KESETIMBANGAN
LARUTAN IODIN
A. Tujuan
Percobaan
1. Menentukan
konstanta kesetimbangan distribusi iodin diantara dua pelarut.
2. Menentukan
konstanta kesetimbangan konsentrasi iodin, ion iodide, dan ion triiodida.
B. Dasar
Teori
Ukuran kuantitatif banyaknya solute yang terdapat
dalam kedua pelarut dapat dilihat dari koefisien distribusi atau angka banding
distribusi, yang dapat dihitung berdasarkan hokum Nernst. Hukum ini menyatakan
bahwa solute akan mendistribusikan diri diantara dua pelarut yang tidak saling
bercampur, sehingga setelah kesetimbangan distibusi tercapai, perbandingan
konsentrasi solute di dalam kedua fase pelarut pada suhu konstan akan merupakan
suatu tetapan yang disebut koefisien distribusi (http://journal.um.ac.id).
Hubungan konsentrasi reaktan dan produk pada
kesetimbangan dinyatakan sebagai konstanta kesetimbangan (Kc). Konstanta
kesetimbangan dinyatakan sebagai hasil bagi antara konsentrasi produk
dipangkatkan dengan masing-masing koefisien, dengan konsentrasi reaktan
dipangkatkan dengan masing-masing koefisiennya. Diasumsikan reaksi reversible
berlangsung lewat mekanisme satu tahap elementer baik pada arah maju maupun
arah balik.
A + B ⇌ AB2
Konstanta kesetimbangan konsentrasinya ialah:
Kc=
Jika
Kc lebih besar daripada 1 (K>>1) kesetimbangan akan terletak di sebelah
kanan tanda panah reaksi dan lebih ke arah produk. Sebaliknya, jika constanta
kesetimbangan jauh lebih kecil daripada 1 (K<<1), kesetimbangan akan
terletak di sebelah kiri dan lebih kea rah reaktan (Chang. 2004).
Larutan adalah campuran homogen yang terdiri dari
dua zat atau lebih. Zat yang jumlahnya sedikit disebut zat terlarut, sedangkan
zat yang jumlahnya lebih banyak disebut pelarut. Kelarutan adalah jumlah maksimum
zat terlarut yang akan larut pada sejumlah tertentu pelarut, pada suhu
tertentu. Dalam konteks kualitataif, ahli kimia membagi zat-zat sebagai zat
dapat larut, sedikit larut, dan tidak dapat larut. Zat dikatakan dapat larut
apabila sebagian zat tersebut melarut bila ditambahkan dengan air (Chang.2004).
Ekstraksi cair-cair
(corong pisah) merupakan merupakan pemisahan komponen kimia diantara dua
pelarut yang tidak dapat saling bercampur dimana sebagian komponen larut dalam
fase pertama dan sebagiannya lagi larut pada fase kedua. Kedua fase yang
mengandung zat terdispersi dikocok, lalu didiamkan sampai terjadi pemisahan
sempurna dan terbentukdua lapisan fase zat cair. Komponen kimia akan terpisah
ke dalam kedua fase tersebut sesuai dengan tingkat kepolarannya dengan
perbandingan konsentrasi yang tetap (Sudjadi.1986).
Tiga metode dasar
pada ekstraksi cair-cair adalah ekstraksi bertahap (batch), ekstraksi kontinue,
dan ekstraksi counter current. Ekstraksi bertahap merupakan cara yang paling
sederhana. Caranya cukup dengan menambahkan pelarut pengekstraksi yang tidak
bercampur dengan pelarut semula kemudian dilakukan pengocokan sehingga terjadi
kesetimbangan konsentrasi zat yang akan diekstraksi pada kedua lapisan. Setelah
ini tercapai, lapisan didiamkan dan dipisahkan. Metode ini sering digunakan
untuk pemisahan analitik. Kesempurnaan ekstraksi tergantung pada banyaknya
ekstraksi yang dilakukan. Hasil yang baik diperoleh jika jumlah ekstraksi yang
dilakukan berulangkali dengan jumlah pelarut sedikit-sedikit (Khopkar.2003).
Titrasi iodometri
adalah salah satu titrasi redoks yang melibatkan iodium. Titrasi iodometri
termasuk jenis titrasi tidak langsung yang dapat digunakan untuk menetapkan
senyawa-senyawa yang mempunyai potensial oksidasi yang lebih besar daripada
sistem iodium-iodida atau senyawa-senyawa yang bersifat oksidator seperti CuSO4.5H2O.
C. Alat
dan Bahan
Alat yang diperlukan praktikan dalam pecobaan
kesetimbangan larutan iodin ialah erlenmeyer 125mL, gelas arloji besar, pipet
volume 25mL, bola hisap, spatula, magnetic stirer, corong gelas kecil, statip
dan klem kontak, buret 50mL, statip dan
o-ring, corong pisah 250mL, labu ukur 50mL, gelas piala 100mL.
Sedangkan
bahan-bahan yang diperlukan praktikan ialah Kristal I2, larutan KI
0,1 M, larutan Na2S2O3 0,1 M, kloroform, indikator
amilum, serta akuades.
D. Cara
Kerja
Ada serangkaian langkah kerja yang perlu dilakukan
praktikan dalam praktikum kesetimbangan larutan iodin. Pertama, pada penentuan
konstanta kesetimbangan distribusi (Kd) iodin dilakukan dengan cara 25 mL
kloroform dimasukkan dalam masing-masing 3 erlenmeyer 250 mL. Ke dalam
masing-masing erlenmeyer 250 mL dimasukkan 0,5 ; 1; dan 1,5 gram Kristal I2.
Masing-masing campuran diaduk dengan magnetic stirer sampai I2 benar-benar
larut. Larutan dipindahkan ke dalam corong pisah, lalu ditambahkan dengan 25 mL
akuades, dikocok dan didiamkan hingga terbentuk 2 lapisan. Kedua lapisan
dipisahkan, volume masing-masing larutan diukur. Kemudian, ditambahkan dengan
indikator amilum yang kemudian ditirasi dengan Na2S2O3
sampai titik ekivalen.
Sedangkan pada penentuan konstanta kesetimbangan
konsentrasi larutan iodin, dilarutkan 1 gram Kristal I2 dalam 25 mL
kloroform pada gelas beker. Larutan dipindahkan ke dalam labu ukur 50 mL, lalu
ditambahkan dengan larutan KI sampai tanda batas. Kemudian, larutan dipindahkan
ke dalam corong pisah, dikocok lalu didiamkan beberapa menit hingga tampak 2
lapisan. Lalu, kedua lapisan dipisahkan, dan volume masing-masing diukur.
Diambil 10 mL kloroform, ditambahkan dengan indikator amilum yang kemudian
dilakukan titrasi dengan Na2S2O3 sampai titik
ekivalen.
E. Data
Pengamatan
1. Tabel
Data
|
No
|
Perlakuan
|
Hasil Percobaan
|
|
1.
|
Massa iodin I
|
0,5093 gram
|
|
2.
|
Massa iodin II
|
1,0300 gram
|
|
3.
|
Massa iodin III
|
1,5151 gram
|
|
4.
|
Massa iodin IV
|
2,0070 gram
|
|
5.
|
Kloroform 25 ml + kristal iodin
|
Larut, unggu anggur
|
|
6.
|
Di pindahkan ke dalam corong pisah
|
Terbentuk 2 lapisan, atas berwarna kekuning-kuningan,
bagian bawah ungu anggur
|
|
7.
|
Kloroform dititrasi + indikator amilum
|
Warna ungu anggur berubah hingga tak berwarna / bening
|
|
8.
|
Air dititrasi + indikator amilum
|
Warna kekuningan hingga tak berwarna/ bening
|
|
9.
|
Volume Na2S2O3 0,1 M
pada kloroform ketika 0,5 gram
|
22,1 ml
|
|
10.
|
Volume Na2S2O3 0,1 M
pada air ketika 0,5 gram
|
0,9 ml
|
|
11.
|
Volume Na2S2O3 0,1 M
pada kloroform ketika 1,0 gram
|
37,5 ml
|
|
12.
|
Volume Na2S2O3 0,1 M
pada air ketika 1,0 gram
|
1,85 ml
|
|
13.
|
Volume Na2S2O3 0,1 M
pada kloroform ketika 1,5 gram
|
28,1 ml
|
|
14.
|
Volume Na2S2O3 0,1 M
pada air ketika 1,5 gram
|
1,5 ml
|
|
15.
|
Volume Na2S2O3 0,1 M
pada kloroform ketika 2,0 gram
|
48,4 ml
|
|
16.
|
Volume Na2S2O3 0,1 M
pada air ketika 2,0 gram
|
Dibuang
|
2. Grafik
Hubungan Antara mol I2 air dan mol I2 kloroform
F. Pembahasan
Praktikum yang berjudul kesetimbangan larutan iodin
bertujuan untuk menentukan konstanta kesetimbangan disrtibusi iodin diantara
dua pelarut, serta menentukan konstanta kesetimbangan konsentrasi iodin, ion
iodida, dan ion triiodida. Prinsip kerja dari percobaan ini ialah melakukan
ekstraksi untuk menentukan harga konstanta kesetimbangan distribusi (Kd) dan
konstanta kesetimbangan konsentrasi (Kc).
Pada penentuan konstanta kesetimbangan distribusi
(Kd) iodin, awalnya kloroform dimasukkan ke dalam 3 erlenmeyer. Pada
masing-masing Erlenmeyer dimasukkan kristal iodin dengan berbagai variasi.
Setelah itu, dilakukan pengadukan dengan magnetic stirrer dan dipanaskan di
atas hot plate. Dilakukan pengadukan bertujuan agar larutan bisa menjadi
homogen. Pengadukan pada massa kristal yang lebih banyak, membutuhkan waktu
yang agak lama. Larutan iodin dalam kloroform itu larut, serta berwarna ungu
anggur. Lalu, dipindahkan ke dalam corong pisah, serta ditambahkan dengan
akuades. Kemudian, dilakukan ekstraksi. Penambahan akuades bertujuan agar I2
terdisribusi secara merata ke dalam kloroform dan air. Larutan dikocok dan
didiamkan beberapa saat hingga terbentuk dua lapisan. Lapisan atas berwarna
kekuning-kuningan, sedangkan lapisan bawah berwarna ungu anggur. Lapisan atas
ialah iodin dalam air sedangkan lapisan bawah ialah larutan iodin dalam
kloroform. Hal ini disebabkan berat jenis kloroform lebih besar dibandingkan dengan
air. Selanjutnya, ditambah dengan indikator amilum. Penambahan indikator amilum
berfungsi untuk menunjukkan telah tercapainya titik akhir titrasi dengan
ditandai adanya perubahan warna. Kemudian larutan dititrasi dengan Na2S2O3.
Fungsi penggunaan Na2S2O3 ialah agar
konsentrasi I2 dapat dihitung setelah titrasi, hal ini terjadi
karena Na2S2O3 bisa beraksi dengan I2.
Titrasi dihentikan setelah tercapai titik ekivalen, yang ditandai dengan
perubahan warna dari ungu anggur ke tidak berwarna. Volume Na2S2O3
yang digunakan pada 0,5 gram I2 kloroform ialah
22,1 mL. Reaksi yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut:
I2 + 2S2O32-
→ 2I- + S4O62-
Lapisan atas, yaitu iodin dalam air juga ditambah
dengan indikator amilum, serta dititrasi dengan Na2S2O3.
Diperoleh volume Na2S2O3 pada air yang
digunakan ialah sebanyak 0,9 mL pada 0,5 gram Kristal I2. Sedangkan
pada 1,0 gram kristal I2 dalam kloroform volume Na2S2O3
yang digunakan ialah 37,5 mL; sedangkan larutan I2 pada air volume
Na2S2O3 yang digunakan ialah 1,85 mL. Dan,
pada 1,5 gran kristal I2 dalam kloroform, volume Na2S2O3
ialah 28,1 gram; sedangkan larutan I2 pada air volume Na2S2O3
ialah 1,5 mL. Setelah semua data diperoleh, kemudian ditentukan Kcnya. Volume
Na2S2O3 0,1 M pada 2,0 gram kristal I2
pada kloroform ialah 48,4 mL.
Berikut ini ialah kesetimbangan yang terjadi:
I2 + I- ⇌ I3-
Sebelum menentukan Kc, ditentukan dulu nilai Kdnya.
Awalnya, dicari dulu mol dari masing-masing I2 pada air dan
kloroform. Mol I2 kloroform pada massa 0,5 gram; 1,0 gram; 1,5 gram
ialah 2,76
x 10-3 mol, 4,69 x 10-3 mol, 3,50 x 10-3 mol. Sedangkan
mol I2 pada air masing-masing ialah
4,50
x 10-5 mol;
9,25
x 10-5 mol;
7,50
x 10-5 mol. Untuk mengetahui kesetimbangan konsentrasi
I2 dalam air, harus ditentukan dahulu harga Kd, yang diperoleh dari
grafik. Diperoleh persamaan garis dari grafik ialah:
y = 38,903x + 0,0009
Dari
nilai y di atas, 38,903 merupakan nilai Kd
nya. Dari grafik hubungan antara mol I2 dalam air, serta mol I2
dalam kloroform diperoleh grafik yang berbentuk linear. Hal ini menunjukkan
bahwa antara mol I2 kloroform, berbanding lurus dengan mol I2
dalam air. Jadi, apabila mol I2 kloroform besar, maka mol I2
dalam air juga semakin besar.
Untuk menentukan harga Kc, dicari dulu mol dari I2,
I-, serta I3- . diperoleh mol
masing-masing ialah 7,88
x
0,74
x 10-3 mol, serta 1,76 x 10-3 mol. Berdasarkan reaksi
kesetimbangan dari I2 + I- ⇌ I3- dapat ditentukan harga Kc melalui:
Kc
=
Dari [I2] dalam air diketahui harga Kcnya ialah 2,32.
Dalam hal ini harga Kc yang bernilai positif berarti percobaan yang dilakukan
praktikan berhasil. Karena, semakin banyak kristal I2 yang
digunakan, maka volume titrannya juga semakin besar.
G. Kesimpulan
1. Nilai
konstanta kesetimbangan distribusi (Kd)
iodin yang diperoleh ialah 38,903.
2. Nilai
konstanta kesetimbangan konsentrasi (Kc) iodin, iodida, serta triiodida yang diperoleh ialah 2,32.
H. Daftar
Pustaka
Chang,
Raymond. 2004. Kimia Dasar Konsep-Konsep
Inti Jilid Dua. Jakarta: Erlangga.
Khopkar,
S.M. 2008. Konsep Dasar Kimia Analitik.
Jakarta: UI Press.
Sudjadi. 1986. Metode
Pemisahan. Yogyakarta: UGM Press.
Yogyakarta, 7 Maret 2013
Asisten
Praktikan
Arum
Pangesti
LAMPIRAN
1. Perhitungan
a. Penentuan
Kd iodin
Ø Massa
0,5 gram
Mol I2
kloroform =
M
S2O3 . VS2O3
=
.
0,25 M . 22,1 x 10-3
= 2,76 x 10-3 mol
Mol
I2 air =
M
S2O3 . VS2O3
=
.
0,1 M . 0,9 x 10-3
= 4,50 x 10-5
mol
Ø Massa
1,0 gram
Mol
I2 kloroform =
M
S2O3 . VS2O3
=
.
0,25 M . 37,5 x 10-3
= 4,69 x 10-3 mol
Mol
I2 air =
M
S2O3 . VS2O3
=
.
0,1 M . 1,85 x 10-3
= 9,25 x 10-5 mol
Ø Massa
1.5 gram
Mol
I2 kloroform =
M
S2O3 . VS2O3
=
.
0,25 M . 28 x 10-3
= 3,50 x 10-3 mol
Mol
I2 air =
M
S2O3 . VS2O3
=
.
0,1 M . 1,5 x 10-3
= 7,50 x 10-5 mol
b. Penentuan
Kc
I2 + I-
I3-
Mol
I2 kloroform =
M
S2O3 . VS2O3
=
.
0,25 M . 48,4 x 10-3
= 6,05 x 10-3 mol
Mol I2
total =
=
=
7,88 x
Mol I2 air
=
=
=
0,13 x 10-3 mol
Mol I3- = mol I2 total - (mol I2
kloroform+mol I2 air)
= 7,88x10-3- (6,05 + 0,13)
x 10-3
= 1,76 x 10-3 mol
Mol
I- total = M KI x V KI
= 0,1 x 25 x 10-3
= 2,50 x 10-3 mol
Mol
I- = mol I- total – mol I3-
= 2,50 x10-3mol – 1,76x
10-3 mol
= 0,74 x 10-3 mol
I2
+ I- ⇌ I3-
Kc
=
=
=
=
2,32
Posting Komentar