 10-14. Hal ini dapat disebabkan karena temperatur percobaan yang berbeda atau konsentrasi pereaksi yang berbeda.

IX.

Kesimpulan Dalam sistem kesetimbangan, jika konsentrasi salah satu komponennya ditambah maka

kesetimbangan akan bergeser dari arah penambahan itu, dan bila salah satu komponennya dikurangi maka kesetimbangan akan bergeser ke arah pengurangan itu. Bila pada sistem kesetimbangan volume diperkecil, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah koefisien yang kecil. Bila pada sistem kesetimbangan volume diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah koefisien yang besar. Jadi, dapat disimpulkan bahwa kesetimbangan dipengaruhi oleh jumlah konsentrasi dan volume larutan dan hal tersebut dapat dilihat dari perubahan warna dan kepekatan larutan.

X.

Daftar Pustaka

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-fisika1/kesetimbangan_kimia/azaz-le-chatelier-2/ http://isjd.pdii.lipi.go.id/admin/jurnal/7206106113.pdf

LAPORAN KESETIMBANGAN KIMIA Disusun untuk memenuhi salah satu tugas Kimia Fisik pada semester 1 program studi teknik kimia produksi bersih

Oleh Kelompok 4 Anggota : 

Anissa Trisakti Suwarman (121424010)  Apit Rian Saputra (121424011)  Datin Nurina Fajrin (121424012)  Fifin Mu’afiyah (121424013)

JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012