LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA

PENENTUAN KELARUTAN ELEKTROLIT SECARA KONDUKTOMETRI

Disusun Oleh :Kelompok 2 Kelas C1. Michael Hutapea 13071141412. Ewith Riska Rachma 13071132693. Masroah Tuljannah 1307113580

PROGRAM SARJANA TEKNIK KIMIAUNIVERSITAS RIAU2014

BAB I. TEORI1.1Tujuan Percobaan 1.Menentukan konsentrasi asam basa secara konduktometri 2.Menetukan konstanta sel konduktansi 3. Menentukan kelarutan AgCl secara konduktometri1.2Dasar TeoriTitrasi konduktometri merupakan salah satu dari sekian banyak macam macam titrasi. Didalam titrasi konduktometri ini tidak terlalu berbeda jauh dari titrasi titrasi yang lainya, yang membedakan biasanya hanya terdapat bagaimana cara untuk mengetahui titik ekivalen dari larutan itu. Titik ekivalen dapat kita ketahui dari daya hantar dari larutan yang kita ukur, jika daya hantar sudah konstan berarti titrasi sudah mencapai ekivalen dan titrasi ini juga tidak perlu menggunakan indikator.1.2.1KonduktometriKonduktometri merupakan prosedur titrasi, sedangkan konduktansi bukanlah prosedur titrasi. Metode konduktansi dapat digunakan untuk mengikuti reaksi titrasi jika perbedaan antara konduktansi cukup besar sebelum dan sesudah penambahan reagen. Tetapan sel harus diketahui. Berarti selama pengukuran yang berturut-turut jarak elektroda harus tetap. Hantaran sebanding dengan konsentrasi larutan pada temperatur tetap, tetapi pengenceran akan menyebabkan hantarannya tidak berfungsi secara linear lagi dengan konsentrasi (Khopkar, 2003).Konduktometri merupakan metode analisis kimia berdasarkan daya hantar listrik suatu larutan. Daya hantar listrik (G) suatu larutan bergantung pada jenis dan konsentrasi ion di dalam larutan. Daya hantar listrik berhubungan dengan pergerakan suatu ion di dalam larutan ion yang mudah bergerak mempunyai daya hantar listrik yang besar. Daya hantar listrik (G) merupakan kebalikan dari tahanan (R), sehingga daya hantar listrik mempunyai satuan ohm-1 . Bila arus listrik dialirkan dalam suatu larutan mempunyai dua elektroda, maka daya hantar listrik (G) berbanding lurus dengan luas permukaanelektroda (A) dan berbanding terbalik dengan jarak kedua elektroda G = l/R = k (A / l)dimana k adalah daya hantar jenis dalam satuan ohm -1 cm -1. Daya Hantar Ekivalen (Equivalen Conductance) . Kemampuan suatu zat terlarut untuk menghantarkan arus listrik disebut daya hantar ekivalen (^) yang didefinisikan sebagai daya hantar satu gram ekivalen zat terlarut di antara dua elektroda dengan jarak kedua electroda 1cm. Yang dimaksud dengan berat ekuivalen adalah berat molekul dibagi jumlah muatan positif atau negatif. Contoh berat ekivalen BaCl2 adalah BM BaCl2 dibagi dua. Volume larutan (cm3) yang mengandung satu gram ekivalen zat terlarut diberikan olehV = 100 / Cdengan C adalah konsentrasi (ekivalen per cm-3), bilangan 1000 menunjukkan 1 liter = 1000 cm3. Volume dapat juga dinyatakan sebagai hasil kali luas (A) dan jarak kedua elektroda (1).V= l ADengan l sama dengan 1 cm V = A = 100 / CSubstitusi persamaan ini ke dalam persamaan G diperoleh,G = 1/R = 1000k/CDaya hantar ekivalen (^) akan sama dengan daya hantar listrik (G) bila 1 gram ekivalen larutan terdapat di antara dua elektroda dengan jarak 1 cm.^ = 1000k/C Daya hantar ekivalen pada larutan encer diberi simbol yang harganya tertentu untuk setiap ion. 1.2.2Konduktivitas(Hantaran)Konduktivitas suatu larutan elektrolit, pada setiap temperatur hanya bergantung pada ion-ion yang ada, dan konsentrasi ion-ion tersebut. Ini sebagian besar disebabkan oleh berkurangnya efek-efek antar-ionik untuk elektrolit-elektrolit kuat dan oleh kenaikan derajat disosiasi untuk elektrolit-elektrolit lemah (Bassett, J. dkk., 1994).Untuk mengukur konduktivitas suatu larutan, larutan ditaruh dalam sebuah sel, yang tetapan selnya telah ditetapkan dengan kalibrasi dengan suatu larutan yang konduktivitasnya diketahui dengan tepat, misal, suatu larutan kalium klorida standar. Sel ditaruh dalam satu lengan dari rangkaian jembatan Wheatstone dan resistansnya diukur (Bassett, J. dkk., 1994).Bila konsentrasi dinyatakan dalam normalitas, maka harus dikalikan faktor 1000. nilai d/a =S merupakan faktor geometri selnya dan nilainya konstan untuk suatu sel tertentu sehingga disebut tetapan sel (Khopkar, 2003).Konduktivitas suatu larutan elektrolit pada setiap temperatur hanya bergantung pada ion-ion yang ada, dan konsentrasi ion-ion tersebut. Bila larutan suatu elektrolit diencerkan, konduktivitas akan turun karena lebih sedikit ion berada per cm3 larutan untuk membawa arus. Jika semua larutan itu ditaruh antara dua elektrode yang terpisah 1 cm satu sama lain dan cukup besar untuk mencakup seluruh larutan, konduktans akan naik selagi larutan diencerkan. Ini sebagian besar disebabkan oleh berkurangnya efek-efek antar-ionik untuk elektrolit-elektrolit kuat oleh kenaikan derajat disosiasi untuk elektrolit-elektrolit lemah (Basset, J. dkk, 1994: 236).Metode konduktansi dapat digunakan untuk mengikuti reaksi titrasi jika perbedaan antara konduktansi cukup besar sebelum dan sesudah penambahan reagen. Tetapan sel harus diketahui. Berarti selama pengukuran yang berturut-turut tahanan sehingga I = EL. Satuan dari hantaran (konduktansi) adalah mho (Khopkar, jarak elektroda harus tetap, tetapi pengenceran akan menyebabkan hantarannya tidak berfungsi secara linear lagi dengan konsentrasi. Menurut hukum Ohm I = E / R, dimana I adalah arus dalam ampere, E adalah tegangan dalam volt, dan R adalah tahanan dalam ohm. Hukum ini berlaku bila difusi dan reaksi elektroda tidak terjadi. Konduktansi sendiri didefinisikan sebagai kebalikan dari tahanan sehingga I = EL. Satuan dari hantaran (konduktansi) adalah mho (Khopkar, 1990: 373).1.2.2.1 Konduktivitas ElektrikPengukuran konduktivitas elektrik adalah penentuan konduktivitas spesifik dari larutan. Konduktivitas spesifik adalah kebalikan dari tahanan untuk 1 cm3 larutan. Pemakaian cara untuk pengukuran ini antara lain mendeteksi pengotoran air karena zeolit atau zat kimia., seperti limbah industri, pengolahan air bersih dan lain-lain. Karena ada relevansi antara konduktivitas dengan konsentrasi suatu larutan, maka untuk menentukan konsentrasi larutan dapat dilakukan dengan cara mengukur konduktivitas larutan tersebut. Dalam hal itu hubungan antara konsentrasi dan konduktivitas larutan telah ditentukan (Sinaga, 2010).Larutan asam, basa dan garam dikenal sebagai elektrolit yang dapat menghantarkan arus listrik atau disebut konduktor listrik. Konduktivitas listrik ditentukan oleh sifat elektrolit suatu larutan, konsentrasi dan suhu larutan. Pengukuran konduktivitas suatu larutan dapat dilakukan dengan pengukuran konsentrasi larutan tersebut, yang dinyatakan dengan persen dari berat, part per million (ppm) atau satuan lainnya. Jika harga konduktivitas dari bermacam konsentrasi larutan elektrolit diketahui, maka untuk menentukan konsentrasi larutan tersebut dapat dilakukan dengan mengalirkan arus melalui larutan dan mengukur resistivitas atau konduktivitasnya. Gambar 1.2 menunjukkan grafik hubungan antara konduktivitas dan konsentrasi untuk beberapa jenis larutan pada suhu tertentu.

Gambar 1.2 Grafik Hubungan Konduktivitas dengan Konsentrasi (Sumber: Sinaga, 2010)Elemen pertama pada pengukuran konduktivitas listrik berbentuk konduktivitas sel yang terdiri atas sepasang elektroda yang luas permukaannya ditetapkan dengan teliti. Konduktivitas yang diukur dengan sel konduktivitas dinyatakan dengan rumus: ..(1.8)

dimana; k = konduktivitas (mho/cm)C = konduktansi (mho)A = Luas elektroda (cm3 ) l = Jarak antara elektroda (cm) Dari persamaan (1.8) suatu konduktansi dengan nilai 1 mho dapat dinyatakan sebagai kemampuan hantar dari zat cair yang berukuran luas penampang 1 cm2 dan jarak 1 cm atau volume zat cair sebesar 1 cm3 untuk arus 1 ampere dengan tegangan 1 volt. Jika arus yang dapat dihantarkan lebih besar lagi, maka konduktansinya lebih besar pula. Jika pada suatu resistor dialirkan arus yang membesar, maka tahanan atau resistansinya akan mengecil. Hal ini berarti bahwa konduktivitas adalah kebalikan dari dari resistansi, mho = 1/ohm (Sinaga, 2010).Tabel 1.1. Konduktivitas berbagai materialMaterialTipe.S/m

KuarsaBelerang MikaParafinKaretPorcelainKaca BarkelitAir DestilasiTanah PasirTanah RawaAir segar Germanium Air LautTelluriumCarbonGraphiteBesi TuangMercuryChromeConstantanSilikonPerakTimah HitamTimahPosforKuninganSengTungstenDuraluminAlumuniumEmasTembagaPerakNb3, (Al-Ge)IsolatorIsolatorIsolatorIsolatorIsolatorIsolator Isolator Isolator Isolator Isolator Lemah Isolator LemahIaolator LemahSemi KonduktorKonduktorKonduktorKonduktorKonduktorKonduktorKonduktorKonduktorKonduktorKonduktorKonduktorKonduktorKonduktorKonduktorKonduktorKonduktorKonduktorKonduktorKonduktorKonduktorKonduktorKonduktorSuper Konduktor10-1710-1510-1510-1510-1510-1010-1210-910-410-310-210-2255 x 1023 x 1041051061061062,26 x 1062 x 1063 x 1065 x 1069 x 1061,0 x 1071,1 x 1071,7 x 1071,8 x 1073 x 1073,5 x 1074,2 x 1075,7 x 1076,1 x 107

(Sumber: Sinaga, 2010)Dalam satuan Sistem Internasional (SI), satuan mho diganti dengan Siemens. Untuk suatu konduktivitas, mho/cm sama dengan mikro siemens per centimeter (S/cm). Namun karena pada SI satuan panjang yang digunakan adalah dalam satuan meter maka satuan konduktivitas adalah mikro siemens per meter, S/cm = 100 S/m. Pada peralatan ukur konduktivitas di industri, luas permukaan elektroda dapat lebih ataupun kurang dari 1 cm dan jaraknya dapat lebih jauh ataupun lebih dekat dari 1 cm. Hubungan satuan antara elektroda-elektroda dengan sel konduktivitas standar disebut dengan konstanta sel (K). Hal itu dapat diturunkan dengan persamaan :

(1.9)

..(1.10)

Jarak l dan A besarnya tetap, sehingga l/A merupakan tetapan yang disebut sebagai konstanta sel. Jika l/A = F, maka C=K/F. F adalah konstanta sel dengan satuan 1/cm atau cm-1 . Konstanta sel berkisar antara 0,01 sampai 100 untuk sel konduktivitas. Untuk konstanta sel tertentu memilliki daerah ukur konduktivitas, seperti yang tercantum pada tabel 1.2 di bawah ini. Tabel 1.2. Konstanta sel dan rentang ukur konduktivitasKonstanta selRentang Ukur KonduktivitasMikro (mho)

0,010,101,0010,00100,001-200100-20001000-50005000-200.000100.000-2.000.000

(Sumber: Sinaga, 2010)1.2.3 Elektrolit kuat dan Elektrolit LemahDaya hantar listrik larutan elektrolit bergantung pada jenis dan konsentrasinya. Beberapa larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik dengan baik meskipun konsentrasinya kecil, larutan ini dinamakan elektrolit kuat. Sedangkan larutan elektrolit yang mempunyai daya hantar lemah meskipun konsentrasinya tinggi dinamakan elektrolit lemah.Beberapa larutan elektrolit dapat mengahantarkan listrik dengan baik. Larutan ini dinamakan elektrolit kuat, beberapa elektrolit yang lain dapat menghantarkan listrik tetapi kurang baik. Dari uraian di atas kita dapat golongkan larutan elektrolit menjadi dua macam, yaitu elektrolit kuat dan elektrolit lemah.Larutan elektrolit kuat adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan baik. Hal ini disebabkan karena zat terlarut akan terurai sempurna (derajat ionisasi = 1) menjadi ion-ion sehingga dalam larutan tersebut banyak mengandung ion-ion. Sebagai contoh larutan NaCl. Jika padatan NaCl dilarutkan dalam air maka NaCl akan terurai sempurna menjadi ion Na+ dan Cl-.Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan lemah. Hal ini disebabklan karena zat terlarut akan terurai sebagian (derajat ionisasi