konstanta kesetimbangan

KONSTANTA KESETIMBANGAN

I. HARI/ TANGGAL PERCOBAAN : Kamis, 18 oktober 2012

II. SELESAI PERCOBAAN : kamis, 25 oktober 2012

III. TUJUAN PERCOBAAN

Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui konstanta

kesetimbangan suatu reaksi dan memperhatikan bahwa konstanta

kesetimbangan suatu reaksi tidak bergantung pada konsentrasi awal reaksi

IV. TINJAUAN PUSTAKA

Suatu reaksi kimia dikatakan setimbang, apabila dapat terjadi bolak

balik. Dalam artian, produk yang sudah terbentuk dapat kembali menjadi

reaktan lagi

Karakteristik Keadaan Kesetimbangan

Ada empat aspek dasar keadaan kesetimbangan, yaitu :

1. Keadaan kesetimbangan tidak menunjukkan perubahan makroskopik

yang nyata

2. Keadaan kesetimbangan dicapai melalui proses yang berlangsung

spontan

3. Keadaan kesetimbangan menunjukkan keseimbangan dinamik antara

proses maju atau balik

4. Keadaan kesetimbangan adalah sama walaupun arah pendekatannya

berbeda

Macam – macam Sistem Kesetimbangan

Macam – macam sistem kesetimbangan, yaitu :

1. Kesetimbangan dalam sistem homogen

Kesetimbangan dalam sistem gas-gas.

Contoh : 2SO2(g) + O2(g) ↔ 2SO3(g)

Kesetimbangan dalam sistem larutan-larutan.

Contoh : NH4OH(aq) ↔ NH4+(aq) + OH- (aq)

2. Kesetimbangan dalam sistem heterogen.

Kesetimbangan dalam sistem padat gas.

Contoh : CaCO3(s) ↔ CaO(s) + CO2(g)

Kesetimbangan sistem padat larutan

Contoh : BaSO4(s) ↔ Ba2+(aq) + SO42- (aq)

Kesetimbangan dalam sistem larutan padat gas

Contoh : Ca(HCO3)2(aq) ↔ CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g)

Konstanta Kesetimbangan

Pada reaksi kimia yang berlangsung bolak balik seperti reaksi :

A + B C + D dan C + D A + B maka suatu kondisi tertentu akan

terjadi suatu keadaan dimana konsentrasi A,B,C dan D selalu konsatan,

selama sistem tersebut tidak diganggu. Pada keadaan demikian reaksi

dalam sistem tersebut tidak diganggu. Pada keadaan demikian reaksi

dalam sistem tersebut dikatakan dalam keadaan setimbang. Perbandingan

nilai konsentrasi produk dan reaktan pada keadaan setimbang dapat

dinyatakan dalam sebuah tetapan yang disebut tetapan kesetimbangan

(Kc). Secara matemais,harga Kc untuk reaksi berikut :

aA + bB cC + dD

dapat dinyatakan sebagai, Kc = [C ]c [ D ]d

[ A ]a [ B ]b

Di mana (A), (B), (C), (D) adalah konsentrasi A, B, C, dan D pada

keadaan setimbang.

Hukum

Guldberg dan

Wange:

Dalam keadaan kesetimbangan pada suhu tetap,

maka hasil kali konsentrasi zat-zat hasil reaksi

dibagi dengan hasil kali konsentrasi pereaksi

yang sisa dimana masing-masing konsentrasi itu

dipangkatkan dengan koefisien reaksinya adalah

tetap.

Pengukuran A, B, C, D dalam sistem keadaan setimbang

mempunyai banyak cara. Hal prinsip yang harus diperhatikan saat

pengukuran konsentrasi tersebut harus diupayakan dengan metode yang

tidak mengganggu kesetimbanag, yang menyebabkan pergeseran reaksi

dan konsentrasi yang akan diukur menjadi berubah.

Konstanta ksetimbangan yang dinyatakan dengan term konsentrasi

(Kc) dapat mempunyai harga yang sangat besar atau sangat kecil. Bila

konstanta kesetimbangan (Kc) kecil (Kc < 1), berarti bahwa pada keadaan

kesetimbangan konsentrasi dari produk adalah kecil, sehingga konstanta

kesetimbangan yang kecil menunjukkan reaksi bolak-balik tidak

berlangsung dengan baik. Misalnya jika reaksi :

A(g) + B(g) ↔ C(g) + D(g)

Dengan Kc = 10-5 berarti bahwa campuran A dan B tidak banyak

menghasilkan C dan D pada kesetimbangan. Bila konstanta kesetimbangan

besar (Kc > 1) berarti bahwa konsentrasi reaktan yang tinggal pada

kesetimbangan adalah kecil, sehingga harga konstanta kesetimbangan

yang besar menunjukkan bahwa reaksi berlangsung ke kanan dengan baik.

Misalnya untuk reaksi :

E(g) + F(g) ↔ G(g) + H(g)

Dengan harga Kc = 105 berarti campuran E dan F akan berubah

hampir sempurna menjadi G dan H. Harga konstanta kesetimbangan dapat

ditentukan berdasarkan data eksperimen.

Pada pecobaan ini akan dilakukan penentuan teteapan

kesetimbanagan reaksi esterifikasi antara asam asetat dan etanolsengan

metode titrasi.

V. ALAT DAN BAHAN

ALAT UKURAN JUMLAH

Buret 50 ml 1

Pipet Volum 5 ml 1

Erlenmeyer bertutup 250 ml 4

BAHAN :

NaOH

Indikator PP

Etanol Absolut

HCl 2N

Asam asetat

VI. PROSEDUR KERJA

Siapkan 4 buah erlenmeyer bertutup dan masing – masing isi dengan

campuran larutan dengan komposisi seperti dalam tabel berikut

Erlenmeyer Ke- HCl 2N (ml) Etanol (ml) Asam asetat (ml)

1 5 1 4

2 5 2 3

3 5 3 2

4 5 4 1

Reaksi esterifikasi antara asam asetat dengan etanol aka mencapai keadaan

setimbang setelah reaksi berlangsung ± 1minggu. Oleh karena itu setelah

masing – maing erlenmeyer diidsi campuran reaksi di atas segera tutup

dan letakkan dalam penangas bertemostat pada suhu kamar atau letakkan

di ruangyang variasitemperaturnya kecil. Setelah tersimpan selama ± 1

minggu (minimal 3 hari) lakukan langkah sebagai berikut :

1. Catat suhu ruang atau penangas tempat menmpan campyran diatas.

2. Pipet 5 ml Hcl 2 N (larutan blanko) dan titrasi dengan 1 N NaOH dan

gunakan indikator PP.

3. Titrasi masing – masing campuran (dalam 4 buah erlenmeyer yang

telah disimpan selama ± 1 minggu) secara cepat dengan 1 N NaOH

dan gunakan indikator PP.

HCL 2N 5 mL

Hasil

Diletakkan dalam erlenmeyerDitambah PPDititrasi dengan NaOH 1N

5 mL HCl 2N + 1 mL etanol + 4 mL CH3COOH

Hasil

Diletakkan dalam erlenmeyerDidiamkan selama 7hariDicatat suhunya+ indicator PPDititrasi dengan NaOHDicatat volumenya

LARUTAN BLANKO

ERLENMEYER 1

ERLENMEYER 2


Hasil



Hasil


ERLENMEYER 3


Hasil


ERLENMEYER 4

HCL 2N 5 ml

Hasil

HCL 2N 5 ml, etanol 1 ml , CH3COOH 4 ml.

Hasil

VII. HASIL PENGAMATAN

NO Prosedur Percobaan Hasil pengamatan

1

LARUTAN BLANKO

- Diletakkan dalam

erlenmeyer

- Ditambah PP

- Dititrasi dengan NaOH 2N

Stelah dititrasi warna larutan pada

erlenmeyer menjadi merah muda

dengan

V1 = 0,8 ml

2 ERLENMEYER 1

- Segera ditutu dan

diletakkan dalam

penangas bertermostat

pada suhu kamar ± 1

minggu

- Dicatat suhu runag

tempat penyimpanan

- Dititrasi dengan

larutan blanko (5 ml

HCl 2N dengan

NaOH 2N + indikator

PP setelah disimpan 1

minggu secara cepat)

Suhu ruang 26 0C

V = 58,3 ml

- Warna larutan menjadi merah

muda.

- Timbul panas

- ρ etanol = 0,83

- ρ asam asetat = 1,04

HCL 2N 5 ml, etanol 2 ml, CH3COOH 3ml

Hasil

HCL 2N 5 ml, etanol 3 ml, CH3COOH 2ml

Hasil

HCL 2N 5 ml, etanol 4 ml, CH3COOH 1 ml

Hasil

3 ERLENMEYER 2

- Diperlakukan sama

dengan erlenmeyer 1

V2 = 40,3 ml

- Pada erlenmeyer timbul panas

dan bau


muda

- ρ etanol = 0,795


4 ERLENMEYER 3

- Diperlakukan sama

dengan erlenmeyer 1

V3 = 0,38 ml


dan bau


muda

- ρ etanol = 0,38


5

ERLENMEYER 4

- Diperlakukan sama

dengan erlenmeyer 1

V4 = 8,8 ml


dan bau


muda

- ρ etanol = 0,527


Reaksi

Blanko: HCl (aq) + NaOH (aq) ↔NaCl (aq) + H2O (aq)

Erlenmeyer: CH3COOH(aq) + C2H5OOH(aq) ↔ CH3COOC2H5(aq) + H2O(aq)

VIII. ANALISIS DATA

Pada dasarnya dalam praktikum konstanta kesetimbangan ini,

terjadi proses esterifikasi. Seperti yang telah diketahui bahwa reaksi

esterifikasi berjalan sangatlah lama, oleh karena itu dalam percobaan ini

proses pengreaksian antara etanol dan asam asetat harus disimpan dahulu

minimal selama 3 hari, agar memastiakn bahwa etanol dan asam asetat

benar – benar sudah bereaksi menjadi senyawa ester (etil asetat).

Persamaan reaksi yang terjadi adalah :

CH3COOH(aq) + C2H5OOH(aq) ↔ CH3COOC2H5(aq) + H2O(aq)

Kemudian yang patut diyakini bahwa setelah penyimpanan selama

3 hari sudah terbentuk senyawa ester yaitu timbulnya bau/ wangi khas dari

4 tabung erlenmeyer yang sudah berisi asam asetat yang direkasikan

dengan etanol.

Setelah proses penyiapan ke 4 larutan ester ini, dibuat juga larutan

blanko HCl 2N 5ml yang di titrasi dengan NaOH sehingga didapatkan

volume tirasinya dan mol ekivalen H+. Mol ekivalen inilah yang

digunakan untuk mendapatkan mol sisa dari tiap larutan ester tadi, karena

larutan blanko ini akan dititasi dengan larutan ester di tiap 4 tabung tadi.

Ketika mol sisa didapatkan, tentu konsentrasi produk sisa dan reaktan

sisanya akan ditemukan pula, sehingga akhirnya dapat ditentukanlah Kc.

Jika kita tinjau dari tahap titrasi yang dilakukan pada 4 larutan

ester tadi, terdapat penambahan HCl, yang berguna sebagai katalis,

kemudian terdapat penambahan PP yang berfungsi sebagai indikator,

sehingga dapat diidentifikasi titik akhir titrasi dengan adanya perubahan

warna dari tak berwarna menjadi merah muda jernih. Selain itu pada tahap

pentitrasian juga ternyata timbul panas, hal ini menandakan bahwa terjadi

reaksi endoterm

Dari percobaan yang dilakukan pada 4 tabung reaksi terdapat

jumlah mol reaktan asam asetat yang berkurang, dan mol reaktan etanol

bertambah , tentu hal ini berdampak lurus pada molaritas mula mula pada

masing – masing pada 4 tabung erlenmeyer. Akan tetapi, ternyata keadaan

molaritas mula mula tersebut tidak betpengaruh pada jumlah Kc.

Dikarenakan, yang memepengaruhi besar Kc adalah konsentrasi sesudah

reaksi.

IX. PEMBAHASAN

Dari 4 nol tabung erlenmeyer, didapat jumlah Kc yang berbeda

pada tiap tabungnya. Dan jumlah dari nlai nya yang sangat jauh dari teori

yang didapatkan, yang mejlaskan bahwa Kc yang tepat, harusnya

berjumlah 4,2. Sedangkan Kc yang didapat pada percobaan ini ada 2

erlenmeyer yang bernilai negative, padahal seharusnya tidak boleh harga

Kc itu bertanda negative.

Ketidaksesuaian ini mungkin dikarenakan pada waktu

penyimpanan yang kurang lama, sehingga ester belum terbentu secara

sempurna, yang mengakibatkan volume NaOH yang diperlukan dalam

titrasi juga banyak. Yang apabila dimasukkan dalam perhitungan secara

matematis sesuai dengan rumus, akan didapatkan harga Kc yang negative.

X. KESIMPULAN

Kesimpulan yang kami peroleh dalam percobaan konstanta

kesetimbangan yaitu suatu konstanta kesetimbangan tidak bergantung

pada konsentrasi awal pereaksi dan diperoleh Kc sesuai percobaan sebesar

0,008575

XI. JAWABAN PERTANYAAN

PERHITUNGAN

Jumlah mol air pada awal pencampuranV1 . N1 = V2. N2V1 . 11,7 = 5 . 2 V1 = 0,854 mL

V H2O pada awal pencampuran:V H2O = 5 mL – 0,854 mL

=4,146 mL

M H2O = ρ H2O . V H2O =1 . 4,146 =4,146 mL

Mol H2O = grMr

= 4,146 gr18 gr /mL

=¿0,23033 mol

Mol HCl dalam pencampuran :HCl 2M = 5 mL

M ¿mol

L=mmol

mL

2 = mmol

5 M= 10 mmol = 0,01 mol

Mol HCl murni:Massa HCl = ρHCl . V HCl

= 5,156 . 0,854 = 4,4032 gr

Mol HCl = grMr

=¿= 4,4032 gr

36,5 gr /mol=¿ 0,1206 mol

Larutan Blanko = V NAOH = 0,8 ml

Mol ekivalen H+ = mol ekivalen NaoH

= 1 N x 0,8 ml = 0,8 mmol

Suhu ruang 260C

Pada label ρ etanol = 0,83

Pada label ρ asam asetat = 1,04

ERLENMEYER 1

V1 = 58,3 ml

- Mencari mol mula etanol

ρ etanol = m

V 1etanol=

0,83 gr1 mL

=¿ 0,83 gr/ml

M = ρ etanol x V etanol

= 0,83 . 1 ml

= 0,83

n = g

Mr =

0,8346

= 0,01808 mol

- Mencari mol mula mula asam asetat

ρ asam asetat = mV

m = ρ asam asetat . v asam asetat

= . 4 ml

= 4,17 g

n = g

mr =

4,1760

=0,0695

mol H+ sisa = mol H+ total – mol blanko

= mol NaOH – mol Blanko

=V1.N – mol Blanko

= 1.58,3 – 0,8mmol

= 0,0575 mol

CH3COOH + C2H5OOH ↔ CH3COOC2H5 + H2O

M 0,0695 0,01804

R 0,012 0,012 0,012 0,012

___________________________________________________

S 0,0575 0,00604 0,012 0,012

[CH3COOH] = 0,0575mol/0,01 L =5,75M

[ C2H5OH] = 0,00604mol/ 0,01 L = 0,0604M

[CH3COOC2H5] = 0,012mol/0,01 L = 1,2M

Kc = CH3COOC2H5][CH3COOH] [C2H5OH]

= 5,750 , 0604 ,1,2

=7,93

ERLENMEYER 2

V = 40,3 ml


ρ etanol = m

V 2etanol

m = ρ etanol x V etanol

= 0,795 . 2 ml

=1,59

n = g

Mr =

1,59646

= 0,03453 mol


ρ asam asetat = mV


=1.0366. 3 ml

= 3,11 g

n = g

mr =

3,1160

=0,0518 mol

mol H+ sisa

= mol H+ total – mol blanko


= 1.40,3 . – 0,8mmol

= 0,0323 mol

CH3COOH + C2H5OOH CH3COOC2H5 + H2O

M 0,0518 0,0343

R 0,0195 0,0195 0,0195 0,0195___________________________________________________

S 0,0323 0,01506 0,0195 0,0195 [CH3COOH] = 0,0323mol/0,01 L = 3,23M

[ C2H5OH] = 0,0195mol/ 0,01 L =1,95M

[CH3COOC2H5] = 0,0195mol /0,01 l = 1,95 M


=3,23318,48

=0 , 4009

ERLENMEYER 3

V3 = 20,ml


ρ etanol = m

V 2etanol


= 0,38 . 3 ml

= 1,15

n = g

Mr =

1,1546

= 0,025 mol


ρ asam asetat = mV


= 0,58 . 2 ml

= 1,16 g

n = g

mr =

1,1661

=0,019 mol

mol H+ sisa



= V3.N – mol Blanko

= 20, . 1 – 0,8mmol

=0,0 192mol


M 0,0 193 0,0515

R 0,001 0,001 0,001 0,001___________________________________________________

S 0,0192 0,0249 0,001 0,001

[CH3COOH] = 0,0192mol/0,01 L = 1,924 M

[ C2H5OH] = 00,0249mol/ 0,01 L =2,49 M

[CH3COOC2H5] = 0,001mol/0,01 L = 0,01 M


= 1,9242,49 0 , 01

=0,0 0208

ERLENMEYER 4

V4 = 8,8ml


ρ etanol = m

V 2etanol


=0,5275. 4 ml

= 2,11 g

n = g

Mr =

, 2,1146

= 0,04586mol


ρ asam asetat = mV


= 2,11 . 1 ml

= 2,12 g

n = g

mr =

2,1260

=0,0353 mol

mencari mol H+ sisa



= V3.N – mol Blanko

= 1,8,8 – 0,8mmol

= 0,008 mol


M 0,00353 0,04586

R 0,0273 0,0273 0,0273 0,0273

___________________________________________________

S 0,008 0,01856 0,0273 0,0273

[CH3COOH] = 0,008mol/0,01 L = 0,8M

[ C2H5OH] = 0,01856mol/ 0,01 L = 1,856M

[CH3COOC2H5] 0,0273mol/0,01 =2,73M


=2,731,48

=1,84

Kc Rata rata = 0,345+(0,04)+0,02+1,84

4=¿0,195

1. Sebagai katalis, karena pada dasarnya reaksi esterifikasi berlangsung

sangat lambat. Sehingga diperlukan suatu katalis

2. C2H5OOH(aq) + CH3COOH(aq) ↔ CH3COOC2H5(aq) + H2O(aq)

DAFTAR PUSTAKA

Atkins, PW. 1999. Physic Chemistry Jilid 1, fourth edition. Oxf ord university press

http://www.chem-is-try.org/kata_kunci/konstanta_kesetimbangan_reaksi/ (Diakses tanggal 12 Maret 2012)

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/sifat_senyawa_organik/alkohol1/reaksi_pengesteran_esterifikasi/ (Diakses tanggal 12 Maret 2012)

Tjahjani, Siti. Nasruddin, Harun. Novita, dian. Buku petunjuk praktikum Kimia Fisika II. Surabaya:Universitas Negeri SurabayaLAboratorium Kimia Fisika 2011

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/sifat_senyawa_organik/alkohol1/reaksi_pengesteran_esterifikasi/

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/sifat_senyawa_organik/alkohol1/reaksi_pengesteran_esterifikasi/

http://www.chem-is-try.org/kata_kunci/konstanta_kesetimbangan_reaksi/

konstanta kesetimbangan

Documents