ACARA IV

KESETIMBANGAN KIMIA

A. Pendahuluan

1. Latar Belakang

Ilmu kimia merupakan salah satu ilmu yang memfokuskan

mempelajari materi dan energi ditinjau dari segi sifat-sifat, reaksi, struktur,

komposisi, dan perubahan energi yang menyertai reaksi. Di dalam ilmu

kimia kita akan mempelajari berbagai konsep-konsep. Salah satunya ialah

mengenai kesetimbangan kimia.

Kesetimbangan dalam larutan merupakan materi aplikasi dari

konsep kunci Kesetimbangan Kimia yang terjadi pada larutan berpelarut

air. Secara kontekstual, konsep-konsep pada materi kesetimbangan dalam

larutan berperan penting dalam banyak proses di kehidupan. Seperti di

bidang biologi dan lingkungan.

Misalnya saja di bidang biologi, proses pengontrolan pH darah

manusia agar tetap pada nilai pH 7,4 serta proses pembentukan batu ginjal.

Sedangkan di bidang lingkungan, konsep kesetimbangan ini berperan

dalam pengontrolan pH air yang harus tetap 5,5 agar tumbuhan dan

kehidupan air berlangsung dengan baik.

Dari contoh-contoh aplikasi konsep kesetimbangan kimia diatas,

maka kita perlu mengetahui secara mendasar apakah itu kesetimbangan

kimia. Oleh karena itu, melalui percobaan ini, kita akan dapat mengetahui

dan memahami lebih jauh mengenai kesetimbangan kimia.

2. Tujuan Praktikum

Tujuan dari Praktikum acara IV ini adalah :

a. Menentukan hukum kesetimbangan dan tetapan kesetimbangan.

B. Tinjauan Pustaka

Kesetimbangan kimia merupakan proses dinamik. Ini dapat

diabaratkan dengan gerakan para pemain ski di suatu resort ski yang ramai,

dimana jumlah pemain ski yang dibawa ke atas gunung dengan menggunakan

lift kursi sama dengan jumlah pemain ski yang turun berseluncur. Reaksi

kesetimbangan kimia melibatkan zat-zat yang berbeda untuk reaktan dan

produknya. Kesetimbangan antara dua fase dari zat yang sama dinamakan

kesetimbangan fisis karena perubahan yang terjadi hanyalah proses fisis.

Konstanta kesetimbangan dinyatakan sebagai hasil bagi. Pembilangnya

adalah hasil kali antara konsentrasi produk, masing-masing dipangkatkan

dengan koefisien stoikiometrinya dalam persamaan setara (Chang, 2007).

Ciri suatu sistem pada kesetimbangan ialah adanya nilai tertentu

yang tidak berubah dengan berubahnya waktu. Teapan kesetimbangan dalam

sistem dapat dinyatakan berdasarkan tekanan parsial gas bukan pada

konsentrasi molarnya. Jika konsentrasi Kc dinyatakan berdasarkan molar dan

tekanan parsial dalam Kp dinyatakan dalam atm maka rumusnya :

Kp = Kc (RT)-1

(Sukardjo, 2002).

Optimasi penyerapan logam tembaga oleh lignin diuji dengan

melakukan variasi waktu kontak dan pH larutan serta konsentrasi larutan.

Konsentrasi tembaga ditentukan dengan menggunakan metode

spektrofotometri serapan atom (SSA) yang ddasarkan pada absorbsi cahaya

oleh atom logam. Atom logam tersebut akan menyerap pada panjang

gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya dan atom tembaga

menyerap pada panjang gelombang 324,7 nm (Lelifajri, 2010).

Menurut prinsip Le Catelier, bila sistem kesetimbangan diganggu

maka kesetimbangan akan berpindah untuk melawan perubahan yang

diterapkan. Apabila suhu sistem kesetimbangan dinaikkan, maka

kesetimbangan akan bergeser kearah yang menyebabkan asorbsi kalor. Oleh

karena itu untuk mengetahui adanya pengaruh suhu reaksi terhadap kuantitas

hasil reaksi perlu dilakukan penelitian khususnya sintesis asetil klorida dari

asam asetat dan tionil klorida pada suhu yang divariasi (Widiati, 2008).

Kesetimbangan heterogen. Dalam kasus yang diteliti di atas,

diasumsikan bahwa reaktan dan produk yang tercampur sempurna (yaitu baik

gas atau zat dalam larutan). Namun, hal ini tidak selalu terjadi. Sebagai

contoh, Gambar 14.3 adalah contoh dari sebuah keseimbangan di mana

partisipan tidak bercampur sama sekali. Kristal karbonat kalsium padat dan

bubuk kalsium oksida tidak larut dalam satu sama lain, tetapi terletak

bersebelahan di wadah. Gas karbon dioksida menempati ruang yang tersisa.

Ada tiga fase saat ini, tiga jenis materi yang tidak mencampur, masing-

masing menempati ruang sendiri dalam wadah dengan mengesampingkan

yang lain (Bigelow,1971).

Efek semacam ini pertama kali dijelaskan oleh kimiawan Perancis

Henri Le Chatelier (1850-1936), yang menyatakan secara umum bahwa

ketika sebuah sistem pada kesetimbangan dikenai kendala tambahan, seperti

peningkatan posisi suhu atau tekanan, keseimbangan bergerak dalam arah

yang cenderung untuk menetralisir kendala tambahan. Secara umum, prinsip

Le Chatelier berlaku untuk urusan manusia juga. Keseimbangan teori daya

rekan politik prinsip, seperti respon dari populasi dengan kondisi perayaan

atau kelaparan adalah rekan demografis (Hutchinson,1964).

Dalam percobaan ini digunakan alat yang dinamakan spektrofotometri.

Spektrofotometri merupakan salah satu metode analisis instrumental yang

menggunakan dasar interaksi energi dan materi. Spektrofotometri dapat

dipakai untuk menentukan konsentrasi suatu larutan melalui intensitas

serapan pada panjang gelombang tertentu. Panjang gelombang yang dipakai

adalah panjang gelombang maksimum yang memberikan absorbansi

maksimum .Salah satu prinsip kerja spektrofotometer didasarkan pada

fenomena penyerapan sinar oleh spesi kimia tertentu di daerah ultra violet dan

sinar tampak (Romandon, 2011).

Pembagian spektrum elektromagnetik sinar tampak terdapat pada

daerah panjang gelombang 400 sampai 750 nm (Hollas 2004). Komponen

warna yang terurai dari sinar putih dapat diserap dan sisanya diteruskan

sebagai warna yang teramati secara kasatmata, sinar yang diserap dinamakan

warna komplemen. Dasar penetuan kuantitatif dari metode spektrofotometri

adalah Hukum Lambert-Beer. Hukum Lambert menyatakan bahwa

penyerapan sinar tidak bergantung pada intensitas sumber cahaya. Hukum

Beer menyatakan bahwa fraksi penyerapan sinar sebanding dengan

banyaknya molekul yang menyerap. Sumber radiasi yang dipancarkan harus

memiliki panjang gelombang yang sama untuk penyerapan agar memenuhi

hukum Beer (Dini, 2008).

C. Metode Praktikum

1. Waktu dan Tempat

Praktikum Acara IV Kesetimbangan Kimia dilaksanakan pada hari

Kamis, tanggal 4 Oktober 2012 pada pukul 13.00 – 17.00 WIB bertempat

di Laboratorium Rekayasa Proses Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian,

Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Alat

a. Tabung reaksi

b. Rak tabung reaksi

c. Beaker glass

d. Pipet volume

e. Spektofotometer

3. Bahan

a. KCNS 0,002 M

b. Fe(NO3)3 0,2 M

4. Cara Kerja

5 ml larutan

KCNS 0,002 M

Larutan

Fe(NO3)3 0,2 M

Dimasukkan dalam tiap tabung

Disediakan 5 tabung reaksi

(diberi label no 1-5)

Ditambahkan hingga volume

25 ml

Dimasukkan ke dalam tabung 1

Larutan dalam tabung 1

dijadikan larutan standar

Dimasukkan ke dalam beaker

glass 50 ml

Larutan A

Larutan Fe(NO3)3

0,2 M 10 ml

Aquades

Dimasukkan ke tabung 2

Dimasukkan ke beaker glasss

50 ml

Ditambahkan hingga volume

25 ml

5 ml larutan

A

Aquades

Larutan B

5 ml

Larutan B

Dimasukkandalam tabung 3

Langkah-langkah tersebut

diulangi sampai tabung 5

Konsentrasi larutan ditentukan

dengan spektrofotometer 520 nm

Hubungan antara konsentrasi

berbagai ion dalam keadaan

setimbang dari masing-masing

tabung dicari

D. Hasil dan Pembahasan

1. Hasil Percobaan

Tabel 4.1 Pengamatan Hasil Absorbansi

Tabung Absorbansi (oA)

1 2,121

2 1,831

3 1,683

4 1,301

5 0,827 Sumber: Laporan sementara

Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Konsentrasi

Tabung Konsentrasi awal Konsentrasi setimbang

Fe3+

CNS- Fe(CNS)

2+ Fe

3+ CNS

-

1 0,02 0,001 10-3

0,019 0

2 0,012 0,001 0,863.10-3

0,011137 0,000137

3 0,0072 0,001 0,793.10-3

0,006407 0,000207

4 0,00432 0,001 0,613.10-3

0,003527 0,000387

5 0,002592 0,001 0,390.10-3

0,00061

Sumber: Laporan sementara

Tabel 4.3 Data Ketetapan Kesetimbangan

Tabung KC1 KC2 KC3

1 0,019 0 50

2 0,012904982 0,000001316 71,917

3 0,0050875 0,000010517 110,139

4 0,002162051 0,000000836 141,898

5 0,00085878 0,000000523 153,422 Sumber: Laporan sementara

2. Analisis Hasil Pengamatan

Konsentrasi Fe3+

awal

Pengenceran I Beker A Tabung 1

M1.V1 = M2.V2

0,2.5 = M2.25

M2.V2 = M.V

0,04.5 = M.10

M2 = 0,04 M = 0,02

Pengenceran II Beker B Tabung 2

M1.V1 = M2.V2

0,04.15 = M2.25

M2 = 0,024

M2.V2 = M.V

0,024.5 = M.10

M = 0,012

Pengenceran III Beker C Tabung 3

M1.V1 = M2.V2

0,024.15 = M2.25

M2 = 0,0144

M2.V2 = M.V

0,0144.5 = M.10

M = 0,0072

Pengenceran IV Beker D Tabung 4

M1.V1 = M2.V2

0,0144.15 = M2.25

M2 = 0,00864

M2.V2 = M.V

0,00864.5 = M.10

M = 0,00432

Pengenceran V Beker E Tabung 5

M1.V1 = M2.V2

0,0086415 = M2.25

M2 = 0,005184

M2.V2 = M.V

0,005184.5 = M.10

M = 0,002592

Konsentrasi Fe(CNS)2+

setimbang

1. Ao1/A

o1 x konsentrasi CNS

- awal

= 2,121 / 2,121 x 10-3

= 10-3

2. Ao2/A

o1 x konsentrasi CNS

- awal

= 1,831 / 2,121 x 10-3

= 0,863. 10-3

3. Ao3/A

o1 x konsentrasi CNS

- awal

= 1,683 / 2,121 x 10-3

= 0,793. 10-3

4. Ao4/A

o1 x konsentrasi CNS

- awal

= 1,301/ 2,121 x 10-3

= 0,613. 10-3

5. Ao5/A

o1 x konsentrasi CNS

- awal

= 0,827 / 2,121 x 10-3

= 0,390. 10-3

Konsentrasi Fe3+

setimbang

Fe3+

awal - Fe(CNS)2+

setimbang

1.

2.

3.

4.

5.

Konsentrasi Fe3+

setimbang

CNS- awal - Fe(CNS)

2+ setimbang

1.

2.

3.

4.

5.

KC1= [Fe3+

]setimbang . [Fe(CNS)2+

]setimbang

[CNS- ]awal

1.

2.

3.

4.

5. 085878

KC2 = [Fe3+

]setimbang . [Fe(CNS)2+

]setimbang . [CNS- ]setimbng

[CNS- ]awal

1.

2. ,000001316

3. ,000010517

4. ,000000863

5. ,000000523

KC3= [Fe(CNS)2+

]setimbang

[Fe3+

] awal . [CNS- ]awal

1.

2. 71,917

3.

4.

5.

E. Pembahasan

F. Simpulan dan Saran

1. Simpulan

a. Hukum kesetimbangan ialah adanya kondisi setimbang dimana apabila

suatu sistem mendapat gangguan yang dapat mengubah faktor-faktor

yang menentukan kondisi kesetimbangan, maka sistem akan bereaksi

sedimikian rupa meminimalisasi efek gangguan.

b. Tetapan kesetimbangan kc 1 mulai dari tabung pertama hingga tabung

kelima ialah 0,019; 0,012904982; 0,0050875; 0,002162051; dan

0,00085878.

c. Tetapan kesetimbangan kc 2 mulai dari tabung pertama hingga tabung

kelima ialah 0; 0,000001316; 0,000010517; 0,000000836; serta

0,000000523.

d. Tetapan kesetimbangan kc 3 mulai dari tabung pertama hingga tabung

kelima ialah 50; 71,917; 110,139; 141, 898; serta 153,422.

e. Pengukuran absorbansi dilakukan dengan alat spektrofotometri.

f. Spektrofotometri merupakan metode analisis yang didasarkan pada

absorpsi radiasi elektromagnet.

2. Saran

Agar memperoleh data yang akurat, penelitian selanjutnya dapat

dilakukan dengan lebih cermat dan teliti dengan disertai alat-alat yang

memadai dan mendukung dalam melakukan percobaan.