LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA

HASIL KALI KELARUTAN (Ksp)

NAMA NIM KELOMPOK

: YUSI ANDA RIZKY : H311 08 003 : II (DUA)

HARI/TGL PERC. : SENIN/08 MARET 2010 ASISTEN : FITRI JUNIANTI

LABORATORIUM KIMIA FISIKA JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2010

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Reaksi pembentukan hanya digunakan dalam analisis kimia, baik dalam kualitatif maupun analisa kuantitatif. Endapan yang terjadi merupakan zat yang memisahkan diri dari suatu fase padat yang keluar dalam sistem larutan yang dapat berupa kristal atau koloid yang selanjutnya dapat dikeluarkan melalui proses penyaringan atau proses pemulsingan. Kelarutan suatu senyawa dalam pelarut didefenisikan sebagai jumlah terbanyak (yang dinyatakan dalam gram atau dalam mol) yang akan larut dalam volume pelarutan tertentu pada suhu tersebut. Peristiwa pengendapan terjadi bila suatu larutan terlalu jenuh dengan zat yang bersangkutan sedangkan larutan suatu endapan adalah sama dengan konsentrasi molar daru larutan jenuhnya. Kelarutan memiliki hubungan yang penting dengan hasil kali kelarutan. Hubungan hasil kali kelarutan mempunyai nilai yang besar sekali dalam analisis kuantitatif, karena dengan bantuannya memungkinkan bukan saja untuk menerangkan, melainkan juga meramalkan reaksi-reaksi pengendapan. Dengan prinsip hasil kali kelarutan dapat digunakan dalam pengendapan hidroksida, pengendapan sulfida, kelarutan garam yang sedikit larut dalam asam, pengendapan fraksional dan sebagainya. Oleh karena itu, diadakan percobaan ini, karena sangat penting bagi seorang mahasiswa untuk mengetahui metode dan cara penentuan nilai hasil kali kelarutan suatu zat.

1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan 1.2.1 Maksud Percobaan Maksud percobaan ini adalah untuk mempelajari metode penentuan nilai hasil kali kelarutan suatu zat. 1.2.2 Tujuan Percobaan Tujuan percobaan kali ini adalah : 1. Menghitung kelarutan elektrolit yang sedikit larut. 2. Menghitung panas pelarutan PbCl2 dengan menggunakan sifat kebergantungan Ksp pada suhu. 1.3 Prinsip Percobaan Prinsip percobaan ini adalah untuk menentukan nilai Ksp PbCl2 dari Pb(NO3)2 dan KCl serta mengukur suhu pelarutan endapan PbCl2 melalui proses pemanasan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Suatu zat dapat larut dalam pelarut tertentu, tetapi jumlahnya selalu terbatas. Batas itu disebut kelarutan. Kelarutan adalah jumlah zat terlarut yang dapat larut dalam sejumlah pelarut pada suhu tertentu sampai membentuk larutan jenuh (Yazid, 2005). Larutan jenuh adalah larutan yang telah mengandung zat terlarut dalam jumlah maksimal, sehingga tak dapat ditambahkan lagi zat terlarut. Pada keadaan ini terjadi kesetimbangan antara solut yang larut dan yang tak larut atau kecepatan pelarutan sama dengan kecepatan pengendapan (Yazid, 2005). Larutan tak jenuh adalah suatu larutan yang mengandung jumlah solut lebih sedikit (encer) dari pada larutan jenuhnya. Sedangkan larutan lewat jenuh mengandung solut lebih banyak (pekat) dari pada yang ada dalam larutan jenuhnya pada suhu yang sama (Yazid, 2005). Larutan lewat jenuh tidak berada dalam kesetimbangan melainkan dalam sistem menstabilkan. Larutan ini biasanya dibuat dengan membuat larutan jenuh pada suhu lebih tinggi. Larutan ini sangat jenuh dan tidak stabil, karena bila sebutir saja dari kristal zat yang sama ditambahkan akan ada tambahan solut yang mengendap pada inti kristal sampai larutan menjadi jenuh (Yazid, 2005). Kelarutan molar suatu zat adalah jumlah mol zat yang melarut dalam satu liter larutan jenuh pada suhu tertentu. Hasil kali kelarutan suatu garam adalah hasil kali konsentrasi semua ion dalam larutan jenuh pada suhu tertentu dan masing-masing ion diberikan pangkat dengan koefisien dalam rumus tersebut.

Selain daripada Ksp, kadang-kadang lebih mudah jika menggunakan pKsp yaitu negatif logaritma dari Ksp (-log Ksp). Secara algebra dapat dikatakan bahwa semakin kecil Ksp semakin besar pKsp. Harga pKsp yang besar (positif) menunjukan kelarutan yang kecil, pKsp, yang kecil (negatif) menunjukkan kelarutan besar (Achmad, 2001). Kelarutan bergantung juga pada sifat dan konsentrasi zat terutama ion-ion dalam campuran itu. Ada perbedaan mencolok antara efek yang disebut ion sekutu dan ion asing. Ion sekutu adalah suatu ion yang juga merupakan salah satu bahan endapan (Svehla, 1985). Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan yakni (Day dan Underwood, 1989): 1. Temperatur, kelarutan bertambah dengan naiknya temperatur. Kadangkala endapan yang baik terbentuk pada larutan panas, tetapi jangan dilakukan penyaringan terhadap larutan panas karena pengendapan dipengaruhi oleh faktor suhu. 2. Sifat pelarut, garam-garam anorganik lebih larut dalam air. Berkurangnya kelarutan di dalam pelarut organik dapat digunakan sebagai dasar pemisahan dua zat. 3. Efek ion sejenis, kelarutan endapan dalam air berkurang jika larutan tersebut mengandung satu ion-ion penyusun endapan. 4. Pengaruh aktivasi. 5. Pengaruh pH, kelarutan dari garam asam lemah bergantung pada pH larutan, misalkan : oksalat, ion H+ bergabung dengan ion C2O4-2 membentuk H2C2O4

sehingga menambah kelarutan garamnya. Pemisahan logam mengalami hidrolisis sehingga menambah kelarutannya. 6. Pengaruh hidrolisis, jika garam dari asam lemah dilarutkan dalam air, akan menghasilkan perubahan (H+). Kation dari spesies garam mengalami hidrolisis menambah kelarutannya. 7. Efek kompleks, kelarutan garam yang sedikit larut merupakan fungsi konsentrasi yang menghasilkan kompleks dengan kation garam tersebut. Dalam perhitungan yang dilakukan sampai sejauh ini, kita menganggap bahwa semua zat yang terlarut berada dalam larutan sebagai kation dan anion yang terpisah. Dalam banyak hal, anggapan ini tidak berlaku. Apabila pembentukan pasangan ion terjadi dalam larutan, konsentrasi ion bebas

cenderung menurun. Ini berarti bahwa banyaknya zat yang harus dilarutkan untuk mempertahankan konsentrasi ion bebas yang diperlukan untuk memenuhi rumus Ksp meningkat : kelarutan meningkat apabila terjadi pembentukan pasangan ion dalam larutan (Petrucci, 1992). Hubungan hasil kali kelarutan menjelaskan fakta bahwa kelarutan suatu zat sangat banyak berkurang jika ditambahkan reagen yang mengandung ion sekutu dengan zat itu. Karena konsentrasi ion sekutu ini tinggi, konsentrasi ion lainnya harus menjadi rendah dalam larutan jenuh zat itu, maka kelebihan zat itu akan diendapkan. Jadi, jika salah satu ion harus dikeluarkan dari larutan dengan pengendapan, reagen harus dipakai dengan berlebihan. Namun reagen yang terlalu berlebihan lebih banyak buruknya daripada baiknya, karena mungkin akan memperbesar kelarutan endapan karena pembentukan kompleks (Svehla, 1985).

BAB III METODE PERCOBAAN

3.1 Bahan Bahan yang digunakan dalam percobaan kali ini yaitu Pb(NO3)2 0,075 M, KCl 1 M, tissue roll, aquades, sabun, dan kertas label. 3.2 Alat Alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu rak tabung reaksi, tabung reaksi, labu erlenmeyer 250 ml, buret 50 ml, pembakar gas, kaki tiga, kasa, termometer 100oC. 3.3 Prosedur Kerja 3.3.1 Pembentukan Endapan PbCl2 1. Disiapkan larutan Pb(NO3)2 dan KCl dan dimasukkan ke dalam dua buret yang berbeda. 2. Disiapkan 6 buah tabung reaksi dan masing-masing diisi dengan larutan Pb(NO3)2 0,075 M sebanyak 10 mL. 3. Kemudian ditambahkan larutan KCl 1 M pada masing-masing tabung reaksi dengan volume 0,8 mL, 1,1 mL, 1,4 mL, 1,7 mL, dan 2,0 mL. 4. Pada saat dan setelah pencampuran, tabung reaksi dikocok dan didiamkan beberapa menit. 5. Diamati adanya endapan atau belum, kemudian dicatat perubahan yang terjadi.

3.3.2 Pelarutan Endapan PbCl2 1. Disiapkan 5 tabung reaksi yang masing-masing diisi dengan larutan Pb(NO3)2 sebanyak 10 mL. 2. Kemudian ditambahkan KCl 1 M pada masing-masing tabung reaksi dengan volume 1,3 mL; 1,4 mL; 1,5 mL; 1,6 mL; 1,7 mL; dan 1,8 mL. Pada percobaan I pada volume 1,4 mL telah terbentuk endapan. 3. Kemudian masing-masing dikocok dan didiamkan beberapa menit. 4. Tabung reaksi pertama dipanaskan pada pembakar gas dan diaduk perlahanlahan dengan termometer. 5. Diamati dan dicatat suhu saat endapan larut. 6. Demikian seterusnya untuk masing-masing tabung yang menunjukkan adanya endapan.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan V Pb(NO3)2 No (mL) 1 2 3 4 5 6 7 10 10 10 10 10 10 10 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 V KCl (mL) Endapan + + + + +o

Terbentuk C 81 82 84 93 95

Suhu K 354 355 357 366 368

4.2 Reaksi Pb(NO3)2 + 2 KCl PbCl2 Pb2+ + 2ClPbCl2 + 2 KNO3

4.3 Perhitungan 4.3.1 Terbentuk Endapan Terbentuknya endapan pada 1,5 mL KCl 1 M V total = V Pb(NO3)2 + V KCl [Pb2+] = V Pb(NO3)2 X M Pb(NO3)2 V Total

= 10 mL X 0,075 M 11,5 mL = 0,0652 M [Cl-] = V KCl X M KCl V Total = 1,5 mL X 1 M 11,5 mL = 0,1304 M PbCl2 Ksp Pb2+ + 2Cl= [Pb2+][Cl-]2 = (0,0652 M)(0,1304 M)2 = 1,1 x 10-3 M 4.3.2 Perhitungan Pelarut Endapan 1. Penambahan 2 mL KCl 1 M mmol Pb(NO3)2 = V Pb(NO3)2 x M Pb(NO3)2 = 10 mL x 0,075 M = 0,75 mmol mmol KCl = V KCl x M KCl = 2 mL x 1 M = 2 mmol V total = V Pb(NO3)2 + V KCl = 10 mL + 2 mL = 12 mL Pb(NO3)2 + 2 KCl PbCl2 + 2 KNO3

Mula-mula Bereaksi Sisa

: 0,75 mmol : 0,75 mmol : -

2 mmol 1,5 mmol 0,5 mmol

0,75 mmol 0,75 mmol

1,5 mmol 1,5 mmol

[PbCl2] = mmol PbCl2 V total = 0,75 mmol 12 mL = 0,0625 M PbCl2 Ksp Pb2+ + 2 Cls 2s = s x (2s)2 = 4s3 = 4(0,0625)3 = 9,764 x 10-4 2. Penambahan 2,5 mL KCl 1 M mmol Pb(NO3)2 = V Pb(NO3)2 x M Pb(NO3)2 = 10 mL x 0,075 M = 0,75 mmol mmol KCl = V KCl x M KCl = 2,5 mL x 1 M = 2,5 mmol V total = V Pb(NO3)2 + V KCl = 10 mL + 2,5 mL = 12,5 mL Pb(NO3)2 + 2 KCl PbCl2 + 2 KNO3

Mula-mula Bereaksi Sisa [PbCl2]

: 0,75 mmol : 0,75 mmol : -

2,5 mmol 1,5 mmol 1 mmol

0,75 mmol 0,75 mmol

1,5 mmol 1,5 mmol

= mmol PbCl2 V total = 0,75 mmol 12,5 mL = 0,06 M

PbCl2 Ksp

Pb2+ + 2 Cls 2s = s x (2s)2 = 4s3 = 4(0,06 )3 = 8,64 x 10-4

3. Penambahan 3 mL KCl 1 M mmol Pb(NO3)2 = V Pb(NO3)2 x M Pb(NO3)2 = 10 mL x 0,075 M = 0,75 mmol mmol KCl = V KCl x M KCl = 3 mL x 1 M = 3 mmol V total = V Pb(NO3)2 + V KCl = 10 mL + 3 mL = 13 mL Pb(NO3)2 + 2 KCl PbCl2 + 2 KNO3

Mula-mula Bereaksi Sisa [PbCl2]

: 0,75 mmol : 0,75 mmol : -

3 mmol 1,5 mmol 1,5 mmol

0,75 mmol 0,75 mmol

1,5 mmol 1,5 mmol

= mmol PbCl2 V total = 0,75 mmol 13 mL = 0,0577 M

PbCl2 Ksp

Pb2+ + 2 Cls 2s = s x (2s)2 = 4s3 = 4(0,0577)3 = 7,684 x 10-4

4. Penambahan 3,5 mL KCl 1 M mmol Pb(NO3)2 = V Pb(NO3)2 x M Pb(NO3)2 = 10 mL x 0,075 M = 0,75 mmol mmol KCl = V KCl x M KCl = 3,5 mL x 1 M = 3,5 mmol V total = V Pb(NO3)2 + V KCl = 10 mL + 3,5 mL = 13,5 mL Pb(NO3)2 + 2 KCl PbCl2 + 2 KNO3

Mula-mula Bereaksi Sisa

: 0,75 mmol : 0,75 mmol : -

3,5 mmol 1,5 mmol 2 mmol

0,75 mmol 0,75 mmol

1,5 mmol 1,5 mmol

[PbCl2] = mmol PbCl2 V total = 0,75 mmol 13,5 mL = 0,0556 M PbCl2 Ksp Pb2+ + 2 Cls 2s = s x (2s)2 = 4s3 = 4(0,0556)3 = 6,876 x 10-4 4.4 Grafik 4.4.1 Grafik Suhu Terhadap Kelarutan (T vs S) Suhu (K) 355 357 366 368 Kelarutan 0,0625 0,06 0,0577 0,0556

T vs S0.063 0.062 Kelarutan (S) 0.061 0.06 0.059 0.058 0.057 0.056 0.055 350 355 360 Suhu (T) 365 370

y = -0.0004x + 0.2186 R = 0.9202

Kelarutan Linear (Kelarutan )

4.4.2 Grafik Suhu Terhadap Ksp (T vs Ksp) Suhu (K) 355 357 366 368 Ksp 9,764 x 10-4 8,64 x 10-4 7,684 x 10-4 6,876 x 10-4

T vs Ksp0.0012 0.001 0.0008 Ksp 0.0006 0.0004 0.0002 0 350 355 360 365 Suhu (T) 370

y = -2E-05x + 0.0075 R = 0.9155

Ksp Linear (Ksp)

4.4.3 Grafik 1/T Terhadap log Ksp (1/T vs log Ksp) Suhu (T) 355 357 366 368 Ksp 9,764 x 10-4 8,64 x 10-4 7,684 x 10-4 6,876 x 10-4 1/T 2,8169 x 10-3 2,8011 x 10-3 2,7322 x 10-3 2,7174 x 10-3 Log Ksp -3,0104 -3,0635 -3,1144 -3,1627

1/T vs Log Ksp-3.000000 -3.020000 0 -3.040000 -3.060000 Log Ksp -3.080000 -3.100000 -3.120000 -3.140000 -3.160000 -3.180000 1/T Series1 Linear (Series1) 1 2 3 4 5 y = -0.0508x - 2.9608 R = 0.9996

y = ax + b Log Ksp = Tan -0,050 - H = = = -0,050 x 2,303 x 8,314 J/mol = -0,9574 J/mol

Log Ksp

= a (1/T) + b = -0,050 (1/302) + (-2,960) = -0,0002 + (-2,960) = -2,9602

Ksp

= 0,0011

4.5 Pembahasan Pada percobaan ini untuk mempelajari metode dan cara penentuan maupun perhitungan nilai hasil kali kelarutan. Dipergunakan dua jenis larutan yang bila direaksikan akan menimbulkan endapan putih, yaitu larutan Pb(NO3)2 dan larutan KCl. Diawal percobaan, setiap tabung terlebih dahulu diisi dengan larutan Pb(NO3)2 masing-masing sebanyak 10 mL. Kemudian dilanjutkan dengan penambahan larutan KCl dengan volume yang berbeda-beda sehingga dapat dibandingkan dan dapat dibuat alur grafiknya. Setiap tabung reaksi yang telah diisi dengan dua macam larutan tadi, dikocok sebaik-baiknya kemudian didiamkan kurang lebih 4-5 menit, tujuannya adalah untuk mengamati proses terbentuknya endapan. Dalam percobaan ini digunakan tujuh tabung reaksi dengan volume KCl yang berbeda-beda kemudian diamati yang kemudian diukur suhunya. Pemanasan tabung reaksi dimulai dari tabung yang memperlihatkan terbentuknya endapan dari yang paling sedikit berisi penambahan larutan KCl yaitu, 1,5 mL, 2,0 mL, 2,5 mL, 3,0 mL, dan 3,5 mL. Pada proses pemanasan larutan harus terus diaduk agar endapan yang terbentuk dapat cepat larut. Tetapi yang harus diperhatikan adalah suhu larutan harus diukur tepat ketika semua

endapan melarut. Oleh karena itu, dalam pengadukan harus berhati-hati karena dapat merusak termometer. Termometer digunakan sebagai pengaduk agar kita dapat mengukur suhu larutan tepat pada saat semua endapannya telah larut semuanya. Fungsi dari pengadukan saat pemanasan adalah agar endapan larut, dan dapat diketahui konsentrasi yang mana endapannya paling cepat larut pada pemanasan. Adapun hubungan suhu dengan endapan yakni semakin tinggi suhu semakin sedikit endapan karena kelarutan akan bertambah pada suhu tinggi, sehingga endapan yang terbentuk akan cepat larut. Hal yang perlu diperhatikan adalah pembacaan skala, baik buret maupun skala termometer harus tepat karena jika salah sedikit saja, maka akan sangat mempengaruhi data. Data yang diperoleh dari percobaan yang telah dilakukan menunjukan bahwa kelarutan maupun hasil kali kelarutan berbanding terbalik dengan suhu pelarutan. Semakin kecil kelarutan berarti semakin banyak endapan yang terbentuk, maka suhu atau panas pelarutan yang dibutuhkan untuk melarutkan kembali endapan tersebut semakin besar. Demikian pula sebaliknya. Nilai hasil kali kelarutan yang diperoleh dari perhitungan yaitu penambahan 1,5 mL KCl diperoleh Ksp PbCl2 1,1000 x 10-3, untuk penambahan 2,0 mL KCl diperoleh Ksp PbCl2 9,7640 x 10-4, untuk penambahan 2,5 mL KCl diperoleh Ksp PbCl2 8,6400 x 10-4, untuk penambahan 3,0 mL KCl diperoleh Ksp PbCl2 7.6840 x 10-4, untuk penambahan 3,5 mL KCl diperoleh Ksp PbCl2 6,8760 x 10-4. Jadi jika endapan yang terbentuk semakin banyak maka nilai hasil kali kelrutan semakin kecil. Dari kurva hubungan antara suhu dengan Ksp didapat bahwa semakin tinggi suhu maka nilai Ksp semakin kecil. Dari hubungan antara log Ksp dengan

1/T didapat persamaan garisnya y = -0.050x - 2.960. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa panas pelarutan PbCl2 pada percobaan ini ialah sebesar -0,9574 J/mol dah jumlah Ksp ialah sebesar 0,0011. Adapun reaksi yang terjadi ialah reaksi endoterm, yaitu reaksi kimia yang diiringi dengan adanya penyerapan kalor oleh sistem, sehingga suhu sistem meningkat.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan Dari percobaan yang telah dilakukan maka dapat ditarik kesimpulan bahwa: 1. Nilai Kelarutan PbCl2 pada penambahan : 2,0 mL KCl, Ksp = 9,7640 x 10-4 2,5 mL KCl, Ksp = 8,6400 x 10-4 3,0 mL KCl, Ksp = 7,6840 x 10-4 3,5 mL KCl, Ksp = 6, 8760 x 10-4 2. Panas pelarutan PbCl2 yang diperoleh adalah -0,9574 J/mol.

5.2 Saran Saran yang dapat saya berikan untuk laboratorium yakni sebaiknya alatalat yang sudah rusak atau tak layak pakai diganti secepatnya demi kelancaran praktikum kimia fisika. Saran yang bisa saya berikan untuk asisten adalah tetap semangat dan tingkatkan lagi pengawasannya terhadap praktikan yang melakukan praktikum.

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, Hiskia, 2001, Penuntun Belajar Kimia Dasar untuk Kimia Larutan, Citra Bakti, Bandung. Day, R. A., dan Underwood, A. L., 1986, Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Kelima, Erlangga, Jakarta. Petrucci, R. H., 1992, Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi Keempat Jilid II, Erlangga, Jakarta. Svehla, G., 1985, Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro, PT. Kalman Media Pustaka, Jakarta. Yazid, Estien, 2006, Kimia Fisika untuk Paramedis, ANDI, Yogyakarta.

LEMBAR PENGESAHAN

MAKASSAR, 12 MARET 2010 ASISTEN PRAKTIKAN

(FITRI JUNIANTI)

(YUSI ANDA RIZKY)