Percobaan H1 Dan H2

Percobaan H-1 dan H-2 Pengendapan Sol Hidrofob oleh Elektrolit dan Pengendapan Timbal Balik Sol Hidrofob 1. Tujuan 1.1. Tujuan Percobaan H-1 

mempelajari pengaruh penambahan elektrolit pada sol hidrofob menentukan nilai pengendapan ion – ion bervalensi satu,dua,dan tiga terhadap sol hidrofob tertentu 1.2. Tujuan Percobaan H-2  mempelajari pengaruh timbal balik dari dua sol hidrofob yang berlawanan muatan  menentukan konsentrasi relatif kedua sol hidrofob tersebut pada saat terjadi pengendapan timbal balik sempurna

2. Prinsip Dasar Bila sedikit tepung dilarutkan pada air mendidih dan kemudian cairan hasilnya didinginkan,larutan finalnya akan mirip dengan larutan garam NaCl. Meski demikian, larutan tepung banyak berbeda dengan larutan garam. Satu perbedaannya adalah bila kita tempatkan larutan tepung dalam satu sisi membran cellophane ( kertas kaca ) dengan air pada sisi lainnya, tepung tidak akan berdifusi melalui membran. Dengan perlakuan yang sama garam akan berdifuso melalui membran. Percobaan yang mirip sekaligus akhirnya menyadarkan manusia akan adanya koloid dilakukan oleh Thomas Graham ( 1850 ). Dia menemukan bahwa substansi seperti garam akan dengan mudah berpindah melalui membran parchemnt ( kertas kulit ) atau membran permeabel sejenisnya sedangkan

substansi lain seperti albumin atau lem tidak dapat

berpindah. Dia menamakan substansi pertama sebagai kristaloid sedangkan substansi kedua dinamakan koloid. Dia menamakan percobaannya tersebut sebagai dialisis dan sampai saat ini proses tersebut digunakan luas untuk pemurnian koloid.

Untuk memudahkan mengenali sistem padat-cair ataupun cair – cair maka dipilahkan menurut diameter partikelnya:  suspensi kasar dengan diameter partikel atau tetesan lebih besar dari 10-7 m,  larutan koloid dengan diameter partikel atau tetesan antara 10-7 – 10-9 m,  larutan murni dengan partikel terdistribusi sebagai molekul individu atau ion – ion berdiameter kurang dari 10-9 m. Larutan koloid hanya satu bagian dari sistem besar yang bernama sistem dispersi. Sistem ini terdiri dari dua fasa yang saling terdistribusi satu dan lainnya, yaitu fasa terdispersi dan fasa pendispersi. Keduanya dapat merupakan kombinasi dari 3 fasa, cair,gas,dan padatan. 8 tipe sistem dispersi disajikan dalam tabel di bawah : Fasa

Media

terdispersi padat

Pendispersi padat

padat

Istilah

Contoh

sol padat

kaca berwarna

cair

sol

cat,jelli buah,susu

padat

gas

aerosol

asap,debu

cair

padat

emulsi

jeli,mentega

cair

cair

padat emulsi

minyak rambut

cair

gas

aerosol

awan

gas

padat

busa padat

arang

gas

cair

busa

busa,krim

Tipe sistem koloid yang paling banyak dipelajari dan akan dibahas pada percobaan ini adalah sistem koloid dengan medium pendispersi berupa cairan dan fasa terdispersi adalah padatan. Sistem ini sering disebut dengan nama sol. Sol dapat dibagi 2 berdasarkan ‘kesukaan’nya pada pelarut : 1. lyophobic sols bila sol tersebut membenci pelarut. Bila pelarutnya adalah air maka disebut dengan sol hidrofob. 2. lyophilic sols bila sol tersebut menyukai pelarut. Bila pelarutnya adalah air maka disebut dengan sol hidrofil.

Perbedaan antara sol lyophobic dan sol lyophilic disajikan dalam tabel berikut ini : No

Sifat 1 2 3

4

5

Larutan

Sol

Sol Lyophilic

Reversibel Rendah Larut

Lyophobic Irreversibel Rendah difusi sangat

Reversibel Tinggi difusi sangat

berpindah

lambat pada

lambat pada

melalui

fasa

fasa

Sedimentasi

kertas Tidak

pendispersi Mengendap

pendispersi Mengendap

dengan

Mengend

ultracentrifu

ap

ga Efek Tyndall

Tidak

Terlihat

Terlihat

dan

terlihat

Pembeda Reversibilitas Viskositas Perpindahan

Gerak

6

Brown Elektropores

Tidak

Terjadi

Terjadi

7

is Tekanan

terjadi Tinggi

Rendah

Rendah

8

Osmotik Koagulasi

Tidak

Terkoagulasi

Terkoagulasi

oleh

terkoagul

pada

pada

Elektrolit

asi

konsentrasi

konsentrasi

rendah tinggi Setiap partikel dispersi koloid dalam medium polar memiliki muatan permukaan. Ion – ion dengan muatan yang sama tertolak menjauhi permukaan sehingga bila ditambah dengan gerakan – gerakan partikel akibat panas akan timbul lapis rangkap listrik dan muatan terdistribusi kontinyu disekitarnya. Dalam sol terdapat dua gaya yang berperan yaitu gaya Van der Waals dan gaya elektrostatik. Gaya Van der Waals mempengaruhi partikel – partikel sol agar saling tarik menarik sedangkan gaya elektrostatik mempengaruhi partikel – partikel sol agar saling tolak menolak.

Kestabilan sol hidrofob disebabkan oleh hal di atas. Bila elektrolit ditambah pada sol hidrofob, bagian baur lapisan rangkap listrik( yang menyebabkan gaya elektrostatik ) menyempit sehingga terjadi proses adsorpsi ke dalam lapisan stern. Ion teradsorpsi akan menetralisir sebagian atau seluruh muatan permukaan partikel sehingga daerah tolak menolak lapisan rangkap listrik terkurangi ( gaya elektrostatik melemah ) sehingga jarak antar partikel cukup dekat menyebabkan gaya Van der Waals cukup besar sehingga terjadi flokulasi yaitu partikel sol menggumpal lalu mengendap. Konsentrasi elektrolit minimum ( mmol/L) yang diperlukan untuk terjadinya flokulasi sol hidrofob dalam waktu tertentu disebut konsentrasi flokulasi atau nilai pengendapan. Daya flokulasi suatu koloid bergantung pada besarnya muatan elektrolit tersebut seperti tergambar dalam persamaan di bawah ini : C flokulasi =

9.75 B2€3k5T5γ2 / e2NA2Z6

keterangan : Cflokulasi = nilai pengendapan

A = tetapan Avogadro

T

= suhu mutlak

B = tetapan yang sama dengan

k

= konstanta Boltzman

N

= bilangan Avogadro

€

4.36 x 1020A-2det-2 e = muatan eletkron

= permitivitas medium Z = valensi elektrolit pendispersi

Persamaan tersebut menyiratkan bahwa nilai pengendapan elektrolit yang bervalensi satu, dua, dan tiga terhadap sol hidrofob tertentu akan mempunyai perbandingan : 1/16:1/26:1/36 atau 100 : 16 : 0.13. Bila elektrolit digantikan dengan sol hidrofob lainnya yang berlawanan muatan, maka akan terjadi hal yang sama yaitu penetralan muatan sol yang terjadi timbal balik antar sol yang berbeda muatannya. Akibatnya gaya elektrostatik yang tolak menolak melemah sehingga gaya Van der Waals lebih dominan sehingga terjadi tarik menarik antar partikel sol yang menyebabkan terjadinya flokulasi. Kejadian ini disebut dengan pengendapan timbal balik. Dalam pengendapan ini , pengendapan sempurna hanya akan terjadi jika sol dicampurkan dengan perbandingan tertentu.

3. Data Pengamatan N

Nama

Konsentrasi

o 1 2 3 4 5 6

sol besi (III) oksida sol As2S3 NaF MgSO4 Al2(SO4)3 Na3PO4

9.19 gram/L 3.33 gram/L 0.2 M 0.05 M 0.0005 M 0.0005 M

Percobaan H1  Untuk Besi (III) oksida Velektrolit

Vair

(ml) 1 2 3 4

(ml) 4 3 2 1

NaF

Al2(SO4)3

MgSO4

Na3PO4

Keterangan

+++++ + ++ ++++

+ ++ +++ +++++

+ +++++ ++ ++++

+++++(*) +++

+++++ ++++ +++ ++

5 Data

0

+++

+++

+++

Pengamata n gambar

*= keruh -= tidak mengendap

Variasi Al2(SO4)3 (ml) Urutan

4.2

4.4

4.6

4.8

banyakny

++

++++

+

+++

a endapan NaF (ml) Urutan

1.2 +

1.4 ++

1.6 +++

1.8 ++++

2.2

2.4

2.6

2.8

3.2

3.4

3.6

3.8

banyakny a endapan MgSO4 (ml) Urutan banyakny a endapan Na3PO4 (ml)

++++

+

Urutan

++++

+

++

+++

banyakny a endapan



Untuk Arsen Sulfida

Velektrolit

Vair

(ml) 1 2 3 4 5 Data

(ml) 4 3 2 1 0

NaF

Al2(SO4)3

Larut semua

+++++ ++++ +++ ++

Pengamata n gambar

Variasi Arsen + Al2(SO4)3 Al2(SO4)3 (ml) Urutan

1.2

1.4

1.6

1.8

banyaknya

+

+++

++++

++

endapan

MgSO4

Na3PO4

Larut semua

Larut semua

Percobaan H-2 No. Tabung 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Vsol (+) 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Vsol(-) 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Pengamatan ++++ + -

Vsol (+) 1.2 1.4 1.6 1.8 2

Vsol(-) 8.8 8.6 8.4 8.2 8

Pengamatan ++++ +++ ++ -

Gambar Pengamatan

Variasi No. Tabung 1 2 3 4 5

6 7 8 9

2.2 2.4 2.6 2.8

Gambar Pengamatan

4. Perhitungan dan Pengolahan Data Rumus Perhitungan :

H-1 : C = H-2 :

CawalxVpengendapan Vtotal +¿=

Percobaan H-1

[ sol ] ×V sol V total [C ]¿

7.8 7.6 7.4 7.2

-

Cp=

[ elektrolit ] ×V elektrolit V total



Untuk NaF 0,2×1,8 Cp= =0,072 5 

Untuk MgSO4 0,05× 2,8 Cp= =0,028 5 

Untuk Al2(SO4)3 0,005× 4,4 Cp= =0,0044 5 

Untuk Na3PO4 0,005× 3,2 Cp= =0,0032 5

Tabel Perhitungan H-1 V Elektrolit MgSO4 Al2(SO4)

Kons Awal(M) 0.005

V pengendapan(ml) 2.8

total(ml) 5

Nilai Pengendapan 0.028

3 NaF Na3PO4

0.0005 0.2 0.0005

4.4 1.8 3.2

5 5 5

0.0044 0.072 0.0032

Percobaan H-2 Konsentrasi relatif pengendapan +¿=

+¿=

[ sol ] ×V sol V total ¿ [C ]

9,19 ×1,2 =1,1028 10 [C]¿

−¿=

[ sol ] ×V sol V total [ C ]¿ −¿=

3,33× 8,8 =2,9304 10 [C]¿

1,1028 =0,37633 2,9304 [C ]+¿ ¿ Konstanta relatif =¿

[C ]−¿ =

7. Kesimpulan 

konsentrasi awal elektrolit tidak berpengaruh signifikan terhadap nilai pengendapan suatu sol

 

valensi suatu elektrolit sangat berpengaruh terhadap nilai pengendapan suatu sol

Tabel Perhitungan H-1 V Elektrolit MgSO4 Al2(SO4)

Kons Awal(M) 0.005

V pengendapan(ml) 2.8

total(ml) 5

Nilai Pengendapan 0.028

3 NaF Na3PO4

0.0005 0.2 0.0005

4.4 1.8 3.2

5 5 5

0.0044 0.072 0.0032



sol – sol yang berlawanan muatan akan saling mengendapkan pada pencampurannya



konsentrasi relatif pengendapan sempurna ditentukan oleh kestabilan sol dalam membentuk muatannya



konsentrasi relatif pengendapan 0,37633

8. Daftar Pustaka Brown,G.I.Introduction to Physical Chemistry.p.507-521.London : Longman. Buckingham,FRS.1976.Physical Chemistry.p.54-83.London : Butterworth. Daniels,Farrington.1955.Physical Chemistry 2ndseries.p.614-615.New York:John Willey &Sons. _______________.1955.Physical Chemistry 1stseries.p.266-267.New York:John Willey & Sons. Goddard,FW,EJF

James.1967.The

Elements

of

Physical

Chemistry.p.455-

465.London:Longman Heys,H.L.1935.Physical Chemistry.p.304-319.London:Harrap MEE,A.J.1934.Physical Chemistry.p.601-619.London:Heinenman Educational Book Ltd.

9. Lampiran 1. Cara – cara umum membuat sol : a. Metoda Dispersi a.1. Dispersi Mekanik padatan berupa bubuk dan cairan diumpankan ke penggilingan koloid contoh : koloid grafit, kolodi tinta cetak a.2. Peptisasi penambahan substansi lain dalam jumlah sedikit bila belum terbentuk koloid dengan air secara mekanik contoh : enzim pencernaan pada makanan a.3.Dispersi Bredig’s Arc sebuah panah terhenti diantara 2 kawat emas yang dipasang dengan ujung terpisah 2 mm pada air suling mengandung sedikit alkali, air dijaga tetap dingin dengan mengelilingkan es di sekitarnya. Panas dari panah menguapkan metal dan uapnya mengembun menjadi partikel koloid. contoh : sol emas,perak,dll. b. Metoda Kondensasi

b.1. Pergantian Pelarut b.2. Dekomposisi berganda b.3. Hidrolisis dibuat dengan air berlebih sehingga terjadi substitusi yang oleh ‘hidroksida’yang menghasilkan sol b.4. Metoda Oksidasi Reduksi contoh : sol kuning dibuat dengan melewatkan hidrogen sulfida pada SO2 terlarut. 2H2S + SO2 → 2 H2O + 3S 2. Arti dan guna dialisis : Dialisi adalah proses pemisahan/pemurnian cairan/sol dengan memanfaatkan peristiwa difusional larutan tersebut melali membran permeabel ( parchment membran ). Dialisis ddigunakan secara luas untuk pemurnian koloid. Contoh riil pemanfaatan dialisis : 

pemurnian albumin telur, melalui percobaan yang dilakukan Thomas Graham ( 1850 )



pemurnian Cu(II)SO4 dari larutan ke pelarut murni



haemodialisa ( cuci darah ) pada penderita gagal ginjal

3. Cara menentukan tanda muatan sol : Tanda muatan suatu sol dapat ditentukan dengan melakukan elektroforesis, sol yang bermuatan positif akan menuju pada katoda sedang yang negatif akan menuju anoda. Bila sol bermuatan positif, pada anoda warna sol akan hilang dan pada katodanya akan terbentuk warna yang lebih pekat, sebaliknya bila sol bermuatan negatif pada katoda warna sol akan hilang dan pada anoda akan terbentuk warna yang lebih pekat. 4. Bunyi hukum Hardy Schulze : “Daya koagulasi suatu elektrolit tergantung pada muatannya” Faktor yang mempengaruhi nilai pengendapan suatu sol adalah :  suhu  permitivitas medium pendispersi  valensi/muatan ion  konsentrasi ion ( tidak signifikan) 5. Koloid Pelindung

merupakan koloid lyofilik yang diadsorpsi oleh partikel koloid lyofob sehingga koloid lyofob tersebut bertindak sebagai koloid lyofil sehingga seolah – olah terlindung dari efek koagulasi oleh elektrolit karena koloid liofilik lebih stabil karena adanya lapisan air. Contoh : penambahan putih telur pada minyak zaitun dan cuka untuk membuat myones penggunaan gelatin pada es krim untuk mencegah pembentukan kristal kecil es 6. Proses penjernihan dengan air merupakan proses flokulasi partikel – partikel pengotor yang terdispersi pada air. Air merupakan medium pendispersi yang baik bagi partikel – partikel pengotor seperti lumpur tanah dan debu. Air yang merupakan sistem koloid tersebut untuk dijernihkan harus menetralkan partikel – partikel terdispersinya. Penambahan tawas yang mengandung ion Al3+ merupakan cara yang tepat untuk menetralkan muatan partikel tersebut sehingga terjadi koagulasi yang menjernihkan air. Itulah sebabnya air harus didiamkan terlebih dahulu setelah diberikan tawas, hal ini untuk memberikan kesempatan kepada tawas (ion Al3+) untuk mengikat partikel - partikel yang bermuatan sampai ternetralkan