Konduktivitas

LAPORAN PRAKTIKUM

“PENGUKURAN KONDUKTIVITAS”

Disusun Oleh :

Kelompok : II (Dua)

Nama Kelompok : 1. Rita P. Mendrova (1107035609)

2. Ryan Tito (1107021186)

3. Yakub J. Silaen (1107036648)

Dosen Pembimbing : Drs. Syamsu Herman, MT

LABORATORIUM TEKNIK I DAN II

PROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS RIAU

2013

Abstrak

Konduktivitas didefinisikan sebagai kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan

arus listrik. Pengukuran konduktivitas dapat dilakukan dengan menggunakan arus

listrik yang dialirkan pada dua elektroda yang dicelupkan kedalam air/larutan kimia,

dan tegangan yang dihasilkan diukur. Percobaan ini bertujuan untuk mempelajari

dasar-dasar pengukuran dengan menggunakan konduktometer dan pengaruh

perubahan konsentrasi terhadap konduktivitas suatu larutan. Parameter utama

yang dipelajari dalam percobaan ini adalah dengan menvariasikan konsentrasi NaCl

0,25%; 0,5%; 0,75%; 1%. Dari percobaan yang dilakukan didapatkan hasil bahwa

semakin besar konsentrasi suatu larutan maka semakin besar nilai konduktivitas yang

dihasilkan.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Tujuan

1. Mempelajari dasar-dasar pengukuran dengan menggunakan

konduktometer

2. Mempelajari pengaruh perubahan konsentrasi terhadap konduktivitas suatu

larutan.

1.2. Dasar Teori

Konduktivitas didefinisikan sebagai kemampuan suatu bahan (larutan, gas,

atau logam) untuk menghantarkan arus listrik. Dalam suatu larutan, arus listrik

dibawa oleh kation-kation dan anion-anion, sedangkan dalam logam arus listrik

dibawa oleh elekton-elektron.

Konduktivitas suatu larutan dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu:

Konsentrasi

Pergerakan ion-ion

Valensi ion

Suhu

1.2.1. Pengaruh Konsentrasi dan Suhu

Setiap unsur/senyawa kimia mempunyai derajat konduktivitas yang

berbeda. Air murni mempunyai konduktivitas yang sangat rendah dan beberapa

senyawa/unsur kimia yang terlarut dalam air dapat meningkatkan konduktivitas

air. Pada umumnya peningkatan konsentrasi zat kimia dalam suatu larutan akan

meningkatkan konduktivitas (Tim Penyusun, 2013).

Perubahan suhu suatu larutan juga mempengaruhi konduktivitasnya,

kenaikan suhu akan meningkatkan pergerakan ion-ion dalam larutan, sehingga

konduktivitas larutan meningkat. Temperatur juga berhubungan secara linier

dengan konduktivitas, peningkatan konduktivitas akibat kenaikan tamperatur

dapat dinyatakan dalam persen per derajat Celsius (slope). Air murni mempunyai

slope yang relatif besar yaitu 5,2 %/0C. Air pada umumnya mempunyai slope

antara 1,8 – 2 %/0C, larutan garam, asam, atau alkali mempunyai slope sekitar 1,5

%/0C (Tim Penyusun, 2013).

1.2.2. Aplikasi Pengukuran Konduktivitas

Pengukuran konduktivitas dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi

suatu larutan kimia atau elektrolit seperti larutan NaCl, HCl, H2SO4, dan NaOH.

Pengukuran konduktivitas secara luas digunakan dalam industri pengolahan air,

pengolahan air limbah industri untuk menentukan tingkat kontaminasi air dan

lain-lain (Tim Penyusun, 2013).

1.2.3. Satuan Konduktivitas

Hantaran listik (conductance) merupakan kebalikan dari tahanan

(resistance), bila tahanan mempunyai satuan dasar ”ohm”, maka satuan dasar

hantaran adalah ”mho” atau biasa ditulis dengan ”siemen” (S). Konduktivitas

adalah hantaran spesifik yang dinyatakan dengan satuan ”siemen/cm”, pada

pengukuran konduktivitas air dan larutan-larutan kimia umumnya digunakan

satuan µS/cm dan mS/cm (Tim Penyusun, 2013).

1.2.4. Alat Ukur Konduktivitas (conductivity meter)

Pengukuran konduktivitas dapat dilakukan dengan menggunakan arus

listrik yang dialirkan pada dua elektroda yang dicelupkan kedalam air/larutan

kimia, dan mengukur tegangan yang dihasilkan. Selama proses ini, kation

berpindah ke elektroda negatif, dan anion berpindah ke elektroda positif,

sedangkan larutan bertindak sebagai penghantar listrik (Tim Penyusun, 2013).

Beberapa jenis khusus conductivity meter menggunakan arus listrik bolak-

balik (AC) pada frekuensi optimal dengan dua elektroda aktif dan mengukur beda

tegangan yang dihasilkan suatu larutan. Kuat arus dan beda tegangan digunakan

untuk menghitung hantaran listrik (conductance).

Conductance = l/V

Conduktivity meter kemudian menggunakan conductance dan cell constant untuk

menampilkan nilai konduktivitas.

Conductivity = Cell Constan x Conductance

BAB II

METODOLOGI PERCOBAAN

2.1. Alat dan Bahan

Alat:

Konduktometer

Beaker glass

Gelas ukur

Timbangan digital

Batang pengaduk

Bahan :

Aquadest

NaCl

2.2. Cara Kerja

1. Buat larutan NaCl 0,25% dengan menimbang NaCl sebanyak 0,25 gram

dan dilarutkan dalam 100 ml aquadest.

2. Elektroda dari konduktometer dicelupkan kedalam aquadest.

3. Elektroda dari konduktometer dicelupkan kedalam larutan NaCl.

4. Konduktivitas yang ditunjukkan konduktometer dicatat.

5. Elektroda dari konduktometer dicelupkan kembali kedalam aquadest.

6. Langkah 2-5 diulakukan kembali dengan konsentrasi larutan 0,5%; 0,75%;

dan 1%.

7. Buat grafik antara konsentrasi NaCl dengan konduktivitas yang didapat.

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Hasil

3.1.1 Penentuan Normalitas HCl 37% dan H2SO4 98%

Normalitas HCl 37% dengan rapat massa 1,19 kg/L yaitu sebesar 1,206 N;

sedangkan Normalitas H2SO4 98% dengan rapat massa 1,84 kg/L yaitu sebesar

3,677 N.

3.1.2 Pengukuran Konduktivitas Larutan NaCl

Tabel 3.1 Hubungan antara konsentrasi dengan konduktivitas

Konsentrasi NaCl (%) Konduktivitas (mV)

0,25 0,03

0,5 0,27

0,75 0,37

1 0,37

0 0.25 0.5 0.75 10

0.0500000000000001

0.1

0.15

0.2

0.250000000000001

0.300000000000001

0.350000000000001

0.400000000000001f(x) = − 0.959999999999998 x² + 1.648 x − 0.319999999999999R² = 0.998963730569948

Konsentrasi(%)

Kon

dukt

ivita

s(m

V)

Gambar 3.1 Grafik hubungan antara konsentrasi NaCl dengan konduktivitas.

3.2. Pembahasan

Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui daya hantar

suatu larutan dengan konsentrasi yang berbeda-beda. Larutan

yang digunakan yaitu larutan NaCl dengan empat macam variasi

konsentrasi (%). Keempat larutan tersebut memiliki konsentrasi

0,25%; 0,5%; 0,75% dan 1%. Pengukuran keempat larutan

tersebut dilakukan berturut-turut dari konsentrasi yang rendah

ke konsentrasi yang tinggi, dimana masing-masing larutan

dilakukan pengukuran sebanyak satu kali.

Alat yang digunakan pada percobaan ini adalah konduktivity

meter. Konduktivity meter adalah metode analisis kimia

berdasarkan hubungan antara konduktansi listrik dan konsentrasi

larutan. Sel terdiri dari sepasang elektroda yang dilapisi dengan

logam untuk menahan efektivitas permukaan elektroda. Pada

larutan yang memiliki konduktivitas atau elektrolitik, ion positif

(kation) akan bergerak kearah katoda, dan ion negatif (anion)

bergerak kearah anoda. Reduksi dan oksidasi akan terjadi pada

katoda dan anoda. Pada reaksi ini, elektron akan berpindah dari

anoda ke katoda dengan dihantarkan listrik (Hidayatullah dkk.,

2012)

Larutan yang diukur konduktivitasnya adalah larutan NaCl.

Larutan NaCl merupakan larutan elektrolit. NaCl merupakan

senyawa ionik yang bila dilarutkan dalam air, maka menjadi

larutan elektrolit. Larutan NaCl akan terionisasi sempurna dan

berubah menjadi ion-ion dalam larutannya yaitu ion Na+ dan Cl-,

sehingga larutan NaCl ini memiliki muatan-muatan negatif dan

positif yang dapat menghantarkan listrik. Dikarenakan NaCl

dapat terionisasi sempurna, maka larutan NaCl merupakan

larutan elektrolit kuat. Senyawa yang termasuk elektrolit kuat

mempunyai daya hantar listrik yang relatif baik walaupun

memiliki konsentrasi yang kecil.

Pada percobaan ini dilakukan pengukuran daya hantar listrik

larutan NaCl dengan berbagai konsentrasi. Pengaruh konsentrasi

pada pengukuran daya hantar listrik ini adalah semakin besar

konsentrasi larutan, maka daya hantar listriknya semakin besar

pula. Hal ini dikarenakan semakin pekat konsentrasi larutan,

maka semakin banyak NaCl yang terlarut dalam air sehingga

menyebabkan semakin banyak NaCl yang terionisasi dan

menghasilkan muatan-muatan negatif dan positif. Apabila

semakin banyak muatan-muatan dalam larutan maka semakin

banyak arus listrik yang dihantarkan. Hal ini tentunya akan

menyebabkan nilai daya hantar listrik suatu larutan akan

semakin besar pula. Begitupun sebaliknya dengan larutan yang

memiliki konsentrasi rendah, maka semakin sedikit muatan-

muatan yang ada pada larutan, sehingga semakin kecil daya

hantar listrik larutan tersebut.

Berdasarkan hasil percobaan pada Gambar 3.1, dapat dilihat

adanya peningkatan nilai konduktivitas larutan NaCl ketika

konsentrasinya dinaikkan. Larutan NaCl dengan konsentrasi

0,25%; 0,5%; 0,75% dan 1% berturut-turut memiliki nilai

konduktivitas sebesar 0,03; 0,27; 0,37; dan 0,37 mV.

Peningkatan konduktiviti terlihat jelas pada konsentrasi 0,25%

hingga 0,75%. Namun konduktivitas NaCl 1% sama dengan

konduktivitas NaCl 0,75% (yaitu sebesar 0,37 mV), yang mana

seharusnya memiliki nilai konduktivitas yang lebih besar. Hal ini

terjadi karena muatan-muatan negatif dan positif yang terdapat

di dalam larutan NaCl 1% sudah terlalu banyak, sehingga

kemampuan muatan-muatan tersebut untuk bergerak semakin

kecil. Akibatnya, daya hantar listrik larutan tersebut tidak dapat

terukur dengan baik.

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. Kesimpulan

1. Normalitas HCl 37% dengan rapat massa 1,19 kg/L yaitu sebesar 1,206 N;

sedangkan Normalitas H2SO4 98% dengan rapat massa 1,84 kg/L yaitu

sebesar 3,677 N.

2. Semakin besar konsentrasi suatu larutan maka semakin besar nilai

konduktivitas yang dihasilkan.

4.2. Saran

1. Pengukuran konduktivitas sebaiknya dilakukan dari

konsentrasi kecil ke konsentrasi besar. Hal ini untuk

mencegah banyaknya ion-ion yang menempel pada logam

konduktivitimeter, sehingga terkontaminasinya ion-ion

pada larutan lain juga semakin kecil.

2. Sel elektroda konduktivity meter harus tercelup seluruhnya

ke dalam larutan, hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan

keakuratan hasil pengukuran.

DAFTAR PUSTAKA

Amrida. 2011. Pembuatan Larutan dengan Konsentrasi Tertentu. [online].

Tersedia : http://www. amrida-akkas.blogspot .com [Diakses pada tanggal 21

September 2013, 23:17 WIB]

Hidayatullah, M.Syarif. Nuran, Nadia Lutfi. Komala, Neng Teti. Puspitasari,

Nevy. 2012. Laporan Praktikum Instrumentasi dan Pengukuran

Konduktivitas. Teknik Kimia – D3 Analis Kimia. Politeknik Negeri Bandung.

doc.word [online]. Tersedia : http://www.himka1polban.wordpress.com

[Diakses pada tanggal 14 September 2013, 19:32 WIB]

Himmelblau, David M. 1999. Prinsip Dasar dan Kalkulasi dalam Teknik Kimia.

PT Prenhallindo. Jakarta

Tim penyusun. 2013. Penuntun Praktikum Instrumentasi dan Pengendalian

Proses. Program Studi DIII Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Riau.

Pekanbaru

http://www.himka1polban.wordpress.com/

http://www.amrida-akkas.blogspot.com/

LAMPIRAN

A. Perhitungan Normalitas HCl 37% dan H2SO4 98%

1. Normalitas HCl 37%, massa jenis = 1,19 kg/L

HCl 37% menyatakan konsentrasi HCl dalam persentase volume per volume

(%v/v), artinya di dalam 100 ml larutan HCl 37% terdapat 37 ml zat terlarut, atau

di dalam 1 Liter larutan HCl 37% terdapat 37x10-3 Liter zat terlarut (Amrida,

2011). Massa HCl dapat ditentukan dengan persamaan berikut :

Massa terlarut (HCl) = ρ x V

= 1,19 kg/L x 37 x 10-3 L

= 44,03 x 10-3 kg

= 44,03 gram

Normalitas HCl 37% (Mr = 36,5 gram/mol) :

NHCl = mol ekivalen

Volume

= gram

berat ekivalenVolume

= gram¿¿ ¿

= gram x valensiVolume x MrHCl

= 44,03 gram x1

1 L x36,5 gram/mol

= 1,206 mol/L

= 1,206 N

2. Normalitas H2SO4 98%, massa jenis = 1,84 kg/L

H2SO4 98% menyatakan konsentrasi H2SO4 dalam persentase volume per

volume (%v/v), artinya di dalam 100 ml larutan H2SO4 98% terdapat 98 ml zat

terlarut, atau di dalam 1 Liter larutan H2SO4 98% terdapat 98x10-3 Liter zat

terlarut. Massa H2SO4 dapat ditentukan dengan persamaan berikut :

Massa terlarut (H2SO4) = ρ x V

= 1,84 kg/L x 98 x 10-3 L

= 180,32 x 10-3 kg

= 180,32 gram

Normalitas H2SO4 98% (Mr = 98,079 gram/mol) :

NH2SO4 = mol ekivalen

Volume

= gram

berat ekivalenVolume

= gram¿¿ ¿

= gram x valensi

Volume x MrH 2 SO 4

= 180,32 gram x 2

1 L x98,079 gram /mol

= 3,677 mol/L

= 3,677 N

B. Perhitungan pembuatan larutan NaCl dengan berbagai variasi

konsentrasi dalam 100 ml aquadest.

Massa jenis pelarut (aquadest) pada suhu 40C = 1,00 g/ml (Himmelblau, 1999).

Massa pelarut (aquadest) = ρ x V

= 1 g/ml x 100 ml

= 100 gram

1. Pembuatan larutan NaCl 0,25% dalam 100 ml aquadest

nt

nt+np . 100% = 0,25%

xx+100 gr . 100% = 0,25%

100% x = 0,25% (x + 100)

100x = 0,25x + 25

99,75x = 25

x = 0,2506266 gram

NaCl ditimbang sebanyak 0,2506266 gram kemudian dimasukkan kedalam

gelas kimia yang telah diisi dengan 100 ml aquadest. Larutan diaduk

menggunakan batang pengaduk sampai NaCl larut.


nt

nt+np . 100% = 0,5%

xx+100 gr . 100% = 0,5%

100% x = 0,5% (x + 100)

100x = 0,5x + 50

99,50x = 50

x = 0,5025126 gram





nt

nt+np . 100% = 0,75%

xx+100 gr . 100% = 0,75%

100% x = 0,75% (x + 100)

100x = 0,75x + 75

99,25x = 75

x = 0,7556675 gram




4. Pembuatan larutan NaCl 1% dalam 100 ml aquadest

nt

nt+np . 100% = 1%

xx+100 gr . 100% = 1%

100% x = 1% (x + 100)

100x = x + 100

99x = 100

x = 1,010101 gram




Konduktivitas

Documents

Transcript of Konduktivitas