ksp

23
1.1 Latar Belakang Setiap zat memiliki sifat kelarutannya masing-masing. Beberapa zat dapat dengan mudah larut dalam air, dan ada pula yang kurang larut dalam air. Suatu zat juga dapat larut jika pada konsentrasi tertentu, namun jika konsentrasinya ditingkatkan terus menerus, maka akan ditemukan suatu titik dimana zat itu tidak lagi dapat larut. Biasanya zat yang tidak dapat larut ini disebut sebagai endapan. Endapan adalah zat yang memisahkan diri sebagai suatu fase padat keluar dari larutan. Endapan terbentuk jika larutan menjadi terlalu jenuh dengan zat yang bersangkutan. Kelarutan suatu endapan merupakan konsentrasi molar dari larutan jenuhnya. Kelarutan zat selain dipengaruhi oleh konsentrasi zat itu sendiri, juga dipengaruhi oleh beberapa faktor lainnya. Salah satunya ialah pengaruh suhu, dimana dalam teori kesetimbangan diketahui bahwa perubahan suhu dapat menggeser suatu kesetimbangan. Zat yang berada dalam kesetimbangan antara padatan dan ion-ionnya dapat dinaikkan kelarutannya

Upload: aristy-miranda

Post on 19-Oct-2015

48 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

1.1 Latar BelakangSetiap zat memiliki sifat kelarutannya masing-masing. Beberapa zat dapat dengan mudah larut dalam air, dan ada pula yang kurang larut dalam air. Suatu zat juga dapat larut jika pada konsentrasi tertentu, namun jika konsentrasinya ditingkatkan terus menerus, maka akan ditemukan suatu titik dimana zat itu tidak lagi dapat larut. Biasanya zat yang tidak dapat larut ini disebut sebagai endapan. Endapan adalah zat yang memisahkan diri sebagai suatu fase padat keluar dari larutan. Endapan terbentuk jika larutan menjadi terlalu jenuh dengan zat yang bersangkutan. Kelarutan suatu endapan merupakan konsentrasi molar dari larutan jenuhnya. Kelarutan zat selain dipengaruhi oleh konsentrasi zat itu sendiri, juga dipengaruhi oleh beberapa faktor lainnya. Salah satunya ialah pengaruh suhu, dimana dalam teori kesetimbangan diketahui bahwa perubahan suhu dapat menggeser suatu kesetimbangan. Zat yang berada dalam kesetimbangan antara padatan dan ion-ionnya dapat dinaikkan kelarutannya dengan menggeser kesetimbangannya menuju ke pembentukan ion-ionnya. Timbal klorida (PbCl2) merupakan garam yang sedikit larut dalam air. Endapan timbal klorida dapat diperoleh dengan mereaksikan larutan timbal nitrat dengan larutan kalium klorida pada jumlah tertentu. Endapan yang diperoleh dapat dilarutkan kembali dengan meningkatkan suhu dalam sistem, sehingga terbentuk ion-ion dari garam ini. Melalui hubungannya dengan suhu, maka dilakukanlah percobaan untuk mengetahui panas pelarutan yang dibutuhkan garam yang sukar larut ini. 1.2. Maksud dan Tujuan Percobaan1.2.1 Maksud PercobaanMaksud dari percobaan ini adalah untuk mempelajari metode penentuan nilai hasil kali kelarutan (Ksp).1.2.2 Tujuan PercobaanTujuan dilakukannya percobaan ini adalah :1. Menghitung kelarutan elektrolit yang bersifat sedikit larut.2. Menghitung panas pelarutan PbCl2 dengan menggunakan kebergantunganKsp pada suhu.1.3. Prinsip percobaanPrinsip percobaan ini adalah penentuan nilai hasil kali kelarutan (Ksp) PbCl2 melalui pembentukan suatu endapan PbCl2 yang terbentuk dari Pb(NO3)2 dan KCl, serta mengukur suhu pelarutan endapan PbCl2 melalui proses pemanasan.BAB IITINJAUAN PUSTAKAMetode pengendapan adalah salah satu cara untuk memisahan unsur-unsur atau senyawa. Aspek yang penting dan perlu diperhatikan pada cara tersebut adalah endapannya mempunyai kelarutan yang kecil sekali. Pada temperatur tertentu, kelarutan zat dalam pelarut tertentu didefinisikan sebagai jumlahnya bila dilarutkan pada pelarut dan zat tersebut mencapai kesetimbangn dengan pelarut itu (Khopkar, 1990).Tetapan hasil kali kelarutan menjelaskan kesetimbangan senyawa ion sedikit larut dalam larutan jenuhnya. Ksp adalah hasil kali suku-suku konsentrasi ion, dan masing-masing suku dipangkatkan dengan bilangan yang sama dengan koefisien dalam persamaan kimianya (Petrucci dan Suminar, 1992).Untuk hal-hal yang menyangkut keseimbangan larutan elektrolit yang sedikit larut, biasanya digunakan symbol khusus Ksp. Hasil kali kelarutan untuk elektrolit yang bukan biner, dengan cara yang sama dapat diturunkan sebagai contoh (Bird,1993):Ksp [Fe(OH)3]= [Fe3+] [OH-]3pada T oCKsp [Ag2CrO4]= [Ag+]2 [CrO4=]pada T oCKsp [AgCl]= [Ag+] [Cl-]Ruas kanan dari persamaan-persamaan di atas yaitu [Ag+]2 [CrO4=], [Ag+] [Cl-] disebut hasil kali ion. Hasil kali ion akan berbeda-beda bergantung pasa konsentrasi larutan serta pada larutan jenuh nilainya akan tetap bila suhunya tetap dan dalam keadaan demikian hasil kali ion akan sama dengan Ksp.Efek ion asing terhadap kelarutan endapan-endapan adalah tepat kebalikannya, kelarutan bertambah sedikit dengan adanya ion-ion asing. Untuk menjelaskan efek ion asing terhadap kelarutan endapan, harus mengingat rumus hasil kali kelarutan, harus dinyatakan dalam besaran aktivitas. Untuk larutan jenuh elektrolit AvABvB, yang terionisasi menjadi ion vAAm+ + vBBn- (Svehla, 1990).Faktor-faktor penting yang mempengaruhi kelarutan padatan kristalin adalah suhu, sifat pelarut, dan adanya ion-ion lain dalam larutan. Di dalam golongan yang belakang disertakan ion-ion yang mungkin sama atau tidak sama dengan ion-ion di dalam padatan, dan ion-ion yang membentuk molekul yang berdisosiasi sedikit atau ion kompleks dengan ion-ion padatannya. Faktor-faktornya meliputi (Day dan Underwood, 1993):1. SuhuKebanyakan garam anorganik bertambah kelarutannya apabila suhu dinaikkan. Biasanya menguntungkan untuk melakukan proses pengendapan titrasi, dan pencucian endapan dengan larutan panas.2. PelarutKebanyakan garam anorganik lebih mudah larut dalam air daripada dalam pelarut organik. Ion di dalam sebuah Kristal tidak mempunyai tarikan demikian besar untuk pelarut organik dan karenanya kelarutannya biasanya lebih kecil daripada dalam air.3. Pengaruh ion samaSebuah endapan biasanya lebih larut dalam air murni daripada sebuah larutan yang mengandung salah satu ion dari endapan. Dengan adanya ion sama yang sangat berlebihan, kelarutan suatu endapan mungkin sangat lebih besar daripada harga yang diramal oleh tetapan Ksp.4. Pengaruh ion aneka ragamTelah diketahui bahwa banyak endapan menunjukkan peningkatan kelarutan apabila garam yang tidak mengandung ion yang sama dengan endapan ada di dalam larutan.5. Pengaruh pHKelarutan garam dari asam lemah tergantung pada pH larutan. Hal ini disebabkan karena penggabungan proton dengan anion endapannya. Misalnya endapan AgI akan semakin larut dengan adanya kenaikan pH disebabkan H+ akan bergabung dengan I- membentuk HI.6. Pengaruh HidrolisisAda dua hal yang perlu diperhatikan, yaitu kelarutan demikian rendah hingga pH air tidak berubah secara nyata oleh hidrolisa serta kelarutan cukup besar hingga sumbangan ion hidroksida dari air dapat diabaikan.7. Pengaruh KompleksKelarutan suatu garam yang sedikit larut juga tergantung pada konsentrasi dari zat lain yang membentuk kompleks dengan kation garam.Faktor lain yang mempengaruhi kelarutan zat yang sedikit larut. 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. Misalnya, dalam larutan jenuh magnesium fluorida, pasangan ion yang terdiri dari satu ion Mg2+ dan satu ion F- atau MgF+, mungkin ditemukan. 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. Walaupun dalam beberapa kasus pembentukan pasangan ion sangat nyata (terutama untuk zat yang kelarutannya sedang dan menghasilkan ion bermuatan tinggi) (Petrucci, 1992).Apabila suatu elektrolit sukar larut, karena hasil kali konsentrasi ion-ionnya dalam larutan dibuat melampui harga Ksp nya, misalnya dengan menambahkan suatu garam yang mengandung ion sejenis dengan ion yang terdapat dalam larutan, maka sistem akan menyesuaikan diri ke arah keseimbangan dengan jalan menghasilkan endapan garam padatnya sehingga tercapai harga Ksp, atau jika hal ini tidak mungkin sampai garam padatnya terlarut. Koagulasi, flokulasi dan kopresipitasi adalah proses kimia yang bertujuan untuk mengikut sertakan unsur-unsur dalam proses pengendapan kimia. Berbagai macam kation termasuk juga kation hasil fisi dalam bentuk senyawa-senyawa hidroksida, fosfat dan lainnya dengan daya larut sangat rendah dapat membentuk endapan kimia (Suyanti, 2008).BAB IIIMETODE PERCOBAAN3.1 BahanBahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut : Pb(NO3)2 0,075 M, KCl 1 M, tissue roll, akuades, dan kertas label.3.2 AlatAlat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah sebagai berikut: rak tabung reaksi, tabung reaksi, gelas piala 500 ml, buret 50 ml, penjepit tabung, standar buret, pembakar, kaki tiga, kasa, termometer 100oC.3.3 Prosedur Kerja3.3.1 Pembentukan Endapan PbCl2Pb(NO3)2 0,075 M dan KCl 1 M dimasukkan ke dalam dua buret yang berbeda, kemudian buret tersebut dipasang pada statif. Pb(NO3)2 0,075 M dimasukkan ke dalam 7 buah tabung reaksi, masing-masing 10 mL. Pada tabung reaksi tersebut kemudian ditambahkan larutan KCl 1 M dengan volume yang bervariasi mulai dari 0,5 mL, 1,0 mL, 1,5 mL, 2,0 mL, 2,5 mL, dan 3,0 mL . Campuran tersebut dikocok dan dibiarkan selama 5 menit, kemudian diamati apakah telah terbentuk endapan atau belum. Hasil pengamatan kemudian dicatat. 3.3.2 Pelarutan Endapan PbCl2Masing-masing tabung reaksi yang berisi campuran Pb(NO3)2 0,075 M dan KCl 1M ( yang membentuk endapan), dipanaskan hingga endapan dalam tabung reaksi tersebut larut sempurna. Selama pemanasan, larutan diaduk perlahan-lahan dengan menggunakan termometer. Setelah semua endapan terlarut sempurna, suhu larutan itu diukur menggunakan termometer dan dicatat pada tabel pengamatan. Suhu dicatat pada saat larutan tepat larut kembali.

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN4.1 Hasil PengamatanTabel Pembentukan EndapanNo.Volume Pb(NO3)2 0,075 M (mL)Volume KCl 1 M (mL)Pembentukan endapan (sudah/belum)Suhu

0CK

1.100,5Belum--

2.101,0Belum--

3.101,5Sudah 62335

4.102,0Sudah69342

5.102,5Sudah82355

6.103,0Sudah84357

4.2 ReaksiPb(NO3)2 + 2 KCl PbCl2 + 2 KNO3+ 2 4.3 Perhitungan4.3.1 Perhitungan Pembuatan Endapan PbCl2Penambahan 1,5 mL KCl 1 MV total = V KCl + V Pb(NO3)2= 1,5 mL + 10mL= 11,5 mL[Pb2+] = V Pb(NO3)2 x M Pb(NO3)2 V Total= 10 mL x 0,075 M11,5 mL = 0,0652 M[Cl-]= V KCl X M KClV Total= 1,5 mL X 1 M 11,5 mL= 0,1304 MPbCl2 Pb2+ + 2Cl-Ksp= [Pb2+][Cl-]2= (0,0652 M)(0,1304 M)2= 1,1086 x 10-34.3.2 Perhitungan Pelarutan Endapana. Penambahan 2 mL KCl 1 Mmmol Pb(NO3)2 = V Pb(NO3)2 x M Pb(NO3)2 = 10 mL x 0,075 M = 0,75 mmolmmol KCl = V KCl x M KCl= 2 mL x 1 M= 2 mmolV total= V Pb(NO3)2 + V KCl= 10 mL + 2 mL= 12 mLPb(NO3)2 + 2 KCl PbCl2 + 2 KNO3Mula-mula : 0,75 mmol 2 mmol - -Bereaksi: 0,75 mmol 1,5 mmol 0,75 mmol 1,5 mmolSisa: - 0,5 mmol 0,75 mmol 1,5 mmol[PbCl2] = mmol PbCl2 V total= 0,75 mmol12 mL= 0,0625 MPbCl2 Pb2+ + 2 Cl-s 2sKsp = s x (2s)2= 4s3= 4(0,0625)3= 9,7656 x 10-4 b. Penambahan 2,5 mL KCl 1 Mmmol Pb(NO3)2= V Pb(NO3)2 x M Pb(NO3)2 = 10 mL x 0,075 M = 0,75 mmolmmol KCl= V KCl x M KCl= 2,5 mL x 1 M= 2,5 mmolV total= V Pb(NO3)2 + V KCl= 10 mL + 2,5 mL= 12,5 mLPb(NO3)2 + 2 KCl PbCl2 + 2 KNO3Mula-mula : 0,75 mmol 2,5 mmol- -Bereaksi: 0,75 mmol 1,5 mmol0,75 mmol 1,5 mmolSisa: - 1 mmol 0,75 mmol 1,5 mmol[PbCl2] = mmol PbCl2 V total= 0,75 mmol12,5 mL= 0,06 MPbCl2 Pb2+ + 2 Cl-s 2sKsp = s x (2s)2= 4s3= 4(0,06)3= 8,640 x 10-4 c. Penambahan 3,0 mL KCl 1 Mmmol Pb(NO3)2= V Pb(NO3)2 x M Pb(NO3)2 = 10 mL x 0,075 M = 0,75 mmolmmol KCl= V KCl x M KCl= 3,0 mL x 1 M= 3,0 mmolV total= V Pb(NO3)2 + V KCl= 10 mL + 3,0 mL= 13,0 mLPb(NO3)2 + 2 KCl PbCl2 + 2 KNO3Mula-mula : 0,75 mmol 3,0 mmol- -Bereaksi: 0,75 mmol 1,5 mmol0,75 mmol 1,5 mmolSisa: - 1,5 mmol 0,75 mmol 1,5 mmol[PbCl2] = mmol PbCl2 V total= 0,75 mmol13,0 mL= 0,0577 MPbCl2 Pb2+ + 2 Cl-s 2sKsp = s x (2s)2= 4s3= 4(0,0577 )3= 7,6840 x 10-44.4 Grafik4.4.1 Kurva Hubungan antara Kelarutan Vs Suhu (K) 4.4.2 Kurva Hubungan antara Ksp Vs Suhu (K)4.4.3 Kurva hubungan antara log Ksp dengan 1/TNo.T (K)1/T (K)Ksplog Ksplog Ksp regresi

1.3352,98 x 10-31,1086 x 10-3-2,9552-2,95674

2.3422,292 x 10-39,7656 x 10-4-3,0103-3,00396

3.3552,819 x 10-38,640 x 10-4-3,0635-3,08266

4.3572,80 x 10-37,6840 x 10-4-3,1144-3,0984

y = ax + ba = slopb = intersepty = log ksp b = y ax= ( )( )= -5,771052y = log ksp = ax + b= ( ) + (-5,771052)= -2,654532- (-2,654532 x 2,303 x 8,314 J/mol K x 305 K) 15502,1439 J/mol15,5021 kJ/mol4.5 Pembahasan Dalam percobaan penentuan hasil kali kelarutan, digunakan dua larutan yaitu Pb(NO3)2 0,075 M dan KCl 1 M. Dalam reaksi diketahui terbentuk endapan PbCl2.Pb(NO3)2 + 2 KCl PbCl2 + 2 KNO3+ 2 Endapan PbCl2 merupakan endapan yang sedikit larut dalam air. Pelarutan endapan dilakukan dengan metode pemanasan. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk mempercepat proses pelarutan endapan. Semakin banyak endapan yang terbentuk, makin lama proses pelarutan dan makin besar juga suhu yang dibutuhkan endapan untuk larut.Selain itu, volume KCl yang ditambahkan ternyata juga mempengaruhi nilai hasil kali kelarutan (Ksp). Makin besar volume KCl yang ditambahkan, makin kecil nilai hasil kali kelarutan (Ksp) yang diperoleh. Hal ini dikarenakan besar volume KCl mempengaruhi banyaknya endapan yang terbentuk, sehingga mempengaruhi besar nilai hasil kali kelarutan (Ksp).Larutan Pb(NO3)2 0,075 M dan KCl 1 M dimasukkan ke dalam dua buret yang berbeda sebanyak 50 mL. Sebelum dimasukkan dalam buret, buret tersebut dibilas dengan larutan contoh, untuk menyamakan kondisi larutan dengan buret yang akan digunakan. Pada saat memasukan larutan tersebut ke dalam buret, diusahakan tidak ada gelembung pada buret. Hal ini bertujuan agar tidak mempengaruhi jumlah volume sehingga tidak berpengaruh pada hasil perhitungan. Larutan Pb(NO3)2 dimasukkan ke dalam tabung reaksi dengan volume yang tetap yaitu 10 mL, sedangkan volume KCl dibuat bervariasi yaitu 0,5 mL; 1,0 mL; 1,5 mL; 2,0 mL; 2,5 mL; 3,0 mL. Perlakuan ini dimaksudkan untuk mengetahui berapa volume KCl yang diperlukan sampai keadaan jenuhnya dilewati sehingga endapan mulai terbentuk. Pada saat kedua larutan tersebut dicampurkan, larutan harus dikocok agar larutan tercampur merata dan reaksi berjalan lancar. Setelah dikocok, campuran tersebut didiamkan beberapa saat untuk melihat pada volume berapa terbentuk endapan. Endapan yang terbentuk merupakan endapan putih PbCl2 yang terbentuk akibat gabungan ion-ion didalam larutan membentuk partikel yang memiliki ukuran lebih besar yang selanjutnya mengendap. Pada pencampuran 0,5 mL; 1,0 mL KCl belum terbentuk endapan artinya hasil kali konsentrasi ion-ion dalam larutan belum melewati nilai hasil kali kelarutan (Ksp = 0). Endapan baru terbentuk pada penambahan 1,5 mL; 2 mL; 2,5 mL; 3 mL yang berarti hasil kali konsentrasinya sudah melewati hasil kali kelarutannya (Ksp < 0). Endapan yang terbentuk pada campuran-campuran tersebut lalu dipanaskan dan pada saat pemanasan endapan dalam larutan tersebut disertai dengan pengadukan menggunakan termometer. Pemanasan dan pengadukan ini bertujuan untuk mempercepat larutnya endapan. Pada saat endapan dalam larutan tersebut larut semuanya, diukur suhunya. Penambahan KCl yang lebih banyak akan menghasilkan endapan yang yang banyak pula dan suhu yang diperlukan untuk melarutkan endapan akan semakin besar jika endapan yang dilarutkan juga lebih banyak. Jadi banyaknya endapan yang dilarutkan bernading lurus dengan suhu. BAB VKESIMPULAN DAN SARAN5.1 KesimpulanDari hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi konsentrasi maka kelarutan semakin kecil.Dan dari pengamatan maka didapatkan bahwa panas pelarutan dari PbCl2 adalah 15,5021 kJ/mol.5.2 SaranAdapun saran selama praktikum Ksp ini: Sebaiknya praktikum dimulai pada pagi hari, bukan pada siang hari. Untuk laboratorium agar alat-alat yang dibutuhkan dalam praktikum supaya diperbanyak agar waktu yang digunakan akan lebih efisien. Untuk asisten adalah mempertahankan cara menjelaskan kepada praktikannya, karena dalam penyampaian informasi dan pembagian tugas sudah sangat baik. DAFTAR PUSTAKABird, T., 1993, Kimia Fisik Untuk Universitas, PT. Gramedia Pustaka, Jakarta.Day, J. R. A., dan Underwood, A. L., 1992, Analisis Kimia Kuantitatif, Erlangga, Jakarta.Khopkar, S. M., 1990, Konsep Dasar Analitik, diterjemahkan oleh A. Saptohardjo dan Agus Nurhadi, UI Press, Jakarta.Petrucci, R. H., dan Suminar, 1987, Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern, Erlangga, Jakarta.Suyanti, M. P., Purwani, dan Muhadi A. W., 2008, Peningkatan Kadar Neodimium Secara Proses Pengendapan Bertingkat Memakai Amonia, Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir, BATAN.Svehla, G., 1979, Vogel I Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro, PT. Kalman Media Pustaka, Jakarta.