PENENTUAN TETAPAN KESETIMBANGAN ASAM LEMAH SECARA KONDUKTOMETRI

I. TUJUAN1. Untuk menentukan nilai Ka asam lemah2. Mempelajari daya hantar listrik larutan elektrolit kuat dan elektrolit lemahII. TEORIElektrolit 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 dogolongkan ke dalam elektrolit kuat, sedangkan elektrolit yang sifat penghantaran listriknya buruk digolongkan ke dalam elektrolit lemah. Suatu elektrolit dapat berupa asam, basa, atau garam.[2]Elektrolit kuat adalah zat yang terionisasi sempurna dalam larutan, dan meliputi padatan ion dan asam kuat. Sebagai hasil pengionan sempurna, konsentrasi ion dalam larutan sebanding dengan konsentrasi elektrolit yang ditambahkan. [1]Elektrolit lemah adalah zat yang tidak terionisasi 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 keseimbangan ke arah produk pada konsentrasi rendah. [1]HA(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + A-(aq) Konduktivitas bergantung pada jumlah ion dalam larutan, dan karenanya juga pada derajat ionisasi elektrolit:. Derajat ionisasi didefinisikan sehingga untuk asam HA pada konsentrasi nominal c, pada keseimbangan : [1][H3O+] = c [A-] = c [HA] = (1- )cAliran 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 dapat ditulis sebagai berikut :.......................(9.1)Tahana suatu larutan bergantung pada dimensi larutan lainnya berdasarkan rumus:..........................(9.2)= tahanan spesifik atau resistivitas, ohm cm (satuan SI ohm m)l= panjang, cm (SI: meter)A= luas penampang lintang, cm2 (SI m2)Kebalikan dari tekanan dinamakan sebagai konduktansi.Jadi :.................................................(9.3)C= konduktansi (dalam satuan SI diberi simbol S)Kebalikan dari resisitivitas dinamakan sebagai konduktansi spesifik atau konduktivitas, konduktivitas biasanya diberi simbol K. [2]............................................(9.4)Untuk suatu larutan elektrolit, biasanya yang diukur adalah konduktannya dan bukan tahanannya. Untuk mengukur konduktan suatu larutan dapat digunakan alat yang dinamakan sebagai sel konduktan. [2]Dengan menggunakan persamaan 9.2, 9.3, dan 9.4 akan diperoleh :..........................................(9.5)Besaran A/l dikenal sebagai konstanta sel dan besaran ini mempunyai nilai yang besarnya tidak bergantung pada jenis larutan bila jarak antarkedua elektroda tetap. Dalam kenyataannya, biasanya l (jarak antara kedua elektroda) dan A (luas elektroda platina) tidak diukur secara langsung. Konstanta sel (A/l) suatu sel konduktan diukur dengan jalan menempatkan suatu larutan yang telah diketahui konduktasi spesifiknya (biasanya kalium klorida) ke dalam sel. Konduktansi larutan ini kemudian diukur. Konduktansi sel kemudian dihitung dengan menggunakan persamaan 9.5. Karena konstanta sel nilainya tetap, tidak bergantung pada jenis larutan, maka konduktansi spesifik dari larutan lain akan dapat dihitung. [2]Svante Arrhenius pada tahun 1887 mengajukan teori ion atau disosiasi elektrolit untuk menjelaskan hal-hal tersebut. Isi teori ion Arrhenius adalah:a. Larutan elektrolit dalam air terurai menjadi ion-ion,b. Ion ialah atom atau gugusan atom yang bermuatan listrik. Ion positif disebut juga kation dan ion negatif disebut anion. Muatandari ion sama dengan valensinya.c. Karena elektrolit sendiri berifat netral, maka jumlah muatan positif dan negatif dalam larutan selalu sama.d. Ionisasi elektrolit merupakan reaksi kesetimbangan antara ion-ion yang terjadi dan molekul-molekul yang tidak terurai. [4]Pada pengenceran tak terhingga, baik elektrolit kuat maupun elektrolit lemah akan berionisasi sempurna. Arhenius menyarankan suatu besaran derajat disosiasi () elektrolit sebagai :...........................................(9.9)= konduktansi ekuivalen pada konsentrasi tertentuDengan menerapkan hukum keseimbangan pada peristiwa ionisasi, Ostwald berhasil menemukan hukuk 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-) ac ac .......................................................(1)..............................................................................(2)Penggabungan persamaan (1) dan (2) diperoleh persamaan (3) : [2]

Konduktasi ekuivalen dari suatu larutan dapat langsung ditentukan dari konsentrasinya .Sebenarnya, satuan dari adalah ohm-1 cm-2equiv-1, tetapi satuan yang terakhir biasanya dihilangkan, dimana sudah diimplikasikan dalam konduktasi ekuivalen. [3]III. PROSEDUR PERCOBAAN3.1 Alat dan BahanA. Alat1. Gelas piala: untuk tempat larutan2. Labu ukur: untuk pengenceran larutam3. Labu semprot: tempat aquades4. Konduktometer: mengukur DHL5. Gelas Ukur: untuk mengukur larutan6. Buret: untuk mengukur larutan7. Sel Hantaran:

B. Bahan1. Asam asetat denga berbagai konsentrasi: sampel2. KCl 0,1 N: larutan elektrolit kuat

3.2 Cara Kerja1. Sel hantaran dicuci dengan aquades dan hantarannya diukur, dicuci kembali sampai didapatkan nilai hantaran aquades tersebut tetap.2. Sel hantaran dibilas dengan larutan KCl 0,1 N dan nilai hantaran tersebutditentukan.3. Suhu larutan KCl 0,1 N ditentukan dan harga hantaran jenisnya dibaca dalam tabel yang nilainya sudah tertentu untuk berbagai temperatur.4. Larutan asam asetat dibuat dengan berbagai variasi konsentrasi dengan jalan pengenceran.5. Hantaran larutan tersebut ditentukan dengan konduktometer secara teliti.6. Data beberapa tabel antara konsentrasi larutan dengan nilai konsentrasinya dibaca.7. Nilai Ka ditentukan dengan grafik.

3.3 Skema Kerja

Sel Hantaran dicuci dengan aquades Diukur hantarannya Dicuci dan diukur kembali sampai nilai hantaran tetap Dibilas dengan larutan KCl 0,1 N Ditentukan nilai hantaranLarutan KCl 0,1 N Ditentukan suhu larutan KCl 0,1 N Dibaca harga hantaran jenis dalam tabel

Larutan asam asetat Dibuat dengan berbagai variasi konsentrasi dengan pengenceran Ditentukan hantaran larutan dengan konduktometer Dibaca data beberapa tabel antara konsentrasi larutan dengan nilai konsentrasinya

Nilai Ka

3.4 Skema Alat

11132

Keterangan :1. Sel hantaran2. Larutan elektrolit3. Konduktomeetr

IV. DATA DAN PERHITUNGAN4.1 Data dan Perhitungan A. Larutan asam asetat 99,89%N = = 17,48 NB. Pengenceran asam asetatPraktikum Kimia Fisika IISemester Genap 2015 / 2016

Proses Adsorbsi Isoterm Larutan Konsentrasi 1 N

Konsentrasi 0,5 N

Konsentrasi 0,25 N

Konsentrasi 0,125 N

Konsentrasi 0,0625 N

Konsentrasi 0,03125 N

Berat KCl = = 0,3727 g

C. Tabel PengamatanNoLarutanHantaran (s)Suhu (oC)

1.Aquadest34,7 x 10-627,5

2.KCl 0,1N25,5 x 10-627,4

3.Asam asetat 1 N20,7 x 10-628,3

4.Asam asetat 0,5 N18,02 x 10-627,3

5.Asam asetat 0,25 N12,13 x 10-628,6

6.Asam asetat 0,125 N11,48 x 10-627,7

7.Asam asetat 0,0625 N0,16 x 10-629,2

8.Asam asetat 0,03125 N0,13 x 10-627,7

D. Penentuan hantaranL = L asam asetat - L aquadest Konsentrasi 1 N

Konsentrasi 0,5 N

Konsentrasi 0,25 N

Konsentrasi 0,125 N

Konsentrasi 0,0625 N

Konsentrasi 0,03125 N

E. Penentuan nilai K

Konsentrasi 1 N

Konsentrasi0,5 N

Konsentrasi 0,25 N

Konsentrasi 0,125 N

Konsentrasi 0,0625 N

Konsentrasi 0,03125 N

F. Penentuan hantaran ekivalen = 1000 x K/C Konsentrasi 1 N = = - 1,386 x 10-3 s/cm.N Konsentrasi 0,5 N = = - 3,3026 x 10-3 s/cm.N Konsentrasi 0,25 N = = - 8,9376 x 10-3 s/cm.N Konsentrasi 0,125 N = = - 0,0223 s/cm.N Konsentrasi 0,0625 N = = - 0,05471 s/cm.N Konsentrasi 0,03125 N = = - 0,1095 s/cm.N

G. Hantaran ekivalen asam asetat masing-masing suhuT = o [1+0,02(T-25)] t1 = 390,55 [1 + 0,02 (28,3oC - 25)] = 416,33 t2 = 390,55 [1 + 0,02 (27,3oC - 25)] = 408,51 t3 = 390,55 [1 + 0,02 (28,6oC - 25)] = 418,67 t4 = 390,55 [1 + 0,02 (27,7oC - 25)] = 411,64 t5 = 390,55 [1 + 0,02 (29,2oC - 25)] = 423,36 t6 = 390,55 [1 + 0,02 (27,7oC - 25)] = 411,64H. Persamaan regresiXYXYX2

-1,386 x 10-3-721,50070,99999991,920996 x 10-6

-3,3026 x 10-3-302,79170,99999980,109072 x 10-6

-8,9376 x 10-3-111,88680,99999950,798807 x 10-6

-0,0223-44,84300,99999890,049729 x 10-6

-0,05471-18,27821,00000030,002993 x 10-6

-0,1095-9,13240,99999781,199025 x 10-8

x= -0,2001362y = -1208,4328xy = 5,9999962 x2 = 0,01557343

= - 3855,8958

= -330,0228y = A + Bxy = -330,0228 3855,8958x

Ka asam lemahK = K = = -1,9853 x 10-8

4.2 Grafik

DAFTAR PUSTAKA

[1]Atkins, R. W. Kimia Fisika Jilid II Edisi Ke-4. Erlangga : Jakarta

[2]Bird, Tony. 1987.Kimia Fisika Untuk Universitas. Gramedia Pustaka Utama : Jakarta

[3]Glasstone, Samuel and Lewis David. 1968. Elements of Physical Chemistry. Mc Graw Hill Book Co: New York

[4]Sukardjo. 1989. Kimia Anorganik. Rineka Cipta: Yogyakarta

LAMPIRAN 1TUGAS SEBELUM PRAKTIKUM1. a. Hantaran jenis adalah perbandingan daerah elektroda () dengan jarak elektroda (L) dan atau hantaran 1 m3. Satuan mho/m. b. Hantaran ekivalen adalah hantaran larutan yang mengandung 1 mol elektrolit yang ditempatkan diantara dua elektroda sejajar terpisah 1

2. Guna mengukur hantaran larutan KCl 0,1 N adalah untuk menentukan hantaran jenis larutan lain, dimana nilai hantaran larutan KCl digunakan sebagai konstanta.3. a. Bilangan transpor adalah bagian arus total yang dibawa oleh larutan ion pertama sering juga disebut dengan nilai hantaran. b. Mobilitas ion adalah pengukuran jarak yang ditempuh setiap ion dalam waktu tertentu dan prosesnya disebut metoda pembatasan bergerak.4. Disosiasi adalh proses penguraian zat menjadi unsur-unsur yang berdasarkan perbandingan konsentrasinya. Ionisasi adalah proses penguraian suatu larutan menjadi ion-ionnya.5. Karena dalam larutan yang terukur terdapat pelarut air yang turut serta memberikan hantaran sehingga nilai hantaran yang terukur merupakan jumlah hantaran total dari zat elektrolit lemah tersebut dengan hantaran air dalam larutan.6. Persamaan penentuan Ka : AB A+ + B- C(1-) ac ac .......................................................(1)..............................................................................(2)Penggabungan persamaan (1) dan (2) diperoleh persamaan (3) :

LAMPIRAN 2

LAMPIRAN 3FOTO HASIL PERCOBAAN

Pertama-tama larutan asam asetat diencerkan untuk dalam berbagai varian konsentrasi. Ini adalah proses pengambilan asam asetat dengan pipet gondok.

Larutan asam asetat yang telah diencerkan kemuadian diukur daya hantarnya menggunakan konduktometer. Penggunaan kondukmeter pertama harus dikalibrasi dahulu, lalu celupkan elektroda terhadap larutan kemudian baca angka yang tertera pada alat.