penentuan tetapan kesetimbangan asam lemah secara konduktometri

Praktikum Kimia Fisika IISemester Genap 2011/2012

PENENTUAN TETAPAN KESETIMBANGAN ASAM LEMAH

SECARA KONDUKTOMETRI

I. TUJUAN

a. Untuk menentukan nilai Ka asam lemah

b. Mempelajari daya hantar listrik larutan elektrolit kuat dan

elektrolit lemah

II. TEORI

Menurut Archenius asam didefinisikan sebagai suatu senyawa yang

apabila dilarutkan dalam air akan membebaskan ion hidrogen (H+)

sedangkan basa adalah melepaskan ion hidroksida (OH-). Namun

reaksi ini hanya berlaku pada pelarut air tidak pada yang bukan

pada pelarut air. Sebagai contoh reaksi yang berlangsung pada

larutan dengan amonia cair sebagai pelarut :

NH4Cl + NaNH2 NaCl + 2NH3

Dengan reaksi ion :

NH4+ + NH2 2NH3

Asam secara paling sederhana dapat didefinisikan sebagai zat

yang dilarutkan dalam air akan mengalami disosiasi yang

menghasilkan ion hidrogen sebagai satu-satunya ion positif.

Beberapa asam dan hasil disosiasinya adalah sebagai berikut :

HCl H+ + Cl-

HNO3 H+ + NO3-

CH3COOH H+ + CH3COO-

Disosiasi suatu asam merupakan proses reversible untuk itu

hokum kekekalan massa dapat diterapkan, misalnya disosiasi asam

asetat menghasilkan ion hydrogen dan asetat :

CH3COOH H+ + CH3COO-

Penentuan Tetapan Kesetimbangan Asam LemahSecara Konduktometri 16


Dengan menerapkan hukum kekekalan massa pada proses

reversible ini dapat dinyatakan tetapan kesetimbangan dengan

rumus sebagai berikut :

K =

Tetapan K ini dinamakn tetapan kesetimbangan disosiasi atau

tetapan disosiasi. Nilai konstanta disosiasi ini tergantung pada

konsentrasi dan juga tetapan fisika seperti suhu derajat disosiasi

sama dengan fraksi mol yang benar-benar berdisosiasi.

Nilai bisa berubah-ubah antara 0 – 1. Jika α = 1 disosiasi terjadi

sempurna.

Suatu metoda yang paling penting untuk menentukan derajat

disosiasi yang didasarkan atas pengukuran konduktivitas

merupakan besaran turunan karena ia tak dapat diukur secara

langsung. Untuk menentukan larutan elektrolit biasanya

dinyatakan dengan konduktivitas molar (Λ)., yang merupakan

konduktan larutan yang mengandung 1 mol zat terlarut antara dua

elektroda yang besarnya tak hingga dan berjarak 1 cm satu dengan

yang lainnya.

Λ = K . V = K / C

Dimana : V = volume

C = konsentrasi

Λ = konduktivitas molar (cm2/mol)

Menurut Kohlrausch bahwa konduktivitas larutan elektrolit

bertambah bila diencerkan dan mencapai nilai batas pada larutan

yang sangat encer. Kenaikkan konduktivitas molar sesuai dengan



teori Archenius, diakibatkan oleh kenaikkan derajat disosiasi dan

nilai batas ini sesuai dengan nilai disosiasi sempurna. Nilai batas

konduktivitas molar dinyatakan dengan Λo sedangkan nilai

konduktivitas pada konsentrasi C dinyatakan dengan Λc. Dengan

derajat disosiasi dapat dinyatakan dengan ratiodar kedua

konduktivitas molar ini :

α =

Asam lemah mengalami disosiasi :

AB A+ + B-

C(1-α) αc αc

(1)...................................... K = =

(2)...................................... α =

Dimana : α = derajat disosiasi

Λc = hantaran ekivalen larutan pada konsentrasi

tertentu.

Λo = hantaran ekivalen larutan pada pengenceran tak

berhingga

Penggabungan persamaan (1) dan (2) diperoleh persamaan (3) :

(3)...................................... K = = =

Nilai K diperoleh dari kurva :

Larutan elektrolit terbagi 2 :

a. Larutan elektrolit kuat



Larutan elektrolit kuat adalah larutan yang dapat

mengionisasikan sempurna dalam air. Ikatan dalam air menjadi

kuar.

b. Larutan elektrolit lemah

Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang hanya t rion

sebagian dalam air. Disosiasi adalh proses penguraian zat

menjadi unsur-unsur yang berdasarkan perbandingan

konsentrasinya. Ionisasi adalah proses penguraian suatu

larutan menjadi ion-ionnya.

Bilangan transpor adalah bagian arus total yang dibawa oleh

larutan ion pertama sering juga disebut dengan nilai

hantaran. Mobilitas ion adalah pengukuran jarak yang ditempuh

setiap ion dalam waktu tertentu dan prosesnya disebut metoda

pembatasan bergerak.

III. PROSEDUR PERCOBAAN

3.1Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

konduktometer

sel hantaran

gelas piala,gelas ukur,labu ukur

buret,labu semprot

3.1.2 Bahan

asam asetat dengan berbagai konsentrasi

KCl 0,1 N



3.2Skema Kerja

Dicuci

dengan bervariasi

konsentrasi


Sel

Aquadest

Asam KCl 0,1

Tentukan nilai hantarannya

Tentukan juga suhu larutan KCl

0,1 N

Tentukan nilai Ka dengan teliti

dengan menggunakan grafik


3.3Skema Alat

2

1 3

Keterangan : 1. Konduktometer2. Sel hantaran3. Larutan elektrolit



IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1Data Dan Perhitungan

A. Data

Jenis Zat Hantaran (S) SUHU (Oc)

Aquadest 300 x 10-6 26,7

Asam asetat 0,2 N 1396 x 10-6 27,7

Asam asetat 0,4 N 1913 x 10-6 27,6

Asam asetat 0,6 N 1986 x 10-6 27,9

Asam asetat 0,8 N 2,16 x 10-3 27,2

Asam asetat 1 N 2,26 x 10-3 27,9

KCl 32,6 x 10-3 27,9

B. Perhitungan

N =

=

= 17,15 N

a. pengenenceran asam asetat

Pengenceran asam asetat 1 N



V1 x N1 = V2 x N2

V1 x 17,15 N = 100 mL x 1 N

V1 = 5,83 mL

Pengenceran asam asetat 0,8 N

V1 x N1 = V2 x N2

V1 . x 1 N = 100 mL x 0,8 N

V1 = 80 ml


V1 x N1 = V2 x N2

V1 x 0,8 N = 100 mL x 0,6 N

V1 = 75 ml


V1 x N1 = V2 x N2

V1 x 0,6 N = 100 mL x 0,4 N

V1 = 66,67 mL


V1 x N1 = V2 x N2

V1 x 0,4 N =100 mL x 0,2 N

V1 = 50 mL

b. penentuan nilai hantaran (L)

L = L asam asetat – L aquadest

konsentrasi 1 N

L = 2,26 x 10-3 S – 300 x 10-6 S

= 1,96 x 10-3 S

konsentrasi 0,8 N

L = 2,16 x 10-3 S – 300 x 10-6 S

= 1,86x 10-3 S

konsentrasi 0,6 N



L = 1986 x 10-6 S – 300 x 10-6 S

= 1,686 x 10-3 S

konsentrasi 0,4 N

L = 1913 x 10-6 S – 300 x 10-6 S

= 1,613 x 10-3 S

konsentrasi 0,2 N

L = 1396 x 10-6 S –300 x 10-6 S

= 1,096 x 10-3 S

c. penentuan nilai kappa (K)

K = L . e/a

e/a = 0,099/cm

konsentrasi 1 N

K = 1,96 x 10-3 s x 0,099/cm

= 1,9404 x 10-4 s/cm

konsentrasi 0,8 N

K = 1,86 x 10-3 s x 0,099/cm

= 1,8414 x 10-4 s/cm

konsentrasi 0,6 N

K = 1,686 x 10-3 s x 0,099/cm

= 1,6691 x 10-4 s/cm

konsentrasi 0,4 N

K = 1,613 x 10-3 s x 0,099/cm

= 1,597 x 10-4 s/cm

konsentrasi 0,2 N

K = 1,096 x 10-3 s x 0,099/cm

= 1,085 x 10-4 s/cm

d. penentuan nilai hantaran equivalen

c =



konsentrasi 1 N

c =

= 0,194 s/cm mol/ekuiv

konsentrasi 0,8 N

c =


konsentrasi 0,6 N

c =


konsentrasi 0,4 N

c =


konsentrasi 0,2 N

c =


e. Hantaran equivalen asam asetat masing-masing suhu T

t = o [1 + 0,02 (t – 25)]

o = 390,55

konsentrasi 1 N

t = 390,55 ohm cm2/equiv . 1 + 0,02 (27,3 – 25)

= 408,515 ohm cm2/equiv

konsentrasi 0,8 N

t = 390,55 ohm cm2/equiv . 1 + 0,02 (27,2 – 25)


konsentrasi 0,6 N



t = 390,55 ohm cm2/equiv . 1 + 0,02 (27,9 – 25)


konsentrasi 0,4 N

t = 390,55 ohm cm2/equiv . 1 + 0,02 (27,6 – 25)


konsentrasi 0,2 N

t = 390,55 ohm cm2/equiv . 1 + 0,02 (27,7 – 25)


f. Derajat Ionisasi ()

α =

konsentrasi 1 N

α = = 4,967 x 10-4

konsentrasi 0,8 N

α = = 5,889 x 10-4

konsentrasi 0,6 N

α = = 7,118 x 10-4

konsentrasi 0,4 N

α = = 1,022 x 10-3

konsentrasi 0,2 N

α = = 1,388 x 10-3

g. Penentuan nilai Ka

Ka =



konsentrasi 1 N

Ka =

= 2,468 x 10

-7

konsentrasi 0.8 N

Ka =

= 2,776 x 10

-7

konsentrasi 0,6 N

Ka =

= 3,042 x 10

-7

konsentrasi 0,4 N

Ka =

= 4,182 x 10

-7

konsentrasi 0,2 N

Ka =

= 3,858 x 10

-7

h. Persamaan regresi



Y = A + Bx

y = 1 / c

x = c

No

.

x y xy x2

1 0,194 5,155 1 0,038

2 0,230 4,348 1 0,053

3 0,278 3,597 1 0,077

4 0,399 2,506 1 0,159

5 0,542 1,845 1 0,295

∑x=1,6

43

∑y=17,4

51

∑xy =

5

∑x2=0,6

21

x =

0,329

y =

3,490

xy =

1

x2 =

0,124

B =

=

= -9,054

A = y – Bx

= 3,490 – (-9,054 x 0,329)

= 6,469

Ka asam lemah

Ka = =



= 1,013 x 10

-6



4.2Pembahasan

Pada percobaan ini bertujuan untuk menentukan tetapan

kesetimbangan asam lemah. Dimana disini asam lemah yang

digunakan adalah asam asetat. Asam asetat merupakan salah satu

elektrolit lemah, dimana larutan ini merupakan pengahantar listrik

yang kurang baik. Asam aseat dibuat dalam berbagai konsentrasi

yang bertujuan untuk melihat dan mempelajari daya hantar listrik

elektrolit dan juga melihat pengaruh konsentrasi terhadap ion.

Pada pengukuran hantaran jenis elektrolit lemah seperti asam

asetat ini perlu dikoreksi terhadap hantaran jenis air karena

elektrolit lemah memiliki kesetimbangan kecil dan nilai tetapan



kesetimbangan air juga kecil. Disini juga dilakukan pengukuran

terhadap KCl yang berguna untuk menentukan hantaran jenis

larutan lain, dimana nilai hantaran jenis KCl dianggap sebagai

konstan.

Dari percobaan yang dilakukan maka dapat diketahui bahwa

semakin kecil konsentrasi, maka semakin kecil nilai hantarannya.

Begitu juga sebaliknya, semain besar konsentrasi, maka semakin

besar pula nilai hantarannya. Ini berarti nilai hantaran berbanding

lurus dengan konsentrasi. Hal ini disebabkan oleh berkurangnya

jumlah zat yang terionisasi dalam larutan akibat adanya

pengenceran.

Dari data yag diperoleh dapat dilihat bahwa nilai hantaran KCl

lebih besar dari pada nilai hantaran asam asetat. Dikarenakan KCl

adalah elektrolit kuat, dapat terionosasi sempurna dibandingkan

asam asetat yang merupakan elektrolit lemah.

Untuk suhu yang dilakukan dari konsentrasi asam asetat

didapat berbeda-beda, yaitu berkisar antara 26 sampai 27. Pada

penentuan hantaran equivalen diperoleh kesimpulan bahwa

semakin tinggi konsentrasi maka semakin kecil nilai hantarannya.

Ini berarti hantaran equivalen berbanding terbalik dengan

konsentrasi.

Jumlah ion yang terdapat didalam larutan tergantung pada

derajat ionisasi. Dari derajat ionisasi dapat ditentukan nilai Ka.

Dari praktikum yang dilakukan didapatkan nilai Ka asam lemah

yaitu 1,013 x 10-6.

V. KESIMPULAN DAN SARAN



5.1Kesimpulan

Dari perhitungan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

1. Nilai konstanta asam lemah akan naik dengan naiknya

konsentrasi.

2. Hantaran suatu zat sangat dipengaruhi oleh :

konsentrasi

Konsentrasi berbanding lurus dengan hantaran suatu zat.Jika

konsentrasi besar maka hantarannya juga besar.

suhu

Jika suhu besar maka mempercepat daya hantar suatu zat.

5.2Saran

Untuk mendapatkan hasil yang lebih sesuai dengan yang

diinginkan maka disarankan kepada praktikan selanjutnya agar :

a. memahami cara kerja dengan baik

b. tepat dalam membuat zat sebagai standar

c. teliti dalam melakukan pengenceran zat karena

perbedaan konsentrasi dapat mempengaruhi nilai hantaran.

JAWABAN PERTANYAAN



1. Hantaran jenis adalah perbandingan daerah elektroda dengan jarak elektroda

atau daya hantar 1 cm3. Satuannya : ohm/cm

Hantaran ekuivalen adalah hantaran larutan asam atau daya hantar larutan

elektrolit sebanyak 1 g equivalen diantara 2 elektroda dengan jarak 1 cm.

Satuannya : mho/cm2.

2. Gunanya untuk mengukur hantaran larutan KCl 0,1 N adalah untuk menentukan

hantaran jenis larutan lain dimana nilai-nilai hantaran jenis dianggap konstan.

3. Bilangan transport adalah bilangan atau jumlah fraksi dari arus total yang

dibawa oleh ion utama yang sering juga disebut dengan bilangan penghantar.

Mobilitas ion adalah koefisien pembanding antara kecepatan ion dengan kuat

medan listrik.

4. Perbedaan dari :

Disosiasi : perbandingan antara hantaran molar pada beberapa konsentrasi

dan hantaran molar pada pengenceran tak hingga.

Ionisasi : pengurangan larutan menjadi ion-ion penyusunnya.

5. Pada pengukuran hantaran jenis elektroda lemah perlu dikoreksi terhadap

hantaran jenis air karena elektrolit lemah memiliki nilai tetapan kesetimbangan

kecil dan nilai tetapan kesetimbangan air juga kecil.

6. Penentuan Ka untuk elektrolit 1-2 dengan pengukuran hantaran, penurunan

persamaan :

AB A+ + B-

C(1-α) αc αc

K = =

α =

DAFTAR PUSTAKA



Day.R.A,A.L. Underwood.1988.ANALISA KIMIA KUANTITATIF. Edisi ke IV. Erlangga :

Jakarta.

Prof. Dr. Sukaharjo. KIMIA FISIKA. Penerbit Rineka Cipta. IKIP Jogjakarta.

Vogel. 1979. ANALISA KUANTITATIF SEMI MIKRO. PT Kalman Media Pustaka :

Jakarta.

Www.belajarkimai.com.elektrolit.html.


penentuan tetapan kesetimbangan asam lemah secara konduktometri

Documents