LAPORAN PRAKTIKUM

KIMIA FISIKA II

Penentuan Koefisien Distribusi

Selasa, 22 April 2014

Disusun Oleh :

Yeni Setiartini

1112016200050

Kelompok: 4

Widya Fitriani

Widya Mulyana Putri

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2014

ABSTRAK

Telah dilakukan percobaan penentuan koefisien distribusi campuran kloroform,

iodofom, dan air dengan metode ekstraksi cair cair didapat 2 lapsan terpisah

berwarna kuning serta ungu kemudian dilakukan penitrasian menggunakan Na2S2O3

dan indicator amilum, sehingga didapat koefisien campuran air dan iodoform sebesar

0.0769 serta campuran kloroform dan iodoform sebesar 0.1.

PENDAHULUAN

Untuk dua pelarut yang tidak saling melarutkan, seperti air dan karbontertra

klorida, ketika dicampurkan akan terbentuk dua fasa yang terpisah. Jika ke dalamnya

ditambahkan zat terlarut yang dapat larut di kedua fasa tersebut, seperti iodium yang

dapat larut dalam air dan CCl4 maka zat terlarut akan terdistribusi di kedua pelarut

(yang berbeda fasa) tersebut, sampai tercapai keadaan kesetimbangan. Pada saat

tersebut potensial kimia zat terlarut di fasa 1 sama dengan potensial kimianya di fasa

2,

𝜇 1 = 𝜇 2.

Jika kedua larutan encer ideal, maka

𝜇 1 = 𝜇 1o + RT ln x I sehingga saat kesetimbangan :

𝜇 1o + RT x1 = 𝜇 2

o + RT ln x2

Karena 𝜇1 dan 𝜇 2 tidak bergantung pada komposisi, maka pada T tetap.

𝑥2

𝑥1= k

dengan k koefisien distribusi atau koefisien partisi, yang harganya tidak bergantung

pada konsentrasi zat terlarut pada T yang sama. Hukum distribusi Nernts hanya

berlaku untuk spesi molekul yang sama di kedua larutan: jika terlarut terisolasi mejadi

ion-ionnya atau molekul yang lebih sederhana atau jika terasosiasi membentuk

molekul yang lebih kompleks, maka hukum distribusi tidak dapat diterapkan pada

konsentrasi totalnya di kedua fase melainkan hanya pada konsentrasi spesi yang sama

yang ada dalam kedua fasa. (Sri Mulyani . 2014: 23)

Hukum distribusi dilakukan dalam proses ekstraksi. Distribusi digunakan

untuk menghilangkan atau memisahkan zat terlarut larutan dengan pelarut air yang

diekstraksi dengan pelarut lain seperti eter, kloroform, benzene. Jika zat terlarut

terdistribusi diantar dua pelarut yang tidak saling melarutkan dan zat terlarut tersebut

tidak mengalami asosiasi, diasosiasi atau reaksi dengan pelarut maka dimungkinkan

untuk menghitung jumlah terlarut yang dapat diambil atau diekstraksi melalui sekian

kali ekstraksi. (Sri Mulyani . 2014: 24)

Metode ini dapat digunakan untuk menentukan aktivitas zat terlarut dalam

suatu pelarut jika aktifitas zat terlarut dalam pelarut lain diketahui, asalkan kedua

pelarut tidak bercampur sempurna satu sama lain (SK Dogra dan S Dogra. 1990: 604).

Bila suatu zat terlarut membagi diri antara dua cairan yang tak dapat campur,

ada suatu hubungan yang pasti antara konsentarsi zat terlarut dalam dua fase pada

kesetimbangan. Nernst pertama kalinya memberikan pernyataan yang jelas mengenai

hukum distribusi ketika pada tahun 1891 ia menujukkan bahwa suatu zat terlarut akan

membagi dirinya antara dua cairan yang tak dapat dicampur sedemikian rupa sehingga

angka banding konsentrasi pada kesetimbangan adalah konstanta pada suatu

temperatur tertentu. (Underwood. 2002 : 457)

[𝐴]1

[𝐴]2= ketetapan [A] 1 = menyatakan konsentrasi zat terlarut A dalam fase cair

Meskipun hubungan ini berlaku cukup baik dalam kasus-kasus tertentu, pada

kenyataannya hubungan ini tidaklah eksak. Yang benar, dalam pengertian

termodinamika, angka banding aktivitas bukan nya rasio konsentrasi yang seharusnya

konstan. Aktivitas suatu spesies kimia dalam satu fase memelihara suatu rasio yang

konstan terhadap aktivitas spesies itu dalam fase cair yang lain:

𝑎 𝐴1

𝑎 𝐴2= KDA

aA1= aktivitas zat terlarut A dalam fase 1. Tetapan sejati KDA disebut

koefisien distribusi dari spesies A. (Underwood. 2002: 458)

Koefisien distribusi dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:

Kd =C1 / C2 atau Kd =Ca/Co. Dengan Kd = koefisien distribusi dan C1, C2, Co, dan

Ca masing-masing adalah konsentrasi solutpada pelarut 1, 2, organik, dan air. Dari

rumus tersebut jika harga Kd besar, solut secara kuantitatif akan cenderung

terdistribusi lebih banyak ke dalam pelarut organik, begitu pula terjadi sebaliknya.

Sebagai ukuran keberhasilan untuk suatu proses ekstraksi sering digunakan besaran

berupa faktor pisah (FP) yakni perbandingan antara koefisien distribusi suatu unsur

dengan koefisien distribusi unsur yang lainnya. Persamaan untuk memperoleh FP

adalah:

C2 Co

Kd = atau Kd = (2)

C1 Ca

Kd1 adalah koefisien distribusi unsur 1dan Kd2 adalah koefisien distribusi unsur

2.Efektifitas dalam proses ekstraksi dapat dinyatakan dengan persen solut yang

terekstrakyang dapat diperoleh dengan persamaan sebagai berikut:

Kd1

FP = (3)

Kd2

dengan E adalah efisiensi ekstraksi (%),C2 adalah konsentrasi solut dalam fasa

organik,

dan F adalah konsentrasi umpan untuk ekstraksi (Purwani, dkk. 2008).

MATERIAL DAN METODE

Material:

Dibutuhkan alat-alat berupa labu Erlenmeyer 250 ml, pipet tetes, botol

semprot, gelas ukur, ball pipet, buret, corong, statif dan klem, batang pengaduk. Bahan

yang digunakan yaitu: larutan Na2S2O3 0, 1 M, larutan jenuh I2 dalam CHCl 3,

indicator amilum, akuades.

Penentuan Koefisien Distribusi

Langkah kerja yang dilakukan dalam percbaan penentuan koefisien distribusi

yaitu; Mengukur 25 ml larutan jenuh I2 dalam CHCl3 (larutan berwarna kuning pekat)

dan memasukkannya dalam corong pisah, menambahkan 200 ml akuades dalam corog

pisah, mengocok campuran tersebut dalam corong pisah selama 60 menit (larutan

berwarna coklat), mendiamkan larutan tersebut hingga terbentuk 2 lapisan,

memisahkan kedua larutan tersebut melalui corong pisah, memipet 5 ml larutan tiap

lapisan. Masing-masing lapisan atas 2 kali dan larutan bawah 2 kali, menitrasi larutan

tersebut dengan Na2S2O3 0, 1 M hingga analait tidak berwarna dengan menggunakan

indicator amilum. Sehingga diketahui volume titrannya

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil pengamatan

Setelah dikocok

Lapisan bawah = berwarna ungu,

Lapisan atas = berwarna kuning

Penitrasian dengan Na2S2O3 0.1M dan indicator amilum

Volume titran

Lapisan atas = berwarna kuning

Titrasi I: 0.1 ml

Titrasi II: 0.1 ml

Lapisan bawah = berwarna ungu

Titrasi I: 1.3 ml

Titrasi II: 1 ml

Titrasi ke I

Konsentrasi I2 pada lapisan air (C1)

M1V1=M2V2

C1 = (Volume N2S2O3 x M N2S2O3)

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑖𝑜𝑑𝑖𝑛𝑒

= (0.1 x 0.1)

0.025 𝐿

= 0.4 M

Konsentrasi I2 pada lapisan CHCl3 (C2)

M1V1=M2V2

C2 = (Volume N2S2O3 x M N2S2O3)

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑖𝑜𝑑𝑖𝑛𝑒

= (1.3 x 0.1)

0.025𝐿

= 5.2 M

Koefisien distribusi

𝐾𝑑 =𝐶1

𝐶2

Kd =0.4

5.2

= 0.0769

Titrasi ke II

Konsentrasi I2 pada lapisan air (C1)

M1V1=M2V2

C1 = (Volume N2S2O3 x M N2S2O3)

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑖𝑜𝑑𝑖𝑛𝑒

= (0.1 x 0.1)

0.025 𝐿

= 0.4 M

Konsentrasi I2 pada lapisan CHCl3 (C2)

M1V1=M2V2

C2 = (Volume N2S2O3 x M N2S2O3)

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑖𝑜𝑑𝑖𝑛𝑒

= (1 x 0.1)

0.025𝐿

= 4 M

Koefisien distribusi

𝐾𝑑 =𝐶1

𝐶2

Kd =0.4

4

= 0.1

Percobaan ini dilakukan dengan tujuan untuk menentukan keofisien distribusi

dari campuran iodoform, kloroform dan air. Dengan metode ekstraksi cair-cair dan

titrasi, dimana campuran tersebut dicampur menggunakan corong pisah. Sebelum

dikocok larutan berwarna ungu kekuningan kemudian dikocok dalam corong pisah

selama 60 menit. Metode ini dapat digunakan untuk menentukan aktivitas zat terlarut

dalam suatu pelarut jika aktifitas zat terlarut dalam pelarut lain diketahui, asalkan

kedua pelarut tidak bercampur sempurna satu sama lain (SK Dogra dan S Dogra.

1990: 604)

Dalam penentuan juga digunakan waktu pengocokan yang lama yakni sekitar

60 menit hal ini dikarenakan lamanya pengocokan dapat berpengaruh pada distribusi

larutan dimana Purwani, dkk (2008) dalam jurnalnya dikemukakan bahwa terjadinya

perpindahan massa dari fasa air ke fasa organik disebabkan, karena reaksi kimia dan

difusi. Antara fasa air dan fasa organik terjadi lapisan antar muka dengan ketebalan

imajiner tertentu yang merupakan hambatan laju perpindahan massa dari fasa air ke

fasa organik atau sebaliknya. Besarnya tebal lapisan tipis antar muka ini tergantung

kecepatan pengadukan.

Purwani, dkk (2008) juga menjelaskan bahwa semakin cepat pengadukan,

tebal lapisan untuk terjadinya perpindahan massa semakin tipis. Ketebalan lapisan ini

dapat diperkecil dengan bertambahnya intensitas pengadukan. Harga Kd akan

bertambah besar dengan kenaikan kecepatan pengadukan, karena intensitas

terjadinya tumbukan antara reaktan semakin banyak dan semakin cepat. Proses

ekstraksi juga merupakan peristiwa perpindahan massa dari dua cairan yang tidak

saling larut, sehingga jika tidak dibantu oleh tenaga dari luar berupa pengadukan,

maka perpidahan massa dari kedua cairan tersebut akan sangat lambat. Proses

pengadukan ini akan membantu pencampuran fasa air dan fasa organik dimana proses

pengadukan akan menebarkan solut ke dalam larutan fasa organik sehingga terjadi

kontak antar fasa. Peristiwa ini akan meningkatkan perpindahan massa solut dari

umpan ke dalam larutan fasa organic.

Setelah pengocokan dengan corong pisah terjadi pemisahan menjadi 2 bagian

bagian atas berwarna kuning sementara bagian bawah berwarna ungu). Menurut

hukum distribusi Nerst, bila ke dalam dua pelarut yang tidak saling bercampur

dimasukkan solut yang dapat larut dalam kedua pelarut tersebut maka akan terjadi

pembagian kelarutan. Dalam praktek solut akan terdistribusi dengan sendirinya ke

dalam dua pelarut tersebut setelah dikocok dan dibiarkan terpisah. Perbandingan

konsentrasi solut di dalam kedua pelarut tersebut tetap, dan merupakan suatu tetapan

pada suhu tetap. Tetapan tersebut disebut tetapan distribusi atau koefisien distribusi

(Purwani.2008). Dalam bukunya Sri mulyani (2014) mengatakan bahwa untuk dua

pelarut yang tidak saling melarutkan, seperti air dan karbontertra klorida, ketika

dicampurkan akan terbentuk dua fasa yang terpisah. Jika ke dalamnya ditambahkan

zat terlarut yang dapat larut di kedua fasa tersebut, seperti iodium yang dapat larut

dalam air dan CCl4 maka zat terlarut akan terdistribusi di kedua pelarut (yang berbeda

fasa).

Bagian atas diperkirakan bahwa larutan kuning tersebut merupakan campuran

antara iodoform dan air yang memiliki massa jenis yang lebih rendah dari pada

kloroform (CHCl3) dan warna ungu di bawah merupakan larutan iodoform yang juga

tercampur dalam kloroform, larutan klorofom dibawah karena memiliki massa jenis

yang lebih besar yakni 1,48 g/mL lebih besar 0.48 dari air. Dalam larutan tersebut

dimana air merupakan larutan yang polar sehingga dapat melarutkan larutan polar

kloroform bersifat nonpolar juga penyebab dari terpisahnya larutan tersebut. Iodin

memiliki sifat yang dapat larut dalam klororofom dan air sehingga distribusi iodin

dapat berlangsung pada kedua larutan tersebut.

Dijelaskan juga oleh Kasmiyatun, dkk. (2008) Tidak dapat tercampurnya

larutan dikarenakan, untuk memperoleh larutan, suatu solven harus mengalahkan

ikatan yang kuat pada solut sehingga molekul-molekul solven mendapatkan tempat.

Sebaliknya pada saat yang bersamaan molekul-molekul solven itu sendiri harus dapat

dipisahkan satu dengan lainnya oleh molekul-molekul solut. Fenomena ini terjadi

kalau gaya tarik menarik antara molekul kedua komponen tersebut adalah sama. Jika

gaya tarik menarik cukup berbeda, maka molekul-molekul yang gaya tarik

menariknya lebih kuat akan terikat bersama dan memisahkan diri dari molekul-

molekul yang gaya tarik menariknya lebih lemah, di mana hasilnya adalah cairan yang

tidak dapat tercampur homogen (immiscible liquids).

Dari proses penitrasian dapat diperoleh konsentrasi setiap iodoform yang tercampur

yakni 0.4 M di air dan 4M dan 5.2M pada kloroform, dimana diperoleh koefisien

distribusi titrasi pertama dan kedua adalah 0.0769 dan 0.1.

KESIMPULAN

Pada percobaan penentuan koefisien distribusi ini massa jenis, kepolaran serta

kekuatan ikatan yang berbeda dapat menyebabkan terjadi pemisahan antara

kloroform dan air.

Lamanya pengocokan dilakukan agar proses distribusi larutan dapat maksimal.

Didapat koefisien distribusi dari penitrasian pertama 0.0769 dan pada titrasi

kedua yakni 0.1

bila ke dalam dua pelarut yang tidak saling bercampur dimasukkan solut yang

dapat larut dalam kedua pelarut tersebut maka akan terjadi pembagian

kelarutan. perbandingan solut pada kedua larutan yang terdistribusi itulah

yang disebut tetapan distribusi atau Koefisien distribusi.

REFERENSI

Dogra, SK dan Dogra, S.1990. Kimia Fisik dan Soal-Soal. Jakarta: UI press

Mulyani, Sri dan Hendrawan. 2014.Kimia Fisika II. Bandung: UPI

Underwood, A.L. dan JR,R.A.Day. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif edisi keenam.

Jakarta;Erlangga.

Kasmiyatun, dkk, 2008. Ekstrasi Asam Sitrat Dan Asam Oksalat : Pengaruh

Trioctylamine Sebagai Extracting Power Dalam Berbagai Solven Campuran

Terhadap Koefisien Distribusi. Diakses dari

http://eprints.undip.ac.id/1522/1/Artikel_Mega_K_UNTAG_8.pdf pada

tanggal 28 April 2014.

Purwani, dkk. 2008. EKSTRAKSI KONSENTRAT NEODIMIUM MEMAKAI ASAM

DI- 2 - ETIL HEKSIL FOSFAT. Diakses dari http://jurnal.sttn-

batan.ac.id/wp-content/uploads/2008/12/46_SDMIV_MVPurwani439-

447.pdf pada tanggal 28 April 2014.

Pertanyaan:

1. Apa yang dimaksud dengan koefisien distribusi?

2. Bedasarkan hasil pengamatan, apakah iodine lebih mudah larut dalam

kloroform atau air? jelaskan

3. Jelaskan manfaat koefisien distribusi

Jawaban :

1. bila ke dalam dua pelarut yang tidak saling bercampur dimasukkan solut yang

dapat larut dalam kedua pelarut tersebut maka akan terjadi pembagian

kelarutan. Perbandingan konsentrasi solut di dalam kedua pelarut tersebut

tetap, dan merupakan suatu tetapan pada suhu tetap. Tetapan tersebut disebut

tetapan distribusi atau koefisien distribusi.

2. Dari pengamatan yang lebih larut adalah klorofom, iodine lebih mudah larut

dalam kloroform dari pada air karena iodin lebih mudah larut dalam pelarut non

polar yaitu kloroform sedangkan air adalah pelarut polar jadi iodin lebih sulit larut.

3. Manfaat dari koefisien distribusi adalah dapat mengetahui sebaran zat-zat di

antara dua pelarut, dan dapat mengetahui konsentrasi zat terlarut pada masing-

masing zat pelarut.