Kelarutan Dan Koefisien Aktivitas Elektrolit Kuat

7/22/2019 Kelarutan Dan Koefisien Aktivitas Elektrolit Kuat

1/15

KELARUTAN DAN KOEFISIEN AKTIVITAS ELEKTROLIT KUAT

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA

KELARUTAN DAN KOEFISIEN AKTIVITAS ELEKTROLIT KUAT

A. TUJUAN

1. Mengukur kelarutan barium iodat dalam larutan KCl dengan berbagai kekuatan ion.

2. Menghitung kelarutan barium iodat ada I = 0 dengan jalan ekstrapolasi.

3. Menghitung koefisien aktivitas rata-rata barium iodat pada berbagai nilai I dan menguji

penggunaan hukum Debye-Huckle.

B. DASAR TEORI

Bronsted, Bjerrum dan other memperlihatkan bahwa laju reaksi ionik bergantung pada

kekuatan ionik dari larutan, karena kekuatan ionik dari larutan dapat

dirubah dengan penambahan garam ionic, ini dikenal sebagai efek garam primer.

Jika ion bermuatan sama (bermuatan positif), dan komplek teraktivasi membentuk muatan

rangkap positif. Molekul-molekul pelarut didekat ion disebabkan oleh gaya elektrotatik kuat,

yang membatasi kebebasan gerak mereka. Efek ini disebut solver binding atau

electrostriction, akibatnya pengurangan dalam entropi. Jika ion muatan sama faktor

frekwensi lebih kecil dari pada normal.

Dalam suatu reaksi antara ion-ion berlawanan muatan, muatan terasosia dengan

komplek aktifasi menurun, akibatnya menurunkan elektrichor dan entropy aktivasi positif

(Budi Santosa, 2006).

Salah satu cara untuk menunjukkan hubungan antara kekuatan ion dan aktvitas ion

adalah mempelajari perubahan kelarutan elektrolit yang sedikit larut (misalnya Ba (IO3)2)

sebagai aikbat adanya penambahan elektrolit lain (bukan ion senama, misalnya KCl). Agar

hukum Debye-Huckel dapat diterapkan, konsentrasi larutan elektrolit sedikit larut tersebut

harus diukur dengan tepat walaupun konsentrasinya rendah. Selain itu kelarutannya dalam

air harus berada dalam batas kisaran hukum Debye-Huckel, yaitu kelarutan ion


2/15

a = .c = Ka1/3= konstan.(4)

Dalam hal ini, a adalah hasil kali aktivitas kelarutan yang dapat di turunkan sebagai berikut:

Ba(IO3)2 Ba2+ + 2IO3

-

..(5)Misalnya dalam larutan terdapat elektrolit lain yang tidak mengandung ion senama dengan

Ba(IO3)2(misal KCl) dan anggap kelarutan Ba(IO3)2dalam air adalah s mol/liter, maka c+

(konsentrasi ion Ba2+dalam larutan) = s mol/liter dan c- (konsentrasi ion IO3-dalam larutan)=

2s mol/liter.

Dari persamaan (3) akan diperoleh:

c = 1,59 s..(6)

Dengan menggabungkan persamaan (6) dengan persamaan (4) diperoleh

s = (Ka1/3/1,5) = konstanta = so(7)

Dalam hal ini so adalah kelarutan teoritis bila y mendekati 1 satu (=1) yaitu pada

keadaan dimana kekuatan ion sama dengan nol (I=0). Karena y selalu menurun dengan

meningkatnya kekuatan ion, maka baik kelarutan dan hasil kali kelarutan, Ksp (dinyatakan

dalam konsentrasi, bukan dalam aktivitas) dari elektrolit yang sedikit larut akan meningkat

dengan adanya penambahan elektrolit lain yang tidak mengandung ion senama. Jika nilai so

dapat ditentukan dengan jalan ekstrapolasi ke kekuatan ion sama dengan nol, maka y

pada berbagai konsentrasi akan dapat dihitung ( = so/s).

Pada larutan elektrolit, s bergantung pada kekuatan ion yang didefinisikan sebagai:

. (8)Keterangan:

ci= konsentrasi ion ke-i dalam mol/liter

zi= muatan ion ke-i

Kekuatan ion (I) harus dihitung berdasarkan semua ion yang berada di dalam larutan.

Nilai I terendah yang dapat digunakan untuk mengukur kelarutan dibatasi oleh kelarutan

elektrolit dalam air. Ekstrapolasi ke kekuatan ion sama dengan nol, dilakukan berdasarkan

teori Debye-Huckle untuk elektrolit kuat.

Teori Debye-Huckle menyatakan bahwa untuk larutan dengan kekuatan ion yang

rendah (I


3/15

C. ALAT DAN BAHAN

ALAT:

a. Labu Erlenmeyer 250 ml 8 buah

b. Mikroburet 2 buah

c. Labu takar 250 ml

d. Labu takar 100 ml

e. Pipet 25 ml

BAHAN:

a. KCl 0,1 M

b. Ba(IO3)2, dibuat dengan cara mencampurkan KIO3 dan BaCl2secara stoikhiometris.

c. Na2S2O30,01 M

d. HCl 1 M

e. KI 0,5 gram/liter

f. Larutan kanji 1%

g. Selang plastik kecil dan kapas.

D. CARA KERJA

Menyiapkan alat dan larutan yang diperlukan


4/15

Panaskan dalam penangas50C selama 1 menit

Didiamkan dalampenangan air/waterbath

25C selama 1 jam Pipet 25 ml dari labu,barium iodat yang tak

larut jangan sampaiterpipet

Ditambahkan 1 ml KI 0,5gr/liter dan 2 ml HCl 1 M

Titrasi dengan Na.Tiosulfat(merahKuning)

Beberapa tetes larutanpati 1 %

Lakukan untuk Erlenmeyer yanglain

Titrasi kembali dengan Na.Tiosulfat

(Biru hitamhilang)


5/15

E. DATA PENGAMATAN

NomorLabu

Erlenmeyer

Konsentrasilarutan KCl

(M)

Volumetiosulfatuntuk

titrasi (mL)

Konsentrasilarutan

jenuh IO3-

(M)

Kelarutan(s)

Ba(IO3)2(M)

Log s

1 0,1 7.2 0.350 0.175 -0.75

2 0,05 8.3 0.150 0.075 -1.12

3 0,02 9.7 0.050 0.025 -1.60

4 0,01 10.5 0.026 0.013 -1.8

5 0,005 12.2 0.0099 0.045 -1.346

6 0,002 13.5 0.003 0.001 -3

7 0.001 8 - - -

Nomor LabuErlenmeyer

Kekuatan Ion(I) so/s =

Log

1 0.362 0.601 0.242 -0.616

2 0.160 0.4 0.386 -0.4134

3 0.057 0.238 0.562 -0.25

4 0.029 0.170 0.670 -0.17

5 0.010 0.1 0.764 -0.116

6 0.004 0.006 0.851 -0.070

7 - - - -

Gambar 1. Grafik log so Vs


6/15

Gambar 2. Grafik Log (So/s) Vs I

F. PEMBAHASAN

Percobaan ini bertujuan untuk mengukur kelarutan barium iodat dalam larutan KCl

dengan berbagai kekuatan ion, menghitung kelarutan barium iodat pada I = 0 dan

menghitung koefisien aktivitas rata-rata barium iodat pada berbagai I serta menguji

penggunakan hukum Debye-Huckle. Untuk menunjukkan antara kekuatan ion dan aktivitas

ion dapat dilihat dari perubahan kelarutan elekttrolit yang sedikit larut dalam air, dalam hal ini

Ba(IO3)2.

Berdasarkan dari teori Debye-Huckle dimana suatu diasumsikan bahwa suatuelectrolit kuat akan berdisosiasi secara sempurna mejadi ion-ionnya. Selain itu juga

diasumsikan bahwa pada konsenntrasi yang sangat encer interaksi yang terjadi antara ion-

ion yang terdapat dalam larutan hanya gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak.

Salah satu cara untuk melihat bagaimana ketergantungan aktivitas ion pada kekuatan

ion adalah dengan jalan mempelajari perubahan kelarutan elektrolit yang sedikit

larut,dimana pada percobaan ini digunakan larutan barium iodat,sebagai akibat adanya

penamabahn elektrolit lain. Elektrolit yang ditambahkan disini bukanlah suatu elektrolit

dengan ion senama dengan baiun iodat, tapi pada percobaan ini digunakan larutan KCl.

Agar hukum Debye-Huckle konsentrasi barium iodat yang digunakan harus berada dalam

konsentrasi yang rendah,yaitu kelarutan ion < 0,01.

Dari percobaan yang telah dilakukan didapat hasil volume tiosulfat yang digunakan

untuk titrasi sebanyak 7,1; 8,3; 9,5; 10,0; 12,0; 13,8 dan 21 ml untuk konsentrasi KCl yang

semakin kecil. Dari data yang diperoleh ini dapat ditentukan konsentrasi dari ion IO3- ,

kelarutan dari barium iodat(sebagaimana yang telah disebutkan), logaritma dari kelarutan

(log S),kurva log S, intensitas rata-rata,koefisien aktivitas rata-rata dan log dari koefisien

aktivitas rata-rata yang kemudian dapat dibuat kurva log +- sebagai fungsi dari I .

Setelah dilakkan analisis dan perhitungan pada tersebut diperoleh hail seperti dalam

table data pengamatan. Dari hasil tersebut dapat diperoleh Kekuatan Ion dan Aktivitas Ion

serta kelarutannya. Reaksi yang terjadi pada saat titrasi adalah sebagai berikut.


7/15

IO3-+ 8H++ 6 H+ 3 I3

- + 3H2O

I3- + 2 S2O3- S4O6

- + 3 I-

Sebagai akibat penambahan elektrolit lain bukan senama KCl, dari hasil perhitungan

diperoleh grafik hubungan terhadap kelarutan. Dapat dilihat bahwa kelarutan akan naik

dengan naiknya konsentrasi. Demikian juga sebaliknya, dari grafik plot s terhadap diperoleh

persamaan regresi linear y = = 4.493x - 2.660 yang sebanding dengan persamaan log s =

2A + log so. Dengan jalan ekstrapolasi (x = 0) diperoleh log s = - 2.660 dan kelarutan (s) =

2,19 x 10-3.

Kelarutan pada larutan elektrolit bergantung pada kekuatan ion, dimana kelarutan

semakin meningkat dengan meningkatnya kekuatan ion. Teori Debye-Huckle memprediksi

bahwa logaritma koefisien ionik rata-rata adalah fungsi linear dari akar pangkat dua

kekuatan ionik dan slopenya bernilai negatif.

Koefisien aktivitas ionik hanya bergantung pada muatan ion dan konsentrasinya.

Hubungan antara keduanya dapat dilihat dari grafik yang diperoleh dari hasil perhitungan.

Sesuai grafik dapat dilihat bahwa koefisien aktivitas ionik rata-rata naik dengan turunnya

konsentrasi.

Hasil percobaan kurang sempurna, mungkin disebabkan oleh beberapa faktor, di antaranya:

1. Kekurangtelitian praktikan saat percobaan, misalnya pada saat menimbang bahan.

2. Validitas alat yang digunakan.

3. Kekeliruananalisis data.

I. KESIMPULAN DAN SARAN

1. Kesimpulan yang dapat di ambil dari percobaan kali ini adalah :

a. Kelarutan barium iodat semakin menurun dalam larutan KCl yang konsentrasinya semakin

rendah dengan kekuatan ion yang semakin besar.

b. Kelarutan barium iodat pada I = 0 dengan ekstrapolasi adalah 2,2756 x 10 -3M.

c. Koefisien aktivitas rata-rata barium iodat ( ) pada berbagai nilai I dapat dilihat pada tabel

pengamatan.

d. Koefisien aktivitas ionik rata-rata semakin meningkat dengan turunnya konsentrasi.

2. Saransaran

a. Persiapkan alat dan bahan sebelum waktu praktikum dimulai untuk mengefektifkan waktu.

b. Diperlukan pembagian kerja yang baik antar anggota kelompok untuk menyelesaikan

praktikum ini.

c. Diperlukan ketelitian dalam pembuatan Barium Iodat secara stoikhiometris.

d. Jangan melupakan untuk melakukan standarisasi Natrium Tiosulfat.

e. Gunakan mikroburet untuk ketelitian yang tinggi pada data yang akan diambil.

II. DAFTAR PUSTAKA

Budi Santosa, Nurwachid. 2006. KIMIA FISIKA II. Semarang: Jurusan Kimia FMIPA UNNES.

Tim Dosen Kimia Fisika. 2011. Petunjuk Praktikum Kimia Fisik. Semarang. Jurusan Kimia FMIPA

UNNES.


8/15

Wahyuni, Sri. 2003. Buku Ajar KIMIA FISIKA 2. Semarang. Unnes.

Mengetahui, Semarang, 20 November 2012

Dosen Pengampu Praktikan,

Ir. Sri Wahyuni, M.Si Eny Atminiati

NIP. 1965122819910022001 NIM. 4301410007


9/15

LAMPIRAN

1. JAWABAN PERTANYAAN

1. T = 25C

Konstanta dielektrik = 78,5

e = 1,6. 10-19

NA= 6,02.10-23mol

k = 1,381.10-23J/mol

A = ......?

H2O H+ + OH-

I = (10-7 + 10-7) = 10-7

ln =

=

= 9,5387.10-56.

2. I= [ c+ ] [ c- ]2

0.01 = c2

0.02 = c2

C = 0.141

c = ( c+c-2)1/3

= ( 0.141x0.1412)1/3

= 0.141

Log =-A|Z+.Z-| )

= -0.509| +1.-2|0.011/2)

= -0.1018

= 0.791

a = .c= 0.791x0.141 = 0.11153


10/15

2. ANALISIS DATA

A. Erlenmeyer 1

1. Konsentrasi larutan jenuh IO3-

V lar dlm Erleneyer = V1 = 25 ml

[ KCl ] = M1 = 0,1 M

V tiosulfat = V2 = 7,2 ml

V1.M1 = V2.M2

25 ml x 0.1 M = 7,2 ml x M2

M2 = 0,347M

Jadi, konsentrasi larutan jenuh IO3-= 0,347M

2. Kelarutan Ba(IO3)2

Ba(IO3)2 Ba2+ + 2 IO3

-

s s 2s

[ IO3-] = 0.347 M = 2s

s = 0.347 /2 = 0,173 M

Jadi, Kelarutan Ba(IO3)2= s = 0.173 M

3. Log s

Log s = Log 0.176 = -0,76

4. Kekuatan ion (I)

KCl K+ + Cl-

Ba(IO3)2 Ba2+ + 2 IO3-

I = {[K+] + [Cl-] + [IO3-] +[Ba2+]}

= ( 0.1 + 0.1 + 0.347 + 0.176 )

= 0,36

5. I1/2= 0.361/2= 0,600

6. log so = log s - |2A- |

= - 0,754( 2 x 0.509 x 0.603)

= - 0.149

so = antilog -0.149

= 0,7097. so/s = y = 0,043 /0.176

= 4.08

8. log y = log 0,26 = - 0,611

B. Erlenmeyer 2

1.Konsentrasi larutan jenuh IO3-


[ KCl ] = M1 = 0.05 M

V tiosulfat = V2 = 8,3 mlV1.M1 = V2.M2


11/15

25 ml x 0.05 M = 8,3 ml x M2

M2 = 0,151 M

Jadi, konsentrasi larutan jenuh IO3-= 0,151 M


Ba(IO3)2 Ba2+ + 2 IO3-s s 2s

[ IO3-] = 0,151 M = 2s

s = 0,151/2 = 0,075 M

Jadi, Kelarutan Ba(IO3)2= s = 0,075 M

3. Log s

Log s = Log 0,075 = -1,123

4. Kekuatan ion (I)

KCl K+ + Cl-

Ba(IO3)2 Ba2+ + 2 IO3-

I = {[K+] + [Cl-] + [IO3-] +[Ba2+]}

= ( 0,05 + 0,05 + 0,151+ 0,075 )

= 0,163

5. I1/2= 0,161/2= 0,404

6. log so = log s - |2A- |

= - 1,12( 2 x 0,509 x 0,404)

= -1,534

so = antilog -1,534

= 0,029

7. so/s = y = 0,0292 / 0,075

= 0,388

8. log y = log 0,388 = - 0,411

C. Erlenmeyer 3

1.Konsentrasi larutan jenuh IO3-


[ KCl ] = M1 = 0,02 M

V tiosulfat = V2 = 9.7 ml

V1.M1 = V2.M2

25 ml x 0.02 M = 9. 7ml x M2

M2 = 0,051 M



Ba(IO3)2 Ba2+ + 2 IO3

-

s s 2s

[ IO3-] = 0,053 M = 2s

s = 0,053/2 = 0,026 M



12/15

3. Log s

Log s = Log 0,026 = - 1,580

4. Kekuatan ion (I)

KCl K+ + Cl-

Ba(IO3)2 Ba2+ + 2 IO3-I = {[K+] + [Cl-] + [IO3

-] +[Ba2+]}

= ( 0,02 + 0,02 + 0,053 + 0,026 )

= 0,059

5. I1/2= 0,051/2= 0,244

6. log so = log s - |2A- |

= - 1,580( 2 x 0.509 x 0,244)

= - 1,828

so = antilog -1,828

= 0,015

7. so/s = y = 0,015/ 0,026

= 0,565

8. log y = log 0,565= - 1.835

D. Erlenmeyer 4



[ KCl ] = M1 = 0.01 M

V tiosulfat = V2 = 10 ml

V1.M1 = V2.M2

25 ml x 0,01 M = 10 ml x M2

M2 = 0,025 M



Ba(IO3)2 Ba2+ + 2 IO3

-

s s 2s

[ IO3-] = 0,025 M = 2s

s = 0,025/2 = 0,013 M

Jadi, Kelarutan Ba(IO3)2 = s = 0,013 M

3. Log s

Log s = Log 0,013 = -1.903

4. Kekuatan ion (I)

KCl K+ + Cl-

Ba(IO3)2 Ba2+ + 2 IO3-

I = {[K+] + [Cl-] + [IO3-] +[Ba2+]}

= ( 0,01 + 0,01 + 0,025 + 0,013 )

= 0,029

5. I1/2= 0,0291/2= 0,170


13/15

6. log so = log s - |2A- |

= - 2( 2 x 0,509 x 0,170)

= - 2,076

so = antilog -2,076

= 0,008

7. so/s = y =0,008/ 0,013

= 0,672

8. log y = log 0,672= - 0,169

E. Erlenmeyer 5



[ KCl ] = M1 = 0.005 M

V tiosulfat = V2 = 12 ml

V1.M1 = V2.M2

25 ml x 0,005 M = 12 ml x M2

M2 = 0,010 M



Ba(IO3)2 Ba2+ + 2 IO3

-

s s 2s

[ IO3-] = 0,01 M = 2s

s = 0,01/2 = 0,005 M


3. Log s

Log s = Log 0,005 = -2,283

4. Kekuatan ion (I)

KCl K+ + Cl-

Ba(IO3)2 Ba2+ + 2 IO3-

I = {[K+] + [Cl-] + [IO3-] +[Ba2+]}

= ( 0,005 + 0,005 + 0,01 + 0,005 )

= 0,013

5. I1/2= 0,0131/2= 0,113

6. log so = log s - |2A- |

= - 2,283( 2 x 0,509 x 0,113)

= -2,399

so = antilog -2,399

= 0,004

7. so/s = y =0,004 /0,005

= 0,767

8. log y = log 0,767= - 0,114F. Erlenmeyer 6


14/15



[ KCl ] = M1 = 0.002 M

V tiosulfat = V2 = 13,8ml

V1.M1 = V2.M225 ml x 0,002 M = 13,8 ml x M2

M2 = 0,004 M



Ba(IO3)2 Ba2+ + 2 IO3

-

s s 2s

[ IO3-] = 0,004 M = 2s

s = 0,004/2 = 0,002 M


3. Log s

Log s = Log 0,002= - 2,83

4. Kekuatan ion (I)

KCl K+ + Cl-

Ba(IO3)2 Ba2+ + 2 IO3-

I = {[K+] + [Cl-] + [IO3-] +[Ba2+]}

= ( 0,002 + 0,002 + 0,004 + 0,002)

= 0,005

5. I1/2= 0,0051/2= 0,069

6. log so = log s - |2A- |

= - 2,8( 2 x 0,509 x 0,069)

= - 2,812

so = antilog -2,812

= 0,0015

7. so/s = y = 0,002 / 0,0015

= 0,851

8. log y = log 0,851 = - 0,0703

G. Erlenmeyer 7

Air

Standarisasi Na.tiosulfat

5 ml larutan KIO3( 0.0769 gram dalam 100ml )

M = gr.1000/(Mr.V)

= 0.0769x1000/ (214x100)

= 0.00359 mol/lt

Titrasi dengan Na.tiosulfat

V1 = V KIO

3 = 5ml

M1 = M KIO3 = 0.00359 mol/lt


15/15

V2 = V Na.tiosulfat = 2.1 ml ( dari titrasi )

M1x V1 = M2 x V2

0.00359 M x 5 ml = M2x 2.1 ml

M2= 0.00855 mol/lt = konsentrasi Na.tiosulfat

Kelarutan Dan Koefisien Aktivitas Elektrolit Kuat

Documents

Transcript of Kelarutan Dan Koefisien Aktivitas Elektrolit Kuat