PERCOBAAN IV

KESETIMBANGAN LARUTAN IODIN

A. Tujuan

1. Menentukan konstanta kesetimbangan distribusi iodine diatara dua pelarut.

2. Menentukan konstanta kesetimbangan konsentrasi iodin, ion iodide, dan ion

triiodida.

B. Pendahuluan

Alhamdulillah Puji Syukur kehadiran Allah SWT. Karena Sang Khaliq lah

percobaan kali ini bisa dilakukan. Dengan kekuatan yang telah Allah SWT. Berikan dan

ilmu yang telah Allah ridhoi maka banyak penemuan-penemuan yang muncul di Alam

Semesta ini.

65. Lalu mereka bertemu dengan seorang hamba di antara hamba-hamba Kami,

yang telah Kami berikan kepadanya rahmat dari sisi Kami, dan yang telah Kami ajarkan

kepadanya ilmu dari sisi Kami[886].

Salah satunya yaitu Ilmu Kimia. Dengan banyak penemuan maka banyak pula

permasalahan yang timbul. Maka dari itu Perlu adanya pembuktian mengenai

penemuan-penemuan tersebut. Dengan demikian Pembuktian yang akan dilakukan

pada perconbaan ini adalah mengenai Kesetimbangan Larutan Iodin.

Maka dari itu percobaan ini dilakukan.

1

C. Dasar Teori

Suatu dasar agar solut dapat terekstrak dari fasa air ke fasa organik adalah suatu

solut tersebut harus menjadi tidak bermuatan (Soebagio. 2002). Iod jauh lebih dapat larut

dalam larutan kalium iodida dalam air daripada dalam air, ini disebabkan oleh

terbentuknya ion triiodida, I3-. Kesetimbangan berikut berlangsung dalam suatu larutan

seperti ini:

I2 + I- I3-

Jika larutan itu dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat, konsentrasi iod total,

sebagai I2 bebas dan I3- tak bebas, diperoleh, karena segera sesudah iod dihilangkan akibat

interaksi dengan triosulfat, sejumlah iod baru dibebaskan dari tri-iodida agar

kesetimbangan tidak terganggu. Namun jika larutan dikocok dengan karbon tetra klorida,

dalam mana iod saja yang dapat larut cukup banyak, maka iod bebas dalam larutan air.

Dengan menentukan konsentrasi iod dalam larutan karbon tetraklorida, konsentrasi ion

iod bebas dalam larutan air dapat dihitung dengan menggunakan koefisien distribusi yang

diketahui, dan dari situ konsentrasi total iod bebas yang ada dalam kesetimbangan.

Dengan memperkurangkan harga ini dari konsentrasi awal kalium iodida, dapatlah

disimpulkan konsentrasi KI bebas. Tetapan Kesetimbangan:

K= ([I-] x [I2])/([I3-]) (Svehla. 1990).

Jika larutan iodium di dalam KI pada suasana netral maupun asam dititrasi maka:

I3- + 2S2O3

2- 3I- + S4O62-

Selama zat antara S2O3I- yang tidak berwarna adalah terbentuk sebagai:

S2O32- + I3

- S2O3I- + 2I-

Yang mana berjalan terus menjadi:

2S2O3I- + I- S4O62- + I3

-

Warna indikator muncul kembali pada

S2O3I- + S2O32- S4O6

2- + I-

Reaksi berlangsung baik di bawah PH = 5,0, sedangkan pada larutan alkali, larutan

asam hypoiodos (HOI) terbentuk (Khopkar. 2007).

2

a) Konstanta Kesetimbangan Distribusi (KD)

Pada ekstraksi cair-cair, distribusi senyawa diantara dua fasa cair yang berada dalam

keadaan kesetimbangan. Perbandingan konsentrasi di kedua fasa tersebut, disebut

koefisien distribusi (Kd). Partisi atau koefisien distribusi ini tidak tergantung pada

konsentrasi total zat terlarut pada kedua fasa tersebut. Digunakan istilah perbandingan

distribusi (D) dengan memperhitungkan konsentrasi total zat didalam kedua fasa.

Perbandingan distribusinya dinyatakan sebagai berikut :

D= konsentrasi total zat pada fasa organikkonsentrasi total zat pada fasa air

Jika tidak terjadi asosiasi, disosiasi atau polimerisasi pada fase-fase tersebut dan

keadaan yang diperoleh adalah ideal, maka harga Kd sama dengan D (Khopkar, 1990).

KD adalah koefisien distribusi atau koefisien partisi yang merupakan tetapan

keseimbangan yang merupakan kelarutan relatif dari suatu senyawa terlarut dalam dua

pelarut yang tidak saling campur. Koefisien distribusi dapat dibuat dengan persamaan

K D=C1

C2

C1 dan C2 adalah kadar senyawa terlarut dalam pelarut 1 dan 2. Kerap kali sebagai

pelarut pertama adalah pelarut organik yang tidak bercampur dengan air dan sebagai

pelarut kedua adalah air. Dengan demikian ion anorganik atau senyawa organik polar

sebagian besar dapat larut dalam dalam fasa air, sedangkan senyawa organik nonpolar

sebagian besar akan larut dalam fasa organik. Hal ini dinyatakan dalam “like dissolves like”

yang berarti bahwa senyawa polar akan mudah larut dalam pelarut polar, dan sebaliknya

(Sudjadi, 1988).

Hukum distribusi atau partisi dapat dirumuskan apabila suatu zat terlarut

terdistribusi antara dua pelarut yang tidak dapat campur, maka pada suatu temperatur

konstan antara kedua pelarut itu, dan angka banding distribusi ini tak bergantung pada

spesi molekul lain apapun yang mungkin ada (Atkins, 1997).

Endapan terbentuk jika larutan menjadi terlalu jenuh dengan zat yang

bersangkutan. Kelarutan (s) suatu endapan menurut definisi adalah sama dengan

konsentrasi molar dari larutan jenuhnya. Kelarutan bergantung pada berbagai kondisi

3

seperti suhu, tekanan, konsentrasi bahan-bahan lain pada larutan itu dan pada komposisi

pelarutnya.

Perubahan kelarutan dengan tekanan tak mempunyai arti penting yang praktis

dalam analisis anorganik kualitatif, karena semua pekerjaan dilakukan dalam bejana

terbuka dalam tekanan atmosfer : perubahan yang sedikit dan tekanan atmosfer tak

mempunyai pengaruh yang berarti atas kelarutan. Terlebih penting ialah perubahan

kelarutan dengan suhu.Umumnya dapat dikatakan bahwa kelarutan endapan bertambah

besar dengan kenaikan suhu meskipun dalam beberapa hal istimewa terjadi yang

sebaliknya (seperti kalium sulfat). Laju kenaikan kelarutan dengan suhu berbeda-beda,

dalam beberapa hal sangat kecil sekali, namun ada pula yang besar sekali.Pada beberapa

hal perubahan kelarutan dengan perubahan suhu dapat menjadi dasar untuk pemisahan.

Misalnya pemisahan ion timbale dari perak dan merkurium(I) dapat dicapai dengan

mengendapkan ketiga ion tersebut mula-mula sebagai klorida, diteruskan dengan

menambahkan air panas yang akan melarutkan timbal klorida, tapi perak dan

raksa(I)klorida tak larut didalamnya. Setelah menyaring larutan panas itu, ion timbal akan

ditemukan dalam filtrat dan dapat diidentifikasikan dengan reaksi-reaksi khas.

Perubahan kelarutan dengan komposisi pelarut mempunyai sedeikit arti penting

dalam analisis kualitatif anorganik. Meskipun kebanyakan pengujian dilakukan dalam

larutan air, dalam beberapa hal menguntungkan bila memakai zat lain seperti alkohol

sebagai pelarut. Pemisahan logam-logam alkali misalnya dapat dicapai dengan

mengekstraksi garam-garamnnya secara selektif dengan berbagai pelarut, dan

penambahan reagensia itu pada larutan uji sebenarnya menubah komposisi medium.

Kelarutan bergantung juga pada sifat dan kosentrasi zat lain, terutama ion-ion

dalam campuran itu. Ada beberapa hal yang mencolok antara efek dari apa yang disebut

ion-sekutu dan ion-asing. Ion sekutu ialah suatu ion yang juga merupakan salah satu

bahan endapan.Umumnya dapat dikatakan bahwa kelarutan suatu endapan berkurang

banyak sekali jika salah satu ion sekutu terdapat dengan berlebihan.Dengan adanya ion

asing, kelarutan endapan bertambah tetapi pertambahan ion itu umumnya sedikit kecuali

4

bila terjadi reaksi kimia seperti pembentukan kompleks atau reaksi asam basa antara

endapan dengan ion asing, dimana pertambahan kelarutan lebih mencolok.

Ion-ion dari berbagai unsur hadir dalam wujud oksidasi yag berbeda-beda,

mengakibatkan timbulnya begitu banyak kemungkinan reaksi-reaksi oksidasi-reduksi

(redoks). Kebanyakan dari reaksi-reaksi ini layak digunakan dalam analisis titrimetrik, dan

aplikasinya sangat beranearagam (Day & Underwood, 1986).

Oksidasi adalah kehilangan satu atau lebih elektron yang dialami oleh suatu atom,

molekul, atau ion.Sementara reduksi adalah perolehan elektron.Tidak ada elektron bebas

dalam sistem kimiawi yang biasa, dan kehilanagn elektron yang dialami oleh suatu spesies

kimiawi selalu disertai oleh perolehan elektron pada bagian yang lainnya. Istilah reaksi

transfer elektron terkadang dipergunakan untuk reaksi-reaksi redoks (Day & Underwood,

1986).

Sistem redoks iod (triiodide)-iodida,

I3- + 2e ⇄ 3I-

Mempunyai potensial standar +0,54 V. Oleh karena itu, iod merupakan zat

pengoksid yang jauh lebih lemah daripada kalium permanganat, senyawa serum (IV), dan

kalium dikromat. Di pihak lain, ion iodida merupakan zat pereduksi yang wajar kuatnya,

lebih kuat daripada misalnya, ion Fe(II). Dalam proses analitis, iod digunakan sebagai zat

pengoksid (iodimetri), dan ion iodida digunakan sebagai zat pereduksi (iodometri) (Day &

Underwood, 1986).

Larutan iod standar dapat disiapkan dengan menimbang langsung iod murni dan

melarutkannya serta mengencerkan dalam sebuah labu volumetri. Iod itu dimurnikan

dengan sublimasi dan ditambahkan ke dalam larutan KI pekat, yang ditimbang dengan

tepat sebelum maupun sesudah penambahan iod.Tetapi biasanya larutan itu

distandarkan terhadap standar primer (Day & Underwood, 1986).

Sebelum titrasi redoks dilakukan, dapat disarankan agar dilakukan terlebih dahulu

penentuan sampai seberapa jauh reaksi redoks akan berlangsung melalui perhitungan

tetapan kesetimbangan (Quintus, 1997).

5

Kurva titrasi redoks diplotkan dengan jalan menghitung potensial suatu elektroda

inert yang memberi tanggapan terhadap nisbah konsentrasi bentuk tereduksi dan bentuk

teroksidasi. Harga-harga tersebut jika diplotkan erhadap volume titran yang ditambahkan

atau fraksi yang tertitrasi akan memberikan kurva titrasi berbentuk sigmoid (seperti huruf

S). Semua elektrode standar (harga Eo) adalah potensial reduksi, dan reaksi paronnya

ditulis sebagai reduksi (Quintus, 1997).

Karena harga Eo iodium berada pada daerah pertengahan maka sistem iodium dapat

digunakan untuk oksidator maupun reduktor. I2 adalah oksidator lemah sedangkan iodida

secara relatif merupakan reduktor lemah. Kelarutannya cukup baik dalam air dengan

pembentukan triodida (I3). Iodium dapat dimurnikan dengan sublimasi. Ia larut dalam

larutan KI dan harus disimpan dalam tempat yang dingin dan gelap. Dapat distandarisasi

dengan As2O3. Berkurangya iodium akibat penguapan dan oksidasi udara menyebabkan

banyak kesalahan analisis. Cara lain standarisasi adalah dengan Na2S2O3.5H2O. larutan

tiosulfat distandarisasi lebih dahulu terhadap K2Cr2O7 (Khopkar1990).

Warna lartan iod 0,1 N cukup tua sehingga iod dapat bertindak sebagai indikatornya

sendiri. Iod juga memberikan suatu warna ungu atau lembayung kepada pelarut seperti

karbon tetraklorida atau kloroform. Dan kadang-kadang ini digunakan dalam mendeteksi

titik akhir reaksi.Tetapi lebih lazim digunakan suatu larutan (dispersi koloid) kanji, karena

warna biru tua kompleks pati-iod berperan sebagai uji kepekaan terhadap iod. Kepekaan

itu lebih dalam larutan sedikit sekali asam daripada dalam larutan netral dan lebih besar

dengan adanya ion iodida (Day & Underwood, 1986).

Biasanya indikator yang digunakan adalah kanji/amilum. Iodida pada konsentrasi <

10-5 M dapat dengan mudah ditekan dengan amilum. Sensitivitas warnanya tergantung

pada pelarut yang digunakan.Kompleks iodim-amilum mempunyai kelarutan yang kecil

dalam air sehingga biasanya ditambahkan pada titik akhir reaksi (Khopkar1990).

Larutan kanji mudah terurai oleh bakteri, suatu proses yang dapat dihambat dengan

sterilisasi atau dengan penambahan suatu pengawet. Hasil uraiannya mengkonsumsi iod

dan berubah kemerahan.Kondisi yang menimbulkan hidrolisis atau koagulasi kanji

6

hendaknya dihindari.Kepekaan indikator berkurang dengan neiknya temperatur dan oleh

beberapa bahan organik, seperti metil dan etil alkohol (Day & Underwood, 1986).

Jika larutan iodium di dalam KI pada suasana netral maupun asam dititrasi maka

reaksi iodium-tiosulfat adalah:

I3- + 2S2O3

2- ⇄ 3I- + S4O62-

Selama reaksi zat antara 2S2O32- yang tidak berwarna adalah terbentuk sebagai

S2O32- + I3

- ⇄ S2O3- + 2I-

Yang mana berjalan terus menjadi

2S2O3I- + I- ⇄ S4O62- + I3

-

Warna indikator muncul kembali pada

S2O3I- + S2O32- ⇄ S4O6

2- + I-

Reaksi berlangsung baik di bawah pH=5,0 , sedangkan pada larutan akali, asam

hypoiodus (HOI) terbentuk (Khopkar1990).

7

D. Alat dan Bahan

1. Alat

a. Erlenmeyer 250 mL

b. Neraca analitik

c. Corong pisah 250 mL

d. Buret 50 mL

2. Bahan

a. Kristal I2

b. Larutan KI 0,1 M

c. Larutan Na2S2O3 0,1 M

d. Kloroform

e. Indikator amilum

f. Akuades

8

E. Cara Kerja

9

Dititrasi dengan Na2S2O3 0,1 M

Ditambahkan indikator amilum

Kedua lapisan dipisahkan

Dikocok dan didiamkan

25 mL aquades Corong pisah 250 mL

Di aduk masing-masing larutan dengan magnet stirer

Di masukkan 1 gram kristal I2Di masukkan1,5 gram kristal

I2Di masukkan 0,5 gram kristal I2

Erlenmeyer 3Erlenmeyer 2Erlenmeyer 1

25 mL kloroform

F. Pembahasan

Kesetimbangan larutan iodin adalah judul dalam percobaan ini. Pada percobaan

ini bertujuan Menentukan konstanta kesetimbangan distribusi iodin diantara dua

pelarut serta menentukan konstanta kesetimbangan konsentrasi iodin, ion iodide, dan

ion triiodida. Prinsip dari percobaan ini tak lain dan tak lepas dari Konstanta

kesetimbangan distribusi (Kd) dan Konstanta kesetimbangan konsentrasi (Kc). Dimana

yang akan kita tentukan Konstanta kesetimbangan distribusi (Kd) dan Konstanta

kesetimbangan konsentrasi (Kc) adalah larutan iodin.

Sebagaimana yang telah dipaparkan diatas bahwa prinsip dalam percobaan ini

ada dua

Yang pertama yaitu Penentuan konstanta kesetimbangan distribusi (Kd) iodin

Awalnya dalam penentuan konstanta kesetimbangan distribusi (Kd) iodin

dibuatlah sebuah larutan dalam gelas erlenmeyer dimana larutan tersebut terdiri dari

beberapa mL kloroform dan kristal I2, mengapa menggunakan kloroform? Karena I2 akan

larut dalam larutan nonpolar, larutan nonpolar tersebut adalah kloroform. Agar larutan

tersebut tercampur homogen maka dari itu larutan tersebut diaduk menggunakan

magnet dalam magnetic stirrer. Jika larutan tersebut homogen selanjutnya larutan

tersebut dipindah dalam corong pisah 250 mL. Dalam corong pisah ditambahkan

beberapa mL akuades. Kemudian proses pengocokan dilakukan. Akuades merupakan

larutan polar sehingga ketika ditambahkan akuades akan terbentuk suatu lapisan tipis

yang seakan-akan antara akuades dengan kloroform terpisah. Dalam larutan tersebut

yang bagian atas adalah air + I2 dan bagian bawah adalah kloroform + I2. Posisi dibawah

dan diatas sesuai dengan massa jenisnya. Tak dapat dipungkiri I2 akan terdistribusi pada

kloroform dan akuades, tetapi kandungan I2 terbanyak berada pada kloroform ini sesuai

dengan teori “like disolvelike” I2 merupakan senyawa nonpolar yang sukar larut dalam

senyawa polar, kloroform merupakan senyawa nonpolar sedangkan air merupakan

senyawa polar.

Setelah melalui proses pengocokan diamkan beberapa menit dan proses

selanjutnya yaitu pemisahan. Pemisahan awal yang akan diambil yaitu kloroform dan

10

selanjutnya air. Setelah dipisahkan, kloroform yang mengandung I2 di masukkan dalam

erlenmeyer dan ditambahkan beberapa tetes amilum sebagai indikator. Setelah

ditambah amilum sebagai indikator akan terjadi sedikit perubahan warna pada bagian

atas, warna tersebut yaitu biru tua. Perubahan warna tersebut adalah hasil reaksi

amilum dengan I2 membentuk suatu senyawa kompleks.

Perlakuan ini dilakukan juga untuk air yang mengandung I2. Tetapi yang

membedakan perlakuan itu hanya ketika dititrasi. Titrasi yang digunakan yaitu titrasi

Redoks. Kloroform dititrasi menggunakan larutan Na2S2O3 0,5 M sedangkan air dititrasi

menggunakan larutan Na2S2O3 0,05 M.

I2 + 2S2O32- 2I- + S4O6

2-

; dan yang kedua yaitu Penentuan konstanta kesetimbangan konsentrasi (Kc)

Perlakuan hampir sama dengan halnya perlakuan diatas tetapi yang

membedakan yaitu larutan polar yang digunakan adalah KI 0,1 M. Jadi yang awalnya air

diganti dengan KI 0,1 M. Ketika proses pengocokan terjadi distribusi dan terjadi proses

yang mengakibatkan larutan tersebut menjadi hitam pekat. Yang menjadikannya warna

hitam pekat yaitu karena I2 bereaksi dengan I yang terkandung dalam KI dan menjadi I3.

I2 + I- I3-

Setelah itu diamkan beberapa menit. Dalam corong pisah larutan tersebut akan

terpisah menjadi dua lapisan seperti halnya pada pemisahan sebelumnya. Pada bagian

bawah adalah kloroform + I2 dan pada bagian atas adalah KI + I2 ini sesuai dengan teori

“likedisolve like”. Karena Ki merupakan larutan polar. Maka I2 akan terkandung lebih

banyak pada Kloroform. Karena kloroform merupakan larutan nonpolar. Pemisahan

dilakukan pada pencahayaan yang lebih terang dikarenakan kedua larutan dalam corong

pisah warnanya hampir sama. Proses pemisahan pun berlangsung. Ketika proses

pemisahan, larutan yang diambil adalah kloroform bukan KI.

11

Setelah melewati proses pemisahan larutan tersebut dipindah dalam Erlenmeyer

dan ditambahkan amilum sebagai indikator. Kemudian dititrasi menggunakan larutan

Na2S2O3 0,5 M.

G. Kesimpulan

a. Berdasar kepada praktikum yang telah dilakukan, konstanta kesetimbangan

distribusi iodine ialah 120,41

b. Konstanta kesetimangan konsentrasi ion iodida ialah 3,94 mmol, sedangkan untuk

ion triiodida ialah 0,085 mmol

Mengetahui Yogyakarta, 20 April 2011

Asisten Praktikan

Aziz Rifqi Mizan Aulawi

H. Daftar Pustaka

Atkins, P.W. 1997. Kimia Fisika Jilid 2. Erlangga : Jakarta.

Day,R.A& Underwood, A.L. 1986. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta: Erlangga

Khopkar, S.M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI-Press

Quintus, Fernando.,dkk. 1997. Kimia Analitik Kuantitatif. Yogyakarta: Penerbit

ANDI

Sudjadi. 1988. Metode Pemisahan. Penerbit Kanisius : Yogyakarta.

Svehla,S. 1990. Buku Ajar Vogel: Analisis Kualitatif Makro dan Semimikro.

Jakarta : PT Kalman Media Pustaka.

12

I. Lampiran

PERHITUNGAN

Massa I2

Kloroform Air

Vtio Vk [I2]k Vtio Va [I2]a

0,5 gram 7,4 mL 23,5 mL 0,8 mL 25 mL

0,25 gram 3,9 mL 24 mL 0,3 mL 25 mL

0,75 gram 11,7 mL 21 mL 1,1 mL 25 mL

Massa I2

Kloroform KI

Vtio Vk [I2]k Vtio VKI [I2]KI

1 gram 11,1 mL 20 mL - - -

Penentuan KD

[ I 2 ]❑k⇄ [I 2 ]❑a

Reaksi

I 2+2 S2 O32−¿→2 I−¿+S4O 6

2−¿¿¿ ¿

13

[I ¿¿2]❑k=[Tio ] . [V tio ]

2 V k

¿

0,5 gram

[I ¿¿2]❑k=0,5 M .7,4 mL

2. 23,5 mL=0,08 M ¿

0,25 gram

[I ¿¿2]❑k=0,5 M .3,9 mL

2. 24 mL=0,04 M ¿

0,75 gram

[I ¿¿2]❑k=0,5 M .11,7 mL

2. 21mL=0,14 M ¿

[I ¿¿2]❑a=[Tio ] . [V tio]

2V a

¿

0,5 gram

[I ¿¿2]❑a=0,05 M . 0,8 mL

2. 25 mL=0,0008 M ¿

0,25 gram

[I ¿¿2]❑a=0,05 M . 0,3 mL

2. 25 mL=0,0003 M ¿

0,75 gram

[I ¿¿2]❑a=0,05 M .1,1 mL

2. 25 mL=0,001,1 M ¿

Kd=[I ¿¿2]❑k

[I ¿¿2]❑a ¿¿

[I ¿¿2]❑k=Kd .[ I¿¿2]❑a¿¿

14

y=m. x

Kd=120,41

Penentuan Kc¿Vtio = 11,1 mLVk = 20 mL[I ¿¿2]❑k=

[Tio ] . [V tio ]2 V k

¿

[I ¿¿2]❑k=0,5. 11,1mL

2.20 mL=0,14¿

¿

¿

¿

mol I 2 yangdimasukkan

I 2tot=1 gram253,8

=3,9 4−03

15

0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001 0.00120

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

f(x) = 120.408163265306 x − 0.0016326530612245

Series2Linear (Series2)Linear (Series2)

I 2tot=I2k+ I 2 a+ I3−¿¿

3,9 4−03=I 2k+ I2 a+ I 3−¿ ¿

I ¿−¿=I2 tot−( I 2k+ I 2 a )¿

I 3−¿=3,94−(2,8+0,0295 )¿

I 3−¿=3,94−2,8295 ¿

I 3−¿=1,11 ¿

mol I−¿ total=V KI . [KI ]¿

Mol I- total = 25 mL . 0,1 M= 2,5 mol I 2−¿=I total

−¿−I3

−¿¿¿ ¿

Kc=¿¿

Kc=¿¿

Kc= 1,110,0295−1,11.2,5−1,11

Kc= 1,1113,03

=0,085

16