LNL TRIIODIDA 2003
-
Upload
radeniqrafia -
Category
Documents
-
view
168 -
download
19
description
Transcript of LNL TRIIODIDA 2003
13
PENENTUAN KONSTANTA KESETIMBANGAN
ION TRIIODIDA
I. TUJUAN
Mengetahui kesetimbangan ion triiodida, triiodida dan Iodium dalam larutan.
Menentukan tetapan kesetimbangan ion triiodida, I3-.
II. TEORI DASAR
Pada suhu kamar, Iodium (I2) berupa padatan. Kristal terdiri dari molekul I2
yang interaksi ikatannya berdasarkan gaya Van der Walls dan banyak sekali sinar dari
spektra tampak yang dapat diserap, terutama jika kristal mendekati kehitaman. Kristal
I2 sedikit sekali larut dalam air, tetapi lebih mudah larut di dalam larutan aqua yang
mengandung ion iodida, I-. Bertambahnya kelarutan I2 dalam I- disebabkan karena
reaksi antara molekul I2 dan I- yang menghasilkan anion baru yang disebut ion
triiodida, I3-. Ion triiodida ini juga terdapat di dalam kristal, sama seperti di dalam
larutan aqua dan mempunyai struktur yang linear sebagai berikut.
.. .. ..
. I – I – I .
.. .. ..
Dengan catatan bahwa struktur ini diperhitungkan untuk seluruh 22 elektron
valensi. Kedua atom iodium yang berada di ujung kiri kanan mempunyai struktur
elektron oktet, tetapi atom iodium yang di tengah mempunyai 10 elektron valensi.
Konfigurasi kulit valensi yang mempunyai 10 atau 12 elektron biasanya ditemukan
pada unsur-unsur yang berada di bawah periode terpanjang pertama dari susunan
berkala unsur. Pada percobaan ini, akan ditentukan nilai konstanta kesetimbanagan
reaksi:
I2 + I- I3- K = (I3
-)
(I2) (I-)
13
Untuk melakukan perhitungan ini perlu dilakukan nilai konsentrasi dari ion
iodida dan konsentrasi molekul I2. Hubungan tersebut biasanya diperhitungkan hanya
di dalam kesetimbangan yang khusus untuk fasa air saja, yaitu:
K = (I3-)akua
(I2)ak (I-)ak
III. ALAT DAN BAHAN
Alat:
Buret
Erlenmeyer tertutup
Bejana gelas (gelas kimia)
Batang pengaduk
Pipet tetes
Gelas ukur
Tissue
Bahan:
Kalium Iodida, KI
Larutan Asam Klorida, HCl 0,01 M
Larutan Natrium Tiosulfat, Na2S2O3 0,01 M
Larutan Karbon Tetra Klorida, CCl4
IV. CARA KERJA
1) Menyiapkan larutan KI 0,025 M dengan cara memasukkan I2 0,035 ml ke dalam
larutan KI 0,20 M sebanyak 1 L.
2) Menyiapkan juga larutan KI 0,1 M; Na2S2O3 0,01 M dan HCl 0,1 M.
3) Mengambil larutan KI 0,025 M sebanyak 75 ml dan memasukkannya ke dalam
labu erlenmeyer 250 ml tertutup, kemudian menambahhkan CCl4 35 ml ke dalam
labu tersebut dan menutupnya kembali.
4) Mengocok labu erlenmeyer tersebut selama beberapa menit, menjaga jangan
sampai larutan tumpah.
13
5) Menuang larutan tersebut ke dalam larutan tersebut ke dalam gelas ukur 100 ml.
Kedua larutan akan memisah.
6) Mengisi buret dengan lapisan cairan bagian atas (aqua).
7) Memindahkan atau mengisi larutan dari buret sebanyak 15 ml ke dalam labu
erlenmeyer (duplo), kemudian menambahkan masing-masing labu 15 ml HCl 0,1
M.
8) Menitrasi kedua larutan dalam kedua labu erlenmeyer itu masing-masing dengan
larutan standar Na2S203 0,001 M.
9) Setelah titrasi selesai, mencatat hasilnya.
10) Membuang sisa larutan lapisan atas dalam buret dan menggantinya dengan
larutan lapisan bawah (CCl4) dari gelas ukur.
11) Melakukan hal yang sama seperti titrasi sebelumnya, namun harus dilakukan
pengocokan secara kontinu karena reaksinya lambat.
12) Mencatat hasil reaksi dan menghitung konstanta kesetimbangannya.
Open dan Eksperimen
1) Membuat larutan KI 0,001 M sebanyak 50 ml dengan cara mengambil 1 tetes larutan
KI 0,025 M dan meneteskannya ke dalam 50 ml air.
2) Membuat larutan I2 dalam air sebanyak 50 ml 0,001 M dan larutan I2 dalam CCl4
sebanyak 50 ml 0,001 M.
3) Melakukan pengukuran persentase transmidi dari setiap larutan pada seluruh panjang
gelombang yang terdapat pada alat.
4) Membuat grafik antara persen transmidi terhadap panjang gelombang dari data setiap
larutan.
5) Mencatat panjang gelombang dimana terdapat absorpsi maksimum dan menjelaskan
pengamatan ini terhadap energi foton yang ditransmisikan serta di absorbsi oleh setiap
larutan.
6) Menghitung absorbsi maksimum ini dalam satuan bilangan gelombang (cm -1) dan
elektro vol (eV).
7) Menghitung juga apakah bilangan gelombang, dan apakah energi dan panjang
gelombang dari foton berhubungan dengan persamaan Planck Einstein : E = hc/λ.
13
V. PENGAMATAN
Penentuan Konstanta Kesetimbangan
Padatan I2 : berupa kristal/padatan ungu
Larutan KI : berwarna bening
Larutan HCl : berwarna bening
Larutan Na2S2O3 : berwarna bening
Larutan CHCl3 : berwarna bening
Pencampuran I2 + KI KI3
I2 larut dalam KI menghasilkan larutan berwarna kuning orange
Pencampuran KI3 + CHCl3
Terbentuk 2 lapisan. Lapisan atas (H2O) berwarna orange coklat. Lapisan
bawah (CHCl3) berwarna ungu-pink. Kemudian lapisan atas dan lapisan bawah
masing-masing dititrasi dengan Na2S2O3
Lapisan atas + HCl berwarna kuning bening
Dititrasi dengan Na2S2O3 memiliki titik akhir titrasi = 0,05 ml
Lapisan bawah dititrasi dengan Na2S2O3 memiliki titik akhir titrasi = 0,2 ml
Perhitungan
I2 dalam CHCl3
2S2O32- S4O6
2- + 2e-
I2 + 2e- 2I-
2S2O32- + I2 S4O6
2- + 2I-
mmol I2 = mmol S2O32-
= 0,01 M . 0,2 ml
= 0,001 mmol
[I2] = 0,001 mmol = 2,532 x 10-4
(3,75 + 0,2) ml
13
[I2] CHCl3 = 90,5
[I2] H2O
I2 dalam fasa aqua (H2O)
I2 + I- I3- ------------persamaan (1)
2S2O32- S4O6
2- + 2e-
I3- + 2e- 3I-
2S2O32- + I3
- S4O62- + 3I-
mmol I3- = mmol S2O3
2-
= 0,01 M . 0,05 ml
= 2,5 x 10-4
[I3-] = 2,5 x 10-4 mmol = 3,311 x 10-5
(3,75 + 3,75 + 0,05) ml
I2 yang tidak bereaksi dalam aqua
Berdasarkan persamaan (1)
mmol I2 = 0,035 gr = 1,3780 x 10-4 mol = 0,13780 mmol
254 gr/mol
mmol I- = 0,20 M x 100 ml = 20 mmol
I2 + I- I3-
m 0,13780 20 -
r 0,13780 0,13780 0,13780
s - 19,8622 0,13780
13
[I-] yang tidak bereaksi dalam aqua :
= 19,8622 mmol = 0,198622 M
100 ml
[I-] aqua yang bereaksi :
= 0,13780 mmol = 0,13780 x 10-2
100 ml
Konstanta Kesetimbangan dalam aqua :
K = [I3-] aq = 3,311 x 10-5 M = 59,78
[I2] aq . [I-] 2,798 x 10-6 M . 0,198622 M
VI. PEMBAHASAN
Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan kelarutan I2 dalam
pelarut polar dan pelarut non polar. Iod segera melarut dalam pelarut non polar,
seperti CS2 dan CCl4. Larutan semacam ini berwarna lembayung seperti dalam
uapnya. Dalam pelarut-pelarut polar, hidrokarbon tak jenuh dan SO2 cair, terbentuk
larutan coklat atau coklat kemerahmudaan. Warna ini menunjukkan pembentukkan
kompleks lemah I2 ---------S yang dikenal sebagai kompleks penyebaran muatan.
Untuk menentukan konstanta kesetimbangan ion triiodida, kita perlu nilai
konsentrasi dari ion iodida, ion triiodida, dan konsentrasi molekul I2 dengan cara
membuat larutan KI3 yang diketahui konsentrasinya (0,015 M) dengan
mencampurkan KI dan I2. Padatan I2 mudah teroksidasi, maka ketika penimbangan
harus hati-hati. Setelah dicampur, maka larutan dalam KI membentuk I3- (KI3).
Kemudian larutan ini dikocok dengan larutan karbon tetra klorida (CCl4) yang tidak
bercampur dengan air sehingga terbentuk 2 fasa. Lapisan atas yang terbentuk
berwarna orange coklat yang merupakan fasa H2O. Spesi yang terdapat di dalamnya
yaitu: K+, I2, I- dan I3-. Sedangkan lapisan bawah merupakan fasa CCl4 yang berwarna
ungu-pink. Spesi yang terdapat di dalamnya hanya I2.
Kemudian dititrasi dengan Na2S2O3. Pada titrasi bagian atasnya diperlukan HCl
karena dibutuhkan suasana asam. Fungsi Na2S2O3 adalah sebagai pereduksi I2 dan I3-
dengan reaksi :
13
2S2O32- S4O6
2- + 2e-
2 I- I2 + 2e-
3I- + 2e- I3-
Pada percobaan, volume Na2S2O3 dibutuhkan untuk menitrasi larutan pada bagian
atasnya (H2O). Titik akhir titrasinya berwarna kuning pucat sangat muda. Sedangkan pada
bagian bawahnya (lapisan CCl4), titrasi dihentikan sampai larutan bening. Tetapi, pada
percobaan ini terbentuk 2 lapisan bawah bening. Larutan bening ini berasal dari larutan
Na2S2O3 yang mangandung air sehingga memisah dari larutan bagian atasnya yang agak
bening. Hal ini sesuai dengan prinsip like disolve like karena perbedaan kepolaran air dengan
CCl4 dan akan memisah. Air bersifat polar dan CCl4 bersifat non polar. Hal ini juga yang
menyebabkan I2 tidak larut dalam air tetapi larut dalam CCl4
Ion triiodida berwarna kuning orange, terbentuk ketika melarutkan I2 dengan larutan
aqua KI, terdapat banyak kompleks I3-. Ion lain biasanya tidak stabil dalam larutan aqua
walaupun dapat diperoleh dalam CH3OH dan sebagai garam kristal dari kation besar seperti
Cs+ dan R4N. Hantaran listrik dari lelehan I2 dianggap berikatan dengan pengionan diri :
3I- + 2e- I3-
Pada I3- terjadi ikatan momen dipol induksi, molekul simetris yang besar dimana atom
pusat positif relatif terpisah dari elektron-elektronnya kemungkinan disusun dari elektron
yang simetri yang memilki ikatan ionik kuat. Momen dipol dihasilkan dari interaksi charge
partikel dipol yang disebut dipol induksi, dan ada beberapa ikatan ion yang dihasilkan dari
interaksi ionik dipol induksi.
Beberapa spesi memiliki ikatan lebih dari 8 elektronvalensi yang tidak mengikuti
struktur lewis yang terlibat dalam suatu ikatan. Pada I3-, pusat atomnya terdiri dari 10 sampai
12 elektron. Karena spesi ini kaya elektron di pusat atomnya, dikenal dengan istilah
hypervalent.
Dalam proses analitik, iodium digunakan sebagai pereaksi oksidasi (iodimetri) dan
ion iodida digunakan sebagai pereaksi reduksi (iodometri). Relatif beberapa zat merupakan
pereaksi reduksi yang cukup kuat untuk dititrasi secara langsung dengan iodium. Maka
jumlah penentuan iodimetrik adalah sedikit. Akan tetapi banyak pereaksi oksidasi cukup kuat
13
untuk bereaksi sempurna dengan ion iodida, dan ada banyak penggunaan proses iodometrik.
Suatu kelebihan ion iodida ditambahkan kepada pereaksi oksidasi yang ditentukan, dengan
pembebasan iodium, yang kemudian dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat. Reaksi antara
iodium dan tiosulfat berlangsung secara sempurna.
Iodium hanya sedikit larut dalam air (0,00134 mol per liter pada 25 0C), tetapi agak
larut dalam larutan yang mengandung ion iodida. Larutan iodium standar dapat dibuat
dengan menimbang langsung iodium murni dan pengenceran dalam botol volumetrik.
Iodium, dimurnikan dengan sublimasi dan ditambahkan pada suatu larutan KI pekat, yang
ditimbang dengan teliti sebelum dan sesudah penembahan iodium. Akan tetapi biasanya
larutan distandarisasikan terhadap suatu standar primer, As2O3 yang paling biasa digunakan.
Larutan standar yang dipergunakan dalam kebanyakan proses iodometrik adalah
natrium tiosulfat. Garam ini biasanya tersedia sebagai pentahidrat Na2S2O3.5H2O. Larutan
tidak boleh distandarisasi dengan penimbangan secara langsung, tetapi harus distandarisasi
terhadap standar primer. Larutan natrium tiosulfat tidak stabil untuk waktu yang lama.
Sejumlah zat padat digunakan sebagai standar primer untuk larutan natrium tiosulfat. Iodium
murni merupakan standar yang paling nyata, tetapi jarang digunakan karena kesukaran dalam
penanganan dan penimbangan. Lebih sering digunakan pereaksi yang kuat yang
membebaskan iodium dari iodida, suatu proses iodometrik (Underwood, 1986).
Metode titrasi iodometri langsung (kadang-kadang dinamakan iodimetri) mengacu kepada
titrasi dengan suatu larutan iod standar. Metode titrasi iodometri tak langsung (kadang-
kadang dinamakan iodometri), adlaah berkenaan dengan titrasi dari iod yang dibebaskan
dalam reaksi kimia. Potensial reduksi normal dari sistem reversibel:
I2(solid) 2e 2I-
adalah 0,5345 volt. Persamaan di atas mengacu kepada suatu larutan air yang jenuh dengan
adanya iod padat; reaksi sel setengah ini akan terjadi, misalnya, menjelang akhir titrasi iodida
dengan suatu zat pengoksid seperti kalium permanganat, ketika konsentrasi ion iodida
menjadi relatif rendah. Dekat permulaan, atau dalam kebanyakan titrasi iodometri, bila ion
iodida terdapat dengan berlebih, terbentuklah ion tri-iodida:
I2(aq) + I- I3-
13
Karena iod mudah larut dalam larutan iodida. Reaksi sel setengah itu lebih baik ditulis
sebagai:
I3- + 2e 3I-
Dan potensial reduksi standarnya adalah 0,5355 volt. Maka, iod atau ion tri-iodida
merupakan zat pengoksid yang jauh lebih lemah ketimbang kalium permanganat, kalium
dikromat, dan serium (IV) sulfat.
Dalam kebanyakan titrasi langsung dengan iod (iodimetri), digunakan suatu larutan
iod dalam kalium iodida, dan karena itu spesi reaktifnya adalh ion tri-iodida, I3-. Untuk
tepatnya, semua persamaan yang melibatkan reaksi-reaksi iod seharusnya ditulis dengan I3-
dan bukan dengan I2, misalnya:
I3- + 2S2O3
2- 3I- + S4O62-
akan lebih akurat daripada:
I2 + 2S2O32- 2I- + S4O6
2-
Warna larutan 0,1 N iodium adalah cukup kuat sehingga iodium dapat bekerja sebagai
indikatornya sendiri. Iodium juga memberi warna ungu atau merah lembayung yang kuat
kepada pelarut-pelarut sebagai karbon tetraklorida atau kloroform dan kadang-kadang hal ini
digunakan untuk mengetahui titik akhir titrasi. Akan tetapi lebih umum digunakan suatu
larutan (dispersi koloidal) kanji, karena warna biru tua dari kompleks kanji-iodium dipakai
untuk suatu uji sangat peka terhadap iodium. Kepekaan lebih besar dalam larutan yang sedikit
asam daripada larutan netral dan lebih besar dengan adanya ion iodida
13
VII. KESIMPULAN
Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan kelarutan I2 dalam pelarut
polar dan pelarut non polar.
I2 dalam CHCl3
[I2] = 0,001 mmol = 2,532 x 10-4
(3,75 + 0,2) ml
I2 dalam fasa aqua (H2O)[I3
-] = 2,5 x 10-4 mmol = 3,311 x 10-5
(3,75 + 3,75 + 0,05) ml [I-] yang tidak bereaksi dalam aqua :
= 19,8622 mmol = 0,198622 M
100 ml
[I-] aqua yang bereaksi :
= 0,13780 mmol = 0,13780 x 10-2
100 ml
Konstanta Kesetimbangan dalam aqua :
K = [I3-] aq = 3,311 x 10-5 M = 59,78
[I2] aq . [I-] 2,798 x 10-6 M . 0,198622 M
VIII. JAWABAN PERTANYAAN
Kesimpulan apa yang dapat dibuat dari perubahan energi yang diabsorbsi oleh I2
jika dilarutkan dalam pelarut yang berbeda?
Jawab:
Energi yang diabsorbsi oleh I2 dengan pelarut CHCl3 lebih kecil bila dibandingkan
dengan energi yang diserap oleh larutan I2 dalam air. Hal ini dikarenakan ikatan I2
dengan CHCl3 lebih baik, atau lebih mudah larut karena kepolarannya sama bila
dibandingkan dengan I2 dalam air sehingga memiliki energi yang kecil dan
mengakibatkan elektronnya lebih mudah tereksitasi.
13
IX. DAFTAR PUSTAKA
R. A. Day, Underwood. 1986. Kimia Analisis Kuantitatif. Jakarta: Penerbit Erlangga
Cotton, Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Depok : UI Press
Tim KBI Anorganik. 2008. Praktikum Kimia Logam Non Logam. Depok: Departemen
Kimia FMIPA UI.
Basset. J etc. 1994. Buku Ajar Vogel, Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Penerbit
Buku Kedokteran EGC. Jakarta.
Khopkar, S. M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Universitas Indonesia Press.
Jakarta.
Rivai, Harrizul. 1995. Asas Pemeriksaan Kimia. Penerbit UI. Jakarta.
http://chem-is-try.org//pemisahan-secara-iodometri.html (diakses Minggu, 25 April
2010, pukul 13:11)
http://chem-is-try.org//ion-triodida.html (diakses hari Minggu, 25 April 2010, pukul
14.17)
13
Lampiran
MSDS1) Iodine
Keamanan data untuk Iodine
Data Fisik
Appearance: Purple to black crystals Tampilan: Ungu untuk kristal hitam Melting point: 113 - 114 C Titik lebur: 113-114 C Boiling point: 183 C Titik didih: 183 C Specific gravity: 4.93 Spesifik gravitasi: 4,93 Vapour pressure: 0.31 mm Hg at 25 C Tekanan uap: 0,31 mm Hg di 25 C Vapour density: 9.0 (air = 1) Kepadatan uap: 9,0 (udara = 1) Flash point: n/a Flash point: n / a Explosion limits: n/a Ledakan batas: n / a Autoignition temperature: Autosulutan suhu:
Stabilitas
Stabil. Senyawa oksidator. Bahan yang harus dihindari termasuk agen mengurangi kuat, logam bubuk, amonia, garam amonium, asetilena, asetaldehida, bahan bakar, aluminium, kimia logam aktif, karbida, minyak terpentin, azida, karbida, amonium hidroksida, natrium tiosulfat sedikit. Menyublim pada suhu kamar.
2) CCl4
FORMULA MOLEKUL: C-CL4 Boiling Point: 171 F (77 C) Titik beku: -9 F (-23 C) Tekanan uap: 91,3 mmHg @ 20 C KERAPATAN uap (udara = 1): 5,32 GRAVITASI SPESIFIK (air = 1): 1,5940 AIR kelarutan: 0,08% @ 20 C PH: Tidak tersedia
13
Stabilitas dan Reaktivitas Reaktivitas: Stabil pada suhu normal dan tekanan.
3) HCl
Asam klorida pekat (asam klorida berasap) akan membentuk kabut asam. Baik kabut dan larutan tersebut Asam klorida pekat (asam klorida berasap) akan membentuk kabut asam. Baik kabut dan larutan tersebut bersifat korosif terhadap jaringan tubuh, dengan potensi kerusakan pada organ pernapasan, mata, kulit, dan usus. Seketika asam klorida bercampur dengan bahan kimia oksidator lainnya,bersifat korosif terhadap jaringan tubuh, dengan potensi kerusakan pada organ pernapasan, mata, kulit, dan usus. Seketika asam klorida bercampur dengan bahan kimia oksidator lainnya.
4) Natrium tiosulfat
Nama IUPAC Sodium thiosulfate Nama lain Natrium hiposulfitSifat Formula molekul Na2S2O3 Jisim molar 158.108 g/mol
Bentuk hablur putih
Kerapatan1.667 g/cm3
Titik lebur 48.3 °C
Takat didih100 °C (terurai)Kebolehlarutan di dalam air 20.9 g/100 ml (20 °C)