PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BANJARBARU

2007

PERCOBAAN IV

KESETIMBANGAN HASIL KALI KELARUTAN

I. TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan percobaan praktikum ini adalah dapat memahami sifat larutan jenuh, kelarutan suatu garam dalam pelarut air dan menentukan hasil kali kelarutannya.

II. TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Kesetimbangan Hasil Kali Kelarutan

Kesetimbangan kimia adalah kesetimbangan dinamis, karena dalam sistem terjadi perubahan zat pereaksi menjadi hasil reaksi, dan sebaliknya. Sebagai contoh :

AB + CD AC + BD

Dalam kesetimbangan ini, terjadi reaksi AB dan CD menjadi AC dan BD, dan pada saat yang sama, AC dan BD bereaksi menjadi AB dan CD. Akibatnya keempat zat dalam sistem itu jumlahnya mendekati konstan.

Sistem kesetimbangan dibagi menjadi dua kelompok, yaitu sistem kesetimbangan homogen dan sistem kesetimbangan heterogen. Kesetimbangan homogen merupakan kesetimbangan yang anggota sistemnya mempunyai kesamaan fase, sehingga sistem yang terbentuk itu hanya memiliki satu fase. Kesetimbangan heterogen merupakan suatu kesetimbangan yang anggota sistemnya mempunyai lebih dari satu fase, sehingga sistem yang terbentuk pun mempunyai lebih dari satu macam fase.

Dalam kimia terdapat hubungan antara konstanta kesetimbangan dengan persamaan reaksi yang disebut Hukum Kesetimbangan. Konstanta kesetimbangan konsentrasi adalah hasil perkalian antara zat hasil reaksi dibagi dengan perkalian konsentrasi zat pereaksi, dan masing-masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya (Syukri, 1999).

II.2. Larutan Jenuh

Larutan jenuh didefinisikan sebagai larutan yang mengandung zat terlarut dalam jumlah yang diperlukan untuk adanya kesetimbangan antara zat terlarut yang larut dan yang tak larut. Pembentukan larutan jenuh dapat dipercepat dengan pengadukan yang kuat dari zat terlarut yang berlebih. Banyaknya zat terlarut yang melarut dalam pelarut yang banyaknya tertentu, untuk menghasilkan suatu larutan jenuh disebut kelarutan zat terlarut. Lazimnya kelarutan dinyatakan dalam gram zat terlarut per 100 cm3 atau 100 gram pelarut pada temperatur yang sudah ditentukan.

Suatu larutan tak jenuh kalah pekat (lebih encer) dari pada larutan jenuh. Dan suatu larutan lewat jenuh lebih pekat dibandingkan dengan larutan jenuh. Suatu larutan lewat jenuh biasanya dibuat dengan membuat larutan jenuh pada temperatur yang lebih tinggi. Zat terlarut haruslah lebih banyak larut dalam dalam pelarut panas dari pada dalam pelarut dingin. Jika tersisa zat terlarut yang belum larut, sisa itu disingkirkan. Larutan panas itu kemudian didinginkan dengan hati-hati untuk menghindari pengkristalan. Artinya larutan itu tidak boleh digetarkan atau diguncang, dan debu maupun materi asing dilarang masuk. Jika tidak ada zat terlarut yang memisahkan diri selama pendinginan, maka larutan yang dingin itu bersifat lewat jenuh (Brady, 1999).

Sejauh ini, larutan jenuh yang mengandung ion-ion berasal dari satu sumber padatan murni. Namun, bagaimana pengaruhnya pada kesetimbangan larutan jenuh jika ion-ion dari sumber lain dimasukkan ke dalam larutan pertama. Menurut prinsip Le Chatelier, sistem pada keadaan setimbang menanggapi peningkatan salah satu pereaksinya dengan cara menggeser kesetimbangan ke arah dimana pereaksi tersebut dikonsumsi (Petrucci, 1987).

Suatu garam ionik apabila dilarutkan dalam air, akan terurai menjadi ion-ionnya. Apabila dalam air larutan tersebut telah lewat jenuh, maka garam tersebut akan mengendap. Pada keadaan tepat jenuh, terjadi kesetimbangan antar fase padat dari garam dengan ion-ionnya dalam larutan. Misalkan untuk garam timbal klorida, keadaan kesetimbangan dari perak klorida dalam larutan dapat dituliskan dalam persamaan kesetimbangan sebagai berikut :

PbCl(s) Pb2+(aq) + 2Cl(aq)

II.3. Kelarutan Suatu Garam

Kelarutan dari suatu garam adalah banyaknya garam yang dapat larut dalam suatu pelarut sampai garam tersebut tepat akan mengendap. Besarnya kelarutan dari suatu garam nilainya beragam untuk setiap macam garam dan merupakan salah satu sifat fisis dari garam tersebut.

Jika suatu garam memiliki tetapan hasil kali larutan yang besar, maka dikatakan garam tersebut mudah larut. Sebaliknya jika harga tetapan hasil kali larutan dari suatu garam tertentu sangat kecil, dapat dikatakan bahwa garam tersebut sukar untuk larut.

Harga tetapan hasil kali kelarutan dari suatu garam dapat berubah dengan perubahan temperatur. Umumnya kenaikan temperatur akan memperbesar kelarutan suatu garam, sehingga harga tetapan hasil kali kelarutan garam tersebut juga akan semakin besar (Petrucci, 1987).

III. ALAT DAN BAHAN

A. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah gelas piala 100 mL, erlenmeyer 100 mL, pipet volume (ukuran 5, 20, dan 25 mL), buret 50 mL, corong kaca.

B. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah larutan jenuh MgCO3, CaCO3, larutan standar HCl 0,001 M, larutan standar NaOH 0,001 M, indikator fenol merah.

IV. PROSEDUR KERJA

A. Larutan Jenuh MgCO3

1. Larutan jenuh MgCO3 sebanyak 25 mL dimasukkan ke dalam erlenmeyer dengan menggunakan pipet gondok.

2. Larutan HCl 0,001 M sebanyak 5 mL ditambahkan dengan menggunakan pipet gondok.

3. Larutan NaOH 0,001 M sebanyak 10 mL ditambahkan dengan menggunakan pipet gondok.

4. Buret yang akan digunakan dicuci dengan akuades, lalu dikeringkan.

5. Buret diisi dengan larutan standar HCl 0,001 M.

6. Indikator fenol merah ditambahkan ke dalam erlenmeyer.

7. Larutan di dalam elenmeyer dititrasi dengan larutan HCl 0,001 M dari buret sampai terjadi perubahan warna yang konstan.

8. Titrasi dihentikan. Volume HCl yang diperlukan untuk titrasi dicatat.

9. Titrasi diulangi sebanyak dua kali. Volume HCl yang digunakan dirata-ratakan.

B. Larutan Jenuh BaCO3

1. Larutan jenuh BaCO3 sebanyak 25 mL dimasukkan ke dalam erlenmeyer dengan menggunakan pipet gondok.

2. Larutan HCl 0,001 M sebanyak 5 mL ditambahkan dengan menggunakan pipet gondok.

3. Larutan NaOH 0,001 M sebanyak 10 mL ditambahkan dengan menggunakan pipet gondok.

4. Buret yang akan digunakan dicuci dengan akuades, lalu dikeringkan.

5. Buret diisi dengan larutan standar HCl 0,001 M.

6. Indikator fenol merah ditambahkan ke dalam erlenmeyer.

7. Larutan di dalam elenmeyer dititrasi dengan larutan HCl 0,001 M dari buret sampai terjadi perubahan warna yang konstan.

8. Titrasi dihentikan. Volume HCl yang diperlukan untuk titrasi dicatat.

9. Titrasi diulangi sebanyak dua kali. Volume HCl yang digunakan dirata-ratakan.

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil dan Perhitungan

1. Hasil

a. Larutan jenuh MgCO3

No

Langkah Percobaan

Hasil Pengamatan

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Larutan jenuh MgCO3 sebanyak 25 mL dimasukkan ke dalam erlenmeyer dengan menggunakan pipet gondok.

Larutan HCl 0,001 M sebanyak 5 mL ditambahkan dengan menggunakan pipet gondok.

Larutan NaOH 0,001 M sebanyak 10 mL ditambahkan dengan menggunakan pipet gondok.

Buret yang akan digunakan dicuci dengan akuades, lalu dikeringkan

Buret diisi dengan larutan standar HCl 0,001 M.

Indikator fenol merah ditambahkan ke dalam erlenmeyer.

Larutan di dalam elenmeyer dititrasi dengan larutan HCl 0,001 M dari buret sampai terjadi perubahan warna yang konstan.

Titrasi dihentikan. Volume HCl yang diperlukan untuk titrasi dicatat.

Titrasi diulangi sebanyak dua kali. Volume HCl yang digunakan dirata-ratakan.

Berwarna bening.

Berwarna bening.

Berwarna bening.

Bening-merah.

Merah-kuning.

V HCl = 1,5 mL

V HCl = 1,8 mL.

V HClrata-rata = 1,65 mL

b. Larutan Jenuh BaCO3

No

Langkah Percobaan

Hasil Pengamatan

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Larutan jenuh BaCO3 sebanyak 25 Ml dimasukkan ke dalam erlenmeyer dengan menggunakan pipet gondok.

Larutan HCl 0,001 M sebanyak 5 mL ditambahkan dengan menggunakan pipet gondok.

Larutan NaOH 0,001 M sebanyak 10 mL ditambahkan dengan menggunakan pipet gondok.

Buret yang akan digunakan dicuci dengan akuades, lalu dikeringkan

Buret diisi dengan larutan standar HCl 0,001 M.

Indikator fenol merah ditambahkan ke dalam erlenmeyer.

Larutan di dalam elenmeyer dititrasi dengan larutan HCl 0,001 M dari buret sampai terjadi perubahan warna yang konstan.

Titrasi dihentikan. Volume HCl yang diperlukan untuk titrasi dicatat.

Titrasi diulangi sebanyak dua kali. Volume HCl yang digunakan dirata-ratakan.

Berwarna bening

Berwarna bening

Berwarna bening

Bening-merah

Merah-kuning

V HCl = 1 ml

V HCl = 2 mL

V HClrata-rata = 1,5 mL

2. Perhitungan

I. Larutan Jenuh MgCO3

Diketahui :

Konsentrasi HCl yang digunakan untuk menitrasi = 0,001 M

Volume HCl yang digunakan untuk titrasi = VHcl = 1,65 mL

Jumlah MgCO3 = X mmol

Jumlah mmol HCl yang ditambahkan pada langkah 2 = 0,001M X 5mL

Jumlah mmol NaOH yang ditambahkan pada langkah 3 = 0,005

Jumlah mmol HCl yang digunakan saat titrasi = N. V Titrasi

= 0,001 mmol/mL) x 1,65

= 0,00165 mmol = 1,65.103

Ditanya : a) kelarutan MgCO3 = ..?

b) Ksp MgCO3 = ..?

Jawab :

Reaksi 1 MgCO3 + 2 HCl MgCl2 + H2O + CO2

mmol awal X mmol 0,005 mmol

bereaksi X mmol 2 X mmol

sisa (0,005-2x) mmol

Reaksi 2

HCl + NaOH NaCl + H2O

mmol awal (0,005-2x)mmol 0,01mmol

bereaksi (0,005-2x)mmol (0,005-2x)mmol

sisa (0,005+2x)mmol

Reaksi 3 (titrasi)

NaOH + HCl NaCl + H2O

mmol awal (0,005+2x)mmol (0,005+2x)mmol

bereaksi (0,005+2x)mmol (0,005+2x)mmol

sisa

Jumlah mmol NaOH = Jumlah mmol HCl

(0,005+2x)mmol = 0,001 mmol/mL x V titrasi

2x = [(0,001 x 1,65) 0,005] mmol

X = 0,00165 0,005 = 0,00335 = -0,001675

2 2

= -16,75.104

a) kelarutan MgCO3 = X/25 mL = -0,001675mmol

25mL

= -6,7 x 10-5 mol/L

b) Ksp MgCO3 = [Mg2+] + [CO32-]

= S S

= S2

= (-6,7 x 10-5)2

= 4,489x 10-9

Ksp teoritisnya = 3,510-8

II. Larutan CaCO3

Diketahui :

MHcl = 0,001 M

VHCl = 1,5 mL

n MgCO3 = X mmol

n HCl yang ditambahkan = 0,001 M x 5 mL = 0,005 mmol

n NaOH yang ditambahkan = 0,001 M x 10 mL = 0,01 mmol

nHCl yang digunakan saat titrasi = N. Vtitrasi

= 0,001 M x 1,5 = 0,0015 mmol

Ditanya : a) Kelarutan CaCO3 =..?

b) Ksp CaCO3 =..?

Jawab :

Reaksi 1 CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2O + CO2

mmol awal X mmol 0,005 mmol

bereaksi X mmol 2 X mmol

sisa (0,005-2x) mmol

Reaksi 2

HCl + NaOH NaCl + H2O

mmol awal (0,005-2x)mmol 0,01mmol

bereaksi (0,005-2x)mmol (0,005-2x)mmol

sisa (0,005+2x)mmol

Reaksi 3 (titrasi)

NaOH + HCl NaCl + H2O

mmol awal (0,005+2x)mmol (0,005+2x)mmol

bereaksi (0,005+2x)mmol (0,005+2x)mmol

sisa

Pada perhitungan reaksi sama dengan larutan MgCO3 yaitu:

Jumlah mmol NaOH = Jumlah mmol HCl

(0,005+2x)mmol = 0,001 mmol/mL x V titrasi

2x = [(0,001 x 1,5) 0,005] mmol

X = 0,0015 0,005 = 0,0035 = -0,00175

2 2

= -17, 5.104

a) kelarutan CaCO3 =

=

= -7 x 10-5 mol/L

b) Ksp CaCO3 = [Ca2+] + [CO32-]

= S S

= S2

= (-7 x 10-5)2

= 4,9 x 10-9

Ksp teoritisnya = 2,810-9

B. PEMBAHASAN

1. Larutan Jenuh MgCO3

Percobaan yang dilakukan pada MgCO3 tidak telalu berbeda dengan perlakuan yang dilakukan pada CaCO3 yang berbeda adalah hanya pada hasil perhitungan. Titrasi ini dilakukan sebanyak dua kali, lalu merata-ratakan volume HCl yang digunakan saat titrasi yaitu 1,65 ml. Sehingga mol HCl pun dapat diketahui.

Pada penambahan NaOH, terjadi reaksi antara HCl dalam larutan dengan NaOH yang ditambahkan. Karena NaOH yang ditambahkan berlebih, maka setelah seluruh HCl sisa habis masih ada NaOH yang tersisa dalam larutan. Sisa NaOH ini selanjutnya dititrasi dengan larutan standar HCl 0,001 M sehingga menghasilkan jumlah HCl yang ditambahkan ke dalam larutan sama dengan jumlah NaOH yang tersisa dalam larutan. Tittik ekuivalen yang menyebutkan bahawa titik dalam titrasi di mana sejumlah basa yang ditambahkan sama dengan jumlah asam awal yang ada.

Setelah itu mencari mol MgCO3 , dengan perhitungan yang dilakukan mol MgCO3 yang diperoleh sebesar 0,00375. Kelarutan MgCO3 yang dihasilkan adalah -6,7 x 10-5 mol/L. Berdasarkan kelarutan ion Mg2+ dan ion CO32- sebesar -6,7 x 10-5 M, dapat diketahui besarnya Ksp MgCO3 yaitu 4,489 x 10-9. Sedangkan Ksp teoritisnya adalah 3,510-8.

Perbedaan ini terjadi karena :

1. Praktikan kurang cermat dalam mengukur volume dari bahan-bahan yang akan digunakan.

2. Kurang keahlian waktu menitrasi.

3. Kesalahan dalam membaca skala pada buret sehingga volume HCl yang digunakan tidak sesuai dengan yang seharusnya digunakan.

Reaksi yang terjadi pada pembuatan MgCO3 adalah sebagai berikut

MgCO3 + 2 HCl MgCl2 + H2O + CO2

HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(aq)

NaOH + HCl NaCl + H2O

Dari data yang telah didapat dalam perhitungan di atas bahwa Ksp CaCO3 dan MgCO3 nilainya jauh lebih kecil dari nilai Ksp teoritisnya Perbedaan hasil percobaan dengan literatur memang sering terjadi. Untuk mengurangi kemungkinan terjadinya maka diperlukan ketelitian dalam melakukan praktikum ini.

2. Larutan Jenuh CaCO3

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah Kalsium karbonat (CaCO3). Larutan jenuh CaCO3 adalah larutan yang tepat akan mengendap apabila di dalamnya ditambahkan padatan CaCO3 dimana padatan tersebut tidak akan larut dan membentuk endapan kembali. Larutan tersebut bersifat basa karena volume NaOH yang ditambahkan lebih besar dari pada HCl. Hal ini diindikasi oleh indikator fenol merah yang menunjukkan warna merah, warna merah yang dihasilkan setelah ditetesi fenol merah pada larutan NaOH akan beraksi dengan perubahan warna.

InOH In+ + OH

Ion OH dari larutan NaOH yang berlebihan menyebabkan perubahan warna larutan. Lalu larutan itu dititrasi dengan HCl. Volume HCl yang berlebih yang digunakan dapat diketahui dengan penentuan titik akhir titrasi. Pada percobaan yang dilakukan pada saat tertentu larutan tersebut berubah warna menjadi kuning. Perubahan ini diakibatkan karena perubahan pH larutan campuran yang sebelumnya lebih bersifat basa, namun setelah dititrasi dengan HCl, pH larutan menjadi berubah.

Titrasi ini dilakukan sebanyak dua kali, lalu merata-ratakan volume HCl yang digunakan saat titrasi yaitu 1,5 ml. Sehingga mol HCl pun dapat diketahui.

Kemudian dapat mencari mol HCl dan mol NaOH dengan persamaan reaksi sebagai berikut :

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2O + CO2

HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(aq)

Dan reaksi yang ketiga yaitu titrasi, reaksi yang terjadi adalah

NaOH + HCl NaCl + H2O

Berdasarkan persamaan di atas dapat diketahui mol HCl dan mol NaOH adalah sama karena memiliki koefisien yang sama. Setelah itu mencari mol CaCO3 , dengan perhitungan yang dilakukan mol CaCO3 yang diperoleh sebesar -0,00175 mmol. Kelarutan CaCO3 yang dihasilkan adalah -7 x 10-5 mol/L. Berdasarkan kelarutan ion Ca2+ dan ion CO32- sebesar -7 x 10-5 mol/L, dapat diketahui besarnya Ksp CaCO3 yaitu 4,9 x 10-9. Sedangkan Ksp teoritisnya adalah 2,810-9.

VI. KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah :

1. Hasil kali kelarutan adalah nilai dari perkalian ion-ion dalam larutan dimana pada suhu tertentu terjadi keseimbangan antara ion-ion tersebut dengan padatan

2. Kelarutan MgCO3 pada percobaan ini adalah -6,7 x 10-5 mol/L

3. Hasil kali kelarutan (Ksp) MgCO3 pada percobaan ini adalah 4,48910-9, sedangkan Ksp teoritisnya 3,5 x 10-8

4. Kelarutan CaCO3 pada percobaan ini adalah -7 x 10-5 mol/L

5. Hasil kali kelarutan (Ksp) CaCO3 pada percobaan ini adalah 4,9 x 10-9, sedangkan Ksp teoritisnya 2,8 x 10-9

DAFTAR PUSTAKA

Brady, James E. Kimia Universitas Asas Dan Struktur. Bina Rupa Aksara, Jakarta.

Petrucci. 1987. Kimia Dasar Jilid 2. Erlangga, Jakarta.

Syukri. 1999. Kimia Dasar 2. ITB, Bandung.