Analisis

Analisis Percobaan

Percobaan kali ini merupakan percobaan modul 5 mengenai tetapan kesetimbangan. Percobaan dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui tetapan kesetimbangan larutan yang akan dianalisis serta untuk membuktikan bahwa tetapan kesetimbangan yang dihasilkan tidak diperngaruhi oleh konsentrasi awal pereaksi. Penghitungan tetapan kesetimbangan akan membutuhkan nilai konsentrasi dari masing-masing reaktan, untuk mengetahuinya maka dilakukanlah titrasi larutan analit yang sudah dalam keadaan setimbang dengan suatu larutan basa. Volume basa penitrasi yang nantinya akan menjadi suatu ukuran penentu untuk mengetahui konsentrasi zat-zat lainnya yang bereaksi, sedangkan terkait tujuan pembuktian pengaruh konsentrasi awal terhadap tetapan kesetimbangan, dibuatlah empat macam campuran larutan etanol, asam asetat, dan HCl dengan varians konsentrasi yang berbeda pada setiap erlenmeyernya. Tetapan kesetimbangan yang didapat dari masing-masing erlenmeyer nantinya akan dianalisis dan menghasilkan kesimpulan yang dikaitkan dengan tujuan percobaan.

Percobaan ini diawali dengan menginventarisasi alat yang disediakan pada laboratorium. Setelah itu praktikan menyusun alat-alat dan menyiapkan berbagai bahan yang nantinya akan digunakan pada proses percobaan. Kemudian, berdasarkan prosedur, seharusnya praktikan membuat empat buah larutan yang diletakkan di dalam empat labu erlenmeyer yang berbeda dan nantinya ditutup dengan plastik dan karet. Keempat larutan ini terdiri dari campuran etanol, asam asetat, dan HCl yang volume masing-masing komponennya sudah disesuaikan dengan apa yang terdapat pada modul. Campuran larutan-larutan ini akan menimbulkan reaksi esterifikasi yang terjadi di dalam labu erlenmeyer. Reaksi esterifikasi merupakan reaksi pencampuran antara alkohol dan asam karboksilat, dimana di percobaan ini yang berperan sebagai alkohol adalah etanol dan yang berperan sebagai asam karboksilat adalah asam asetat. Ester yang dihasilkan dari reaksi ini merupakan etil asetat. Reaksi ini ditujukan untuk membuat larutann ke keadaan setimbang, karena reaksi esterifikasi merupakan reaksi yang reversibel. Namun, komponen yang terdapat pada larutan bukan hanya etanol dan asam karboksilat saja, tetapi terdapat juga asam klorida yang fungsinya menjadi suatu katalis reaksi. Katalis ini dibutuhkan karena penyetimbangan reaksi antara asam asetat dan etanol berlangsung sangat lama, sehingga HCl ditambahkan demi pengefisiensian waktu reaksi. Lalu sesuai langkah yang tertera pada prosedur praktikan harus membiarkan keempat larutan tersebut pada ruangan atau pada suatu penangas bertermostat selama sekitar 3-7 hari sampai larutan tersebut mencapai titik kesetimbangannya, tetapi, karena laboratorium yang tidak memungkinkan praktikan untuk melaksanakan praktikum di hari lain selain hari Jumat, maka keempat larutan yang dibutuhkan sudah disiapkan sebelumnya oleh asisten laboratorium. Plastik, karet, dan penangas bertermostat (kondisi ruangan yang suhunya dijaga agar konstan) diperlukan dalam praktikum untuk mencegah adanya faktor-faktor eksternal yang mempengaruhi kesetimbangan reaksi. Karena praktikan dijadwalkan untuk melakukan praktikum sesi terakhir, jadi campuran larutan yang tersisa pada masing-masing labu erlenmeyer tertutup hanya terdapat sekitar 1-2 ml saja, sehingga apabila terjadi kesalahan sewaktu dilakukan titrasi, tidak ada larutan pengganti.

Setelah menerima keempat larutan tersebut, karena kelompok praktikan terdiri dari dua kelompok kecil, maka praktikan membagi tugas kepada kelompok lain. Praktikan dan rekan kerja akan melakukan prosedur percobaan untuk larutan pertama dan kedua, sedangkan kelompok

lainnya akan melakukan prosedur percobaan untuk larutan ketiga dan keempat. Sebelum memasukkan larutan-larutan praktikan terlebih dahulu mencuci segala peralatan agar bersih dari residu-residu praktikum sebelumnya, lalu mengeringkannya agar tidak ada air bekas cuci yang tersisa. Praktikan kemudian menyusun rangkaian alat titrasi yang terdiri dari buret, penjepit, dan statif sesuai gambar dibawah.

Gambar rangkaian alat titrasi

Sesuai prosedur, praktikan seharusnya memasukkan 0,1 M NaOh ke dalam buret sebagai laruwtan yang akan dititrasikan ke empat larutan lainnya,tetapi, karena di dalam laboratorium tidak ditemukan adanya larutan NaOH dengan konsentrasi sebesar 0,1 M, praktikan harus melakukan pengenceran dari NaOH dengan konsentrasi 3 M. Praktikan melakukan pengenceran dengan cara memasukkan 15 ml NaOH 3M ke dalam labu erlenmeyer yang kemudian dicampurkan dengan 135 ml aquades. Larutan ini kemudian dimasukkan ke dalam buret yang keran pada bagian bawahnya dipastikan sudah tertutup dan corong pengeluaran cairan sudah tidak terisi oleh zat lain. Pada bagian bawah rangkaian buret praktikan meletakkan larutan ester + HCl pada labu erlenmeyer pertama yang sudah ditambahkan dengan tiga tetes indikator PP. Indikator PP disini merupakan suatu indikator asam basa, dimana pada keadaan standarnya berwarna berning. Indikator PP tidak akan berubah atau mengubah warna larutan apabila ditambahkan ke larutan yang sifatnya asam, namun akan berubah dan mengubah warna larutan apabila ditambahkan ke larutan yang sifatnya basa. Range perubahan warna indikator PP adalah pink muda, apabila larutan mendekati pH netral, sampai ke ungu tua, apabila pH larutan benar-benar basa. Penitrasian ini dilakukan ke semua larutan analit dengan cara membuka keran bagian bawah rangkaian alat titrasi dan meneteskan larutan titran (NaOH) sedikit demi sedikit sampai larutan berwarna pink muda (setimbang). Setelah itu, praktikan meletakkan 5ml larutan HCl ke dalam suatu labu erlenmeyer dan menambahkannya dengan tiga tetes indikator pp. Larutan HCl + indikator pp ini kemudian dititrasi dengan NaOH pada buret sampai warnanya pink muda. Pada percobaan ini penitrasian HCl dibutuhkan untuk mendapatkan nilai mol perbandingan untuk jumlah H+ (blanko).

Setelah praktikan dan rekan selesai melakukan proses titrasi baik larutan etil asetat + HCl, maup,un HCl itu sendiri, praktikan beralih ke tahap selanjutnya dalam prosedur, yaitu menghitung massa dari masing-masing komponen yang terdiri dari etanol 95%, asam asetat, dan HCl. Massa yang didapatkan akan digunakan untuk menghitung baik massa jenis maupun mol dari masing-masing komponen. Pengukuran dilakukan dengan sebelumnya mengukur massa gelas ukur yang nantinya akean digunakan sebagai wadah komponen yang akan diukur dengan suatu neraca analitik. Kemudian massa gelas ukur + larutan yang didapatkan dikurangi massa gelas ukur tanpa larutan akan menghasilkan massa larutan itu sendiri. Terakhir, praktikan ditugaskan untuk menyiapkan empat buah larutan yang nantinya digunakan untuk kelompok yang berpraktikum modul 5 minggu depan.

Analisis Hasil

Berdasarkan tujuan dari percobaan ini, selain kita harus mencari bagaimana caranya menghitung konsentrasi masing-masing reaktan dan produk yang nilainya akan kita gunakan dalam rumus penghitungan Kc, kita juga harus membuktikan bahwa perubahan konsentrasi awal reaktan tidak mengubah nilai tetapan kesetimbangannya. Pembahasan terkait tujuan pertama yaitu penghitungan tetapan kesetimbangan akan saya jelaskan lebih lanjut pada analisis perhitungan sehingga pada bagian ini saya lebih menitikberatkan pada penjelasan apakah percobaan yang telah dilakukan dapat membuktikan tujuan atau tidakp. Dari praktikum yang telah praktikan laksanakan, didapatkan data berupa besar volumeNaOH yang dibutuhkan untuk mentitrasi larutan analit sampai mendekati titik kesetimbangan dan juga data berupa massa masing-masing komponen larutan. Data yang diperoleh adalah sebagai berikut :

Ini data

Dari data dapat kita amati bahwa pada labu erlenmeyer yang berisi larutan ester pada dasarnya terjadi trend kenaikan volume NaOH yang dibutuhkan. Pada erlenmeyer kedua sampai keempat volume meningkat dari 8,1 menjadi 15,4 dan terakhir menjadi 18,5. Hanya saja terdapat perbedaan trend apabila kita analisis perubahan volume yang dibutuhkan dari erlenmeyer satu ke dua karena trendnya turun. Sedangkan untuk volume NaOH yang dibutuhkan untuk mentitrasi HCl memiliki nilai yang paling besar diantara keempat analit lainnya yaitu sebesar 26,5 ml.

Pada dasarnya untuk menganalisis data hasil pengamatan diatas kita harus mengetahui dulu alasan mengapa kita mengukur volume NaOH yang dititrasi. Pada percobaan ini terjadi suatu reaksi esterifikasi. Reaksi esterifikasi ini melibatkan suatu asam karboksilat dan alkohol. Karena proses esterifikasi merupakan proses yang reversibel dimana produk yang terbentuk dapat kembali terurai menjadi reaktan dan sebaliknya, reaksi reversible akan berjalan tanpa berkesudahan. Sifat reaksi reversible yang berjalan terus-menerus membuat reaksi esterifikasi ini mencapai suatu kesetimbangan reaksi dimana ada jumlah tetap mol tiap-tiap komponen yang digunakan selama reaksi. Karena pada kesetimbangan jumlah mol komponennya sudah tetap, maka bisa saja terjadi kelebihan volume komponen yang dicampurkan.

Etanol merupakan alkohol yang memiliki gugus fungsi hidroksil –OH dan dikategorikan ke dalam senyawa hidrokarbon. Senyawa hidrokarbon merupakan senyawa yang netral sehingga praktikan tidak bisa menentukan cara untuk mengidentifikasi apabila terjadi kelebihan senyawa etanol pada pencampuran. Asam karboksilat, di sisi lain, merupakan larutan dengan pH asam. Sehingga, apabila terjadi kelebihan pencampuran setelah terjadi reaksi esterifikasi dapat ditentukan dengan cara menghitung konsentrasi H+ di dalam larutan. Untuk itulah dilakukan titrasi pada larutan analit, yaitu fungsinya untuk mengetahui konsentrasi H+ dalam larutan dengan menambahkan indikator PP pada larutan. Terjadinya perubahan warna pada indikator PP mengisyaratkan bahwa proses titrasi sudah mencapai titik akhir titrasinya, dimana basa yang ditambahkan, apabila dihitung konsentrasinya, jumlahnya akan sama dengan konsentrasi H+ pada larutan. Dari percobaan ini juga terdapat zat lain

yang dapat menambah konsentrasi ion H+ pada larutan, yaitu HCl. Karena HCl berfungsi sebagai suatu katalis, HCl tidak digunakan pada proses esterifikasi. Tetapi, karena HCl merupakan suatu asam kuat, konsentrasi H+ dalam HCl tetap masuk ke konsentrasi total larutan analit. Oleh karena itu seperti yang tercantum pada prosedur, praktikan harus mengukur mengukur konsentrasi H+ dalam HCl dengan cara mentitrasinya dengan NaOH. Konsentrasi H+ yang didapatkan dari penitrasian HCl tersebut akan disebut sebagai suatu blanko yang pada penghitungan akan menjadi faktor yang mengurangi nilai konsentrasi H+ keseluruhan untuk mengetahui konsentrasi H+ yang muncul akibat adanya asam karboksilat yang tidak bereaksi. Secara singkat dapat kita simpulkan bahwa semakin banyak volume asam karboksilat yang ditambahkan ke larutan, maka seharusnya semakin banyak pula nilai volume NaOH yang diperlukan dalam proses pentitrasian. Apabila kita kaitkan penjelasan dengan data yang diperoleh, dapat dianalisis bahwa pada larutan analit pertama dan kedua, data yang ditunjukkan benar karena trendnya menurun sesuai penurunan jumlah volume asam asetat pada reaktan, sedangkan untuk analit ketiga dan keempat data yang dihasilkan salah karena malah menunjukkan peningkatan dari sebelumnya. Volume NaOH yang dibutuhkan untuk mentitrasi HCl juga salah karena pada larutan ini, konsentrasi H+ hanya didapatkan pure dari larutan HCl, karena tidak ada larutan asam lain yang ditambahkan. Maka dari itu seharusnya nilai yang didapatkan lebih rendah daripada keempat data volume larutan analit lainnya.

Dari pengolahan data diatas akan dihasilkan nilai Kc masing-masing larutan analit sebagai berikut :

Nilai Kc

Seharusnya nilai Kc yang dihasilkan memiliki nilai deviasi yang tidak terlalu jauh satu sama lainnya, tetapi dapat ktia lihat pada larutan keempat terdapat deviasi setengah lebihnya dari tetapan kesetimbangan larutan analit lainnya. Dengan adanya hasil seperti ini kita dapat mengatakan bahwa pada percobaan yang praktikan lakukan. tujuan kedua berupa pembuktian bahwa Kc tidak diperngaruhi oleh konsentrasi awal reaktan tidak terbukti. Faktor-faktor yang mempengaruhi kesalahan data yang diperoleh akan praktikan jelaskan lebih lanjut pada bagian analisis kesalahan.