OBJEK 2

Praktikum Kimia Fisika IISemester Genap 2011/2012

PENENTUAN TETAPAN KESETIMBANGAN ASAM LEMAH

SECARA KONDUKTOMETRI

I. TUJUAN

1. Untuk menentukan nilai Ka asam lemah.

2. Mempelajari daya hantar listrik larutan elektrolit kuat dan

elektrolit lemah.

II. TEORI

Apabila suatu senyawa dilarutkan dalam pelarut (misalnya air)

maka akan menghasilkan larutan yang dapat menghantarkan

arus listrik yang disebut dengan larutan elektrolit. Elektrolit

sering kali diklasifikasikan berdasarkan kemampuannya

menghantarkan arus listrik. Elektrolit yang dapat

menghantarkan arus listrik dengan baik digolongkan ke dalam

elektrolit kuat, sedangkan elektrolit yang sifat menghantarkan

arus lsitriknya lemah atau buruk digolongkan ke dalam

elektrolit lemah.

Apabila garam dapur, asam cuka atau gula secara terpisah

dilarutkan ke dalam air kemudian dialirkan arus listrik menuju

bola lampu dengan melewati masing-masing larutan tersebut

maka dapat diamati hal-hal berikut ini :

1. Arus listrik yang melalui larutan asam cuka menyebabkan

lampu menyala-redup, artinya asam cuka memiliki daya

hantar yang lemah.

2. Arus listrik yang melalui larutan garam dapur menyebabkan

lampu menyala terang, artinya larutan garam dapur

mempunyai daya hantar yang kuat.

3. Sedangkan arus listrik yang melalui larutan gula tidak mampu

menyalakan lampu, artinya larutan gula tidak dapat

menghantarkan arus listrik.

Penentuan Tetapan Kesetimbangan Asam Lemah Secara Konduktometri


Pada tahun 1938 muncul konsep asam basa yang

dikemukakan oleh Gilbert Lewis. Lewis mengusulkan definisi

asam basa dalam bentuk donor dan akseptor elektron. Definisi

ini lebih banyak digunakan karena sederhana dan aplikasinya

cukup luas. Berikut contoh konsep teori asam basa menurut

Lewis :

Ag+ + 2NH3 → Ag(NH3)2

Asam Basa

Ni +4CO → Ni(CO)4

Konsep asam basa menurut Lewis adalah :

1. Asam adalah penerima atau aseptor elektron.

2. Basa adalah pemberi atau donor elektron.

Selain teori asam basa tersebut, masih ada lagi beberapa

teori asam basa lainnya, yaitu :

a. Lux Flood

Asam adalah akseptor oksida, sedangkan basa adalah

pendonor oksida.

b. Sistem Pelarut

Asam adalah zat terlarut yang dapat meningkatkan

konsentrasi kation pelarut, sedangkan basa adalah zat

terlarut yang dapat meningkatkan konsentrasi anion

pelarut.

c. Usanovich

Asam adalah spesies yang bereaksi dengan basa

menghasilkan kation atau penerima anion atau elektron,

sedangkan basa adalah spesies yang bereaksi dengan

menghasilkan anion atau elektron yang bergabung dengan

kation.

Ionisasi Air

Air bersifat menghantarkan listrik walaupun daya

hantarnya lemah. Menurut teori Bronsted Lowry air bersifat



sebagai pelarut protik karena melibatkan proton dalam

reaksinya dengan senyawa lain.

Pada pengenceran tak hingga, baik elektrolit kuat maupun

elektrolit lemah akan berdisosiasi sempurna. Arrhenius

menyatakan suatu besaran yang dikenal dengan derajat

disosiasi (α). Dengan mengetahui nilai konstanta disosiasi suatu

asam lemah, konsentrasi ion dalam larutan pada berbagai

konsentrasi dapat dihitung :

AB A+ + B-

c(1- α) αc αc

Ka = ¿¿

Ka = (α c)2

c (1−α ) ………… (1)

α = λ / λ0 ………… (2)

Dimana :

α = derajat disosiasi.

λ = daya hantar equivalen larutan pada konsentrasi tertentu.

λ0 = hantaran equivalen larutan pada pengenceran tak hingga.

Penggabungan persamaan (1) dan (2) diperoleh persamaan

(3), yaitu :

K = c λ2

λ0( λ0−λ ) 1λ =

1

K λ02 (λc) +

1λ0

Nilai K diperoleh dari kurva :

1A

Vs Ac

Pada percobaan ini penentuan tetapan kesetimbangan asam

lemah dilakukan dengan menggunakan konduktometer.

Konduktansi didefinisikan sebagai kebalikan dari tahanan.

Satuan dari konduktansi atau hantaran adalah ohm. Hantaran

suatu larutan berbanding lurus pada luas permukaan elektroda

dikali konsentrasi ion per satuan volume larutan. Metoda

konduktasi dapat digunakan untuk mengikuti titrasi reaksi jika



perbedaan antara konduktansi cukup besar antara sebelum dan

sesudah penambahan reagen. Tetapan sel harus diketahui,

dimana selama pengukurannya yang berturut-turut jarak

elektroda harus tetap. Tetapi proses pengenceran membuat

hantarannya tidak berfungsi secara linear tapi dengan

konsentrasi.

Titrasi secara konduktansi sangat berguna bila hantaran

sebelum dan sesudah reaksi cukup banyak berbeda. Metoda ini

kurang bermanfaat untuk larutan dengan konduktansi ionik

yang terlalu tinggi, contoh Fe3+ dan KMnO4. Karena perubahan

ini dari hantaran sebelum dan sesudah titik equivalen terlalu

kecil jika dibandingkan dengan besarnya konduktansi total.

Asam kuat dan asam lemah

Asam kuat adalah asam yang dapat terionisasi sempurna

atau 100 % dalam air, contohnya :

H2O + HCl H3O+ + Cl-

Sedangkan asam lemah adalah asam yang tidak terionisasi

seluruhnya dalam air dan terjadi reaksi bolak-balik yang dalam

reaksi digambarkan dengan dua panah, contohnya :

CH3COOH + H2O CH3COOH + H3O+

Dalam reaksi diatas, setiap saat hanya 1% dari molekul

asam etanoat yang diubah ke dalam bentuk ion, sisanya tetap

dalam molekul asam etanoat yang sederhana.

III. PROSEDUR PERCOBAAN

III.1Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

1. Konduktometer, untuk menghitung daya hantar.

2. Sel hantaran, sebagai sel penghantar.

3. Gelas piala, sebagai tempat sampel.

4. Gelas ukur, untuk mengukur volume sampel.

5. Labu ukur, untuk mengencerkan sampel.



3.1.2 Bahan

1. Asam asetat, sebagai sampel.

2. KCl 0,1 N, sampel.

III.2Skema Kerja

- dicuci dengan aquadest

hingga nilai hantarannya

konstan

-diencerkan dengan -dilarutkan dengan

-diukur nilai


Sel Hantaran

AquadestLarutan KClLarutan asam asetat


berbagai konsentrasi konsentrasi 0,1N

hantaran

-diukur nilai hantaran diukur nilai hantaran

-diukur suhu

-diukur suhu dan diukur suhunya

- hasil data diolah dalam

bentuk grafik

III.3Skema Alat


Hasil data


Keterangan :

1. Elektroda

2. Larutan

3. Konduktometer

IV. PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

IV.1Data dan Perhitungan

4.1.1 Tabel

SampelKonduktivi

tasSuhu

Aquades 342 μs 27,0 °C

CH3COOH 0,2

N2,72 mS 27,2 °C

CH3COOH 0,4

N3,09 mS 27,3 °C

CH3COOH 0,6

N3,25 mS 27,3 °C



CH3COOH 0,8

N3,43 mS 27,4 °C

CH3COOH 1,0

N3,67 mS 27,4 °C

KCl 33,10 mS 27,6 °C

4.1.2 Pengenceran asam asetat 98 %

N asam asetat = % . ρ .1000

BE =

98% .1,05g /ml .100060 g /molek = 17,15 N

1. CH3COOH 1 N

V1 . N1 = V2 . N2

V1 . 17,15 N = 100 mL . 1 N

V1 = 5,83 mL

2. CH3COOH 0,8 N

V1 . N1 = V2 . N2

V1 . 1 N = 100 mL . 0,8 M

V1 = 80 mL

3. CH3COOH 0,6 N

V1 . N1 = V2 . N2

V1 . 0,8 N = 100 mL . 0,6 M

V1 = 75 mL

4. CH3COOH 0,4 N

V1 . N1 = V2 . N2

V1 . 0,6 N = 100 mL . 0,4 N

V1 = 66,67 mL

5. CH3COOH 0,2 N

V1 . N1 = V2 . N2

V1 . 0,4 N = 100 mL . 0,2 N

V1 = 50 mL

4.1.2 Penentuan Hantaran Listrik (L)



Hantaran Listrik = hantaran listrik sampel - hantaran listrik

aquades

L aquades = 342 μS = 0,342 x 10-3 S

1. CH3COOH 1 N

L asam asetat = (3,67 - 0,342) x 10-3 S

= 3,328 x 10-3 S

2. CH3COOH 0,8 N

L asam asetat = (3,43 - 0,342) x 10-3 S

= 3,088 x 10-3 S

3. CH3COOH 0,6 N

L asam asetat = (3,25 - 0,342) x 10-3 S

= 2,908 x 10-3 S

4. CH3COOH 0,4 N

L asam asetat = (343,09 - 0,342) x 10-3 S

= 2,748 x 10-3 S

5. CH3COOH 0,2 N

L asam asetat = (2,72 - 0,342) x 10-3 S

= 2,378 x 10-3 S

4.1.3 Penentuan Nilai Kappa

Rumus : K = L . ρA

, dimana ρA

= 0,099 cm-1

1. CH3COOH 1 N

K = 3,328 x 10-3 S (0,099 cm-1)

= 0,329 x 10-3 S cm-1

2. CH3COOH 0,8 N

K = 3,088 x 10-3 S (0,099 cm-1)

= 0,3057 x 10-3 S cm-1

3. CH3COOH 0,6 N

K = 2,908 x 10-3 S (0,099 cm-1)

= 0,2879 x 10-3 S cm-1



4. CH3COOH 0,4 N

K = 2,748 x 10-3 S (0,099 cm-1)

= 0,2720 x 10-3 S cm-1

5. CH3COOH 0,2 N

K = 2,378 x 10-3 S (0,099 cm-1)

= 0,2354 x 10-3 S cm-1

4.1.4 Penentuan Hantaran Ekuivalen (λc)

Rumus : λc = 1000 .KM

1. CH3COOH 1 N

λc = 1000x (0,329x 10−3S cm−1)

1N = 0,3295 S cm2 moleq-1

2. CH3COOH 0,8 N

λc = 1000x (0,3057x 10−3S cm−1)

0,8N = 0,3821 S cm2 moleq-1

3. CH3COOH 0,6 N

λc = 1000x (0,2879x 10−3S cm−1)

0,6N = 0,4798 S cm2 moleq-1

4. CH3COOH 0,4 N

λc = 1000x (0,2720x 10−3S cm−1)

0,4N = 0,6801 S cm2 moleq-1

5. CH3COOH 0,2 N

λc = 1000x (0,2354 x10−3Scm−1)

0,2N = 1,1771 S cm2 moleq-1

4.1.5 Penentuan Nilai Hantaran Suhu

Rumus : Λt = Λ0 [1 + 0,02 (t – 25)°C]

1. CH3COOH 1 N

Λt = 390,55 [1 + 0,02 (27,4 – 25)°C]

= 390,5 x 1,048

= 409,2964 S cm2 moleq-1



2. CH3COOH 0,8 N

Λt = 390,55 [1 + 0,02 (27,4 – 25)°C]

= 390,55 x 1,048

= 409,2964 S cm2 moleq-1

3. CH3COOH 0,6 N

Λt = 390,55 [1 + 0,02 (27,3 – 25)°C]

= 390,55 x 1,046

= 408,5153 S cm2 moleq-1

4. CH3COOH 0,4 N

Λt = 390,55 [1 + 0,02 (27,3 – 25)°C]

= 390,55 x 1,046

= 408,5153 S cm2 moleq-1

5. CH3COOH 0,2 N

Λt = 390,55 [1 + 0,02 (27,3 – 25)°C]

= 390,55 x 1,046

= 408,5153 S cm2 moleq-1

4.1.6 Penentuan Derajat Ionisasi

Rumus : α = λcλ0

1. CH3COOH 1 N

α = 0,3295S cm2moleq−1

390,55S cm2moleq−1 = 8,4368 x 10-4

2. CH3COOH 0,8 N

α = 0,3821Scm2moleq−1

390,55S cm2moleq−1 = 9,7836 x 10-4

3. CH3COOH 0,6 N

α = 0,4798S cm2moleq−1

390,55S cm2moleq−1 = 12,285 x 10-4

4. CH3COOH 0,4 N


390,55S cm2moleq−1 = 17,4139 x 10-4

5. CH3COOH 0,2 N




390,55S cm2moleq−1 = 30,1395 x 10-4

4.1.7 Penentuan Nilai Ka

Rumus : Ka = C .α2

1−α

1. CH3COOH 1 N

Ka = 1N (8,4368x 10−4)2

1−8,4368x 10−4

= 71,1796 x10−8

0,9991 = 7,1240 x 10-7

2. CH3COOH 0,8 N

Ka = 0,8N (9,7836 x10−4)2

1−9,7836 x10−4

= 76,5751x 10−8

0,9990 = 7,6650 x 10-7

3. CH3COOH 0,6 N

Ka = 0,6N (12,285 x10−4)2

1−12,285x 10−4

= 90,5527 x10−8

0,9988 = 9,0664 x 10-7

4. CH3COOH 0,4 N

Ka = 0,4N (17,4139 x10−4)2

1−17,4139 x10−4

= 121,2976 x10−8

0,9982 = 12,1509 x 10-7

5. CH3COOH 0,2 N

Ka = 0,2N (30,1395x 10−4)2

1−30,1395x 10−4

= 181,6779x 10−8

0,9970 = 18,2227 x 10-7

4.1.8 Persamaan Regresi



X = Ʌc dan Y = 1Ʌc

X Y XY X2

0,32

95

0,38

21

0,47

98

0,68

01

1,17

71

3,034

9

2,617

1

2,084

2

1,470

4

0,849

5

1,0000

1,0000

1,0000

1,0000

1,0000

0,1086

0,1460

0,2302

0,4625

1,3856

3,04

86

10,05

61

5,0000 2,3329

xrata-rata = 0,6097

yrata-rata = 2,0112

B = nΣXY−ΣX ΣYn Σ x2−(Σ x )2

B = 5 (5 )−3,0486(10,0561)

5 (2,3329 )−¿¿

= -2,3864

A = y – Bx

= (2,0112) – (-2,3864) (0,6097)

= 3,4662

Jadi persamaan regresinya adalah Y = 3,4662 – 2,3864X

Ka =1

A (Ʌo2) =

13,4662¿¿ = 1,8914 x 10-6

Jadi Ka CH3COOH yang kita peroleh adalah = 0,19 x 10-5



Grafik

a. Kurva Ʌc vs 1Ʌc

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.10

0.050.1

0.150.2

0.250.3

0.35

f(x) = 0.11045 x + 0.21973R² = 0.976510388108208

Kurva Ʌc vs 1/Ʌc

Ʌc

1/Ʌ

c

b. Kurva Konsentrasi vs Daya Hantar Listrik



0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.10

0.51

1.52

2.53

3.5f(x) = 1.12 x + 2.218R² = 0.976794891761408

Kurva Konsentrasi vs Daya Hantar Listrik

Konsentrasi (N)

Daya H

anta

r Lis

trik

x 0

,001

(S)

IV.2Pembahasan

Pada praktikum ini bertujuan untuk menentukan nilai Ka asam

lemah dan mempelajari daya hantar listrik larutan elektrolit

kuat dan elektrolit lemah. Dalam percobaan penentuan tetapan

kesetimbangan asam lemah secara konduktometri ini

pengukuran derajat disosiasi dilakukan berdasarkan atas

pengukuran konduktivitas elektrolit yang biasa disebut dengan

metoda konduktivitas. Dari konduktometer dapat diketahui

besarnya konduktivitas atau hantaran (L) dari suatu larutan dan

akan digunakan untuk mencari tetapan sel dengan membagi

hantaran jenis dengan hantaran larutan sampel.

Proses pertama mengukur daya hantar aquades, tujuannya

untuk dijadikan sebagai pengkoreksi hantaran asam asetat

(elektolit lemah) karena asam asetat tersebut diencerkan



dengan aquadest. Asam lemah yang digunakan, dibuat dengan

berbagai konsentrasi yang bervariasi yaitu 1 N; 0,8 N ; 0,6 N ;

0,4 N dan 0,2 N. Dengan adanya variasi konsentrasi dari asam

asetat maka diperoleh nilai hantaran yang berbeda pula.

Setelah dilakukan percobaan, diperoleh data yang

menyatakan bahwa nilai hantaran KCl lebih besar daripada

hantaran asam asetat. Hal ini dikarenakan KCl merupakan

elektrolit kuat yang terion sempurna dibandingkan dengan asam

asetat yang merupakan elektrolit lemah sehingga hanya dapat

terion sebagian.

Selain itu, juga didapatkan bahwa semakin kecil

konsentrasi larutan maka hantaran yang dihasilkan juga

semakin kecil. Dan sebaliknya bila konsentrasi semakin besar

maka hantaran (L) yang dihasilkan juga akan besar. Jadi antara

konsentrasi dengan hantaran (L) mempunyai hubungan

berbanding lurus. Hal ini disebabkan karena berkurangnya

jumlah zat yang terionisasi dalam larutan akibat adanya

pengenceran. Sedangkan untuk konduktivitas molar dengan

konsentrasi berbanding terbalik. Dimana konsentrasi semakin

besar maka konduktivitas molarnya akan semakin kecil dan

sebaliknya bila konsentrasi semakin kecil maka konduktivitas

molarnya akan semakin besar.

Perlu diketahui bahwa hantaran suatu larutan dipengaruhi

oleh konsentrasi suatu larutan dimana konsentrasi berbanding

lurus dengan hantaran. Dan alat yang digunakan untuk

mengetahui hantaran itu adalah konduktometer. Pada alat ini,

tidak hanya dapat menentukan hantaran dari suatu larutan saja

tetapi juga akan mendapatkan berapa suhu dari larutan

tersebut. Setiap menggunakan alat konduktometer dalam

mengukur hantaran maka alat yang terkena larutan tersebut

harus dibilas kemudian dikeringkan terlebih dahulu agar tidak

dipengaruhi daya hantar pada konsentrasi lain.



Dalam percobaan ini, juga ditentukan nilai Ka dari asam

asetat. Dari perhitungan dapat dianalisa bahwa nilai Ka akan

bertambah besar jika konsentrasinya berkurang dan sebaliknya

nilai Ka akan berkurang jika konsentrasinya bertambah. Hal ini

disebabkan karena nilai Ka berbanding terbalik dengan

konsentrasi dan juga berbanding terbalik dengan nilai pKa nya

karena pKa = - log Ka. Nilai Ka asam asetat yang diperoleh

adalah sebesar 0,19 x 10-5, sedangkan nilai Ka secara teori

sebesar 1,8 x 10-5.

V. KESIMPULAN DAN SARAN



5.1 Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan, maka dapat diambil

beberapa kesimpulan:

1. Tetapan kesetimbangan asam lemah dapat ditentukan

dengan konduktometri.

2. Konsentrasi sangat mempengaruhi nilai hantaran, dimana

konsentrasi berbanding lurus dengan hantaran.

3. Jika konsentrasi semakin besar maka nilai hantarannya akan

semakin besar pula dan sebaliknya, jika konsentrasi semakin

kecil maka nilai hantarannya akan semakin kecil pula.

4. Bila konsentrasi semakin besar maka konduktivitas molarnya

akan semakin besar dan sebaliknya, bila konsentrasi

semakin kecil maka konduktivitas molarnya akan semakin

kecil.

5. Bila konsentrasi semakin kecil maka hantaran molarnya akan

semakin besar dan sebaliknya, bila konsentrasi semakin

besar maka hantaran molarnya akan semakin kecil.

6. Bila konsentrasi semakin kecil maka Ka yang didapatkan

semakin besar dan sebaliknya, bila konsentrasi semakin

besar maka Ka yang didapatkan semakin kecil.

7. Asam lemah merupakan elektrolit yang lemah, karena daya

hantarnya yang kecil.

5.2 Saran

Agar pada pratikum selanjutnya, dapat berjalan dengan baik

dan lancar maka diharapkan pada pratikan agar :

1. Bekerja sesuai dengan prosedur kerja.

2. Memahami prinsip dari praktikum kali ini.

3. Teliti dalam mengukur hantaran dengan konduktometer.

4. Teliti dalam melakukan pengenceran asam asetat.

5. Teliti dalam menimbang.

6. Bilas sel konduktometer sampai bersih.



JAWABAN PERTANYAAN

1. Yang dimaksud dengan hantaran jenis dan hantaran

equivalen adalah (satuannya)

a. Hantaran jenis adalah perbandingan daerah elektroda

dengan jarak (L) dan K atau dapat didefinisikan sebagai

hantaran larutan 1 m3 dengan satuan ohm (Ω).

b. Hantaran equivalen adalah hantaran larutan yang

mngandung 1 mol elektrolit dan ditempatkan antara 2

elektroda sejajar yang terpisah 1 meter dengan satuan

ohm/m2.

2. Guna mengukur hantaran KCl 0,1 N adalah untuk

menentukan pengukuran hantaran jenis larutan lain dimana

hantaran KCl dianggap konstan.

3. Yang dimaksud dengan :

a. Bilangan transport adalah arus total yang dibawa oleh ion

utama atau bilangan penghantaran.

b. Mobilitas ion adalah pengukuran jarak yang ditempuh oleh

setiap ion dalam waktu tertentu dan prosesnya disebut

metoda pembuatan yang bergerak.

4. Beda disosiasi dengan ionisasi

a. Disosiasi adalah proses penguraian suatu larutan yang

berdasarkan perbandingan molar pada beberapa

konsentrasi (penguraian tidak sempurna).

b. Ionisasi adalah proses penguraian suatu larutan menjadi

ion penyusunnya (terurai secara sempurna).

5. Pada pengukuran hantaran jenis elektrolit lemah perlu

dikoreksi terhadap hantaran jenis air karena asam lemah

mempunyai nilai tetapan kesetimbangan air lebih kecil.

6. Turunkan persamaan penentuan Ka untuk elektrolit 1-2

dengan pengukuran hantaran :



cAB A+ + B-

c(1-α) αc αc

Ka = ¿¿

= (α)2

c (1−α )……… (1)

α = λλ0

……… (2)

penggabungan persamaan 1 dan 2 diperoleh :

K = c λ2

λ0( λ0−λ ) 1λ =

1

K λ02 (λc) +

1λ0

Nilai K yang diperoleh dari kurva :

1A

Vs Ac



DAFTAR PUSTAKA

Atkins, PW. 1994. KIMIA FISIKA JILID I. Jakarta: Erlangga

Bird, Tony. 1987. KIMIA FISIKA UNTUK UNIVERSITAS.

Jakarta: Gramedia

Kopkhar, SM. 1987. KIMIA FISIKA UNTUK UNIVERSITAS. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.

Zemansky, Sears. 1980. FISIKA UNTUK UNIVERSITAS.

Bandung: Bina Cipta


OBJEK 2

Documents

Transcript of OBJEK 2