LAPORAN KIMIA FISIK KI-3141

Percobaan H-1

PENGENDAPAN SOL HIDROFOB OLEH ELEKTROLIT

Percobaan H-2

PENGENDAPAN TIMBAL BALIK SOL HIDROFOB

Nama : Nisrina Rizkia

NIM : 10510002

Kelompok : 1

Tanggal Percobaan : 05 Oktober 2012

Tanggal Laporan : 11 Oktober 2012

Asisten Praktikum : Hapsari D. (10508094)

LABORATORIUM KIMIA FISIKPROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMINSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2012

PENGENDAPAN SOL HIDROFOB OLEH ELEKTROLIT

I. Tujuan Percobaan

Menentukan nilai pengendapan ion-ion bervalensi satu, dua dan tiga terhadap sol

hidrofob tertentu.

II. Teori Dasar

Partkel dispersi koloid dalam medium polar memiliki muatan listrik. Permukaan

bermuatan ini mempengaruhi distribusi ion terdekat dalam medium pendispersi. Akan

timbul lapis rangkap listrik dan distribusi muatan yang baur di sekitarnya.

Penambahan elektrolit ke dalam sol hidrofob akan menyebabkan penyempitan bagian

luar dari rangkap listrik dan proses adsorpsi ke dalam lapisan stern. Muatan pada

permukaan partikel ternetralisasi sebagian atau seluruhnya oleh ion yang teradsorpsi.

Daerha tolak-menolak lapisan rangkap listrik terkurangi dan memungkinkan jarak

antara partikel cukup merapat sehingga ada gaya tarik-menarik van der waals. Dalam

hal ini akan terjadi flokulasi, partikel sol menggumpal kemudian mengendap. Nilai

pengendapan adalah konsentrasi elektrolit minimum yang diperlukan untuk terjadinya

flokulasi sol hidrofob dalam waktu tertentu. Adapun persamaan untuk konsentrasi

flokulasi yaitu:

Cflokulasi = 9.75B2 3k5T5 2/e2NA2Z6

Nilai pengendapan elektrolit bervalensi satu, dua, dan tiga terhaap sol hidrofob akan

mempunyai perbandingan : : atau 100 : 16 : 0.13

III. Data Pengamatan

Truangan = 26.5˚C

[sol besi] = 9.19 g/liter

[sol negatif] = 3.3333 g/liter

[MgSO4] = 0.05 M

[Na3PO4] = 0.005 M

[NaF] = 0.2 M

[(Al)2(SO4)3] = 0.005 M

a. Sol Postif

V elektrolit

(mL)

V air

(mL)

NaF Al2(SO4)3 MgSO4 Na3PO4

1 4 + + + -

2 3 + + + -

3 2 ++ + ++ -

4 1 + ++ + ++

5 0 + + + +

Variasi Sol Positif

i) NaF ii) Al2(SO4)3

iii) MgSO4 iv) Na3PO4

V elektrolit

(mL)

V air

(mL)

Endapan

3.2 1.8 +

3.4 1.6 ++++

3.6 1.4 ++

3.8 1.2 +++

V elektrolit

(mL)

V air (mL) Endapan

3.2 1.8 +++

3.4 1.6 ++++

3.6 1.4 +

3.8 1.2 ++

b. Sol Negatif

V elektrolit

(mL)

V air

(mL)

NaF Al2(SO4)3 MgSO4 Na3PO4

1 4 - + - -

2 3 - - - -

3 2 - - - -

4 1 - - - -

5 0 - - - -

Variasi Sol Negatif

Al2(SO4)3

Pengamatan Sol Positif

V elektrolit

(mL)

V air (mL) Endapan

0.2 4.8 +

0.4 4.6 -

0.6 4.4 -

0.8 4.2 -

Larutan setelah divariasikan Larutan Variasi MgSO4

Larutan Variasi Na3PO4 Larutan Variasi NaF

Larutan variasi Al2(SO4)3

Pengamatan Sol Negatif

Gambar sol negatif keseluruhan Larutan Na3PO4

Larutan NaF Larutan MgSO4

Larutan Al2(SO4)3 Larutan variasi Al2(SO4)3

IV. Pengolahan Data

Vtotal = Velektrolit +Vair + Vsol = 10 mL

a. Sol Positif

i) NaF

Cp= = = 0.052 M

ii) Al2(SO4)3

Cp= = = 0.0017 M

iii) MgSO4

Cp= = = 0.013 M

iv) Na3PO4

Cp= = = 0.0017 M

b. Sol Negatif

Al2(SO4)3

Cp= = = 0.0001

II. Pembahasan

Dalam percobaan ini akan dilakukan pengamatan mengenai kestabilan sol hidrofob.

Kestabilan sol hidrofob disebabkan oleh muatan sejenis dari partikel-partikel terdispersi,

hingga terjadi tolak menolak antar partikel, dan adanya lapisan rangkap listrik pada

antarmuka partikel terdispersi dengan medium pendispersinya. Gaya tolak-menolak antar

partikel yang bermuatan sejenis mencegah partikel-partikel koloid bergabung dan

mengendap. Apabila muatan listrik ini hilanga maka partikel koloid akan bergabung dan

membentuk gumpalan , prosesnya disebut flokulasi dan gumpalannya disebut flok. Jika

suatu elektrolit ditambahkan ke dalam sistem koloid, maka partikel-partikel koloid yang

bermuatan negatif akan menarik ion positif (kation) dari elektrolit. Sementara itu, partikel-

partikel koloid yang bermuatan positif akan menarik ion negatif (anion) dari elektrolit. Hal

ini menyebabkan partikel -partikel koloid tersebut dikelilingi oleh lapisan kedua yang

memiliki muatan berlawanan dengan muatan lapisan pertama. Apabila jarak antara lapisan

pertama dan kedua cukup dekat, maka muatan keduanya akan hilang sehingga terjadi

koagulasi.

Elektrolit yang digunakan dalam percobaan ini adalah elektrolit bervalensi satu, dua,

dan tiga yaitu diantaranya NaF, MgSO4, Al2(SO4)3, dan Na3PO4. Perbandingan nilai

pengendapan elektrolit bervalensi satu, dua, dan tiga adalah 100: 16: 0.13, sedangkan pada

percobaan kali ini 0.052: 0.013 : 0.0017 atau 100: 25 : 3.3 . Kesalahan yang terjadi dapat

disebabkan oleh kesalahan dalam menentukan larutan yang memiliki endapan paling banyak.

Hasil yang diperoleh kurang tepat karena dilihat hanya dari tingkat kejernihan larutan dan

endapan terbanyak, serta pembuatan larutan yang divariasikan hanya sekali, jika dilakukan

lebih detail mungkin akan mendapatkan hasil yang maksimal namun butuh waktu yang lebih

lama.

Campuran sol besi – air – elektrolit pada awalnya berwarna orange selurhnya, kemudian

seiring bertambahnya waktu, perlahan-lahan terjadi pengendapan sehingga bagian atas

berupa larutan bening dan bagian bawah terdapat gumpalan yang mengendap akibat tertarik

gravitasi. Pengendapan terbanyak ditentukan dengan melihat warna larutan yang paling

bening. Penentuan dengan cara ini sangat subyektif sehingga diperoleh hasil yang kurang

tepat.

Pada sol negatif (sol arsen sulfida) endapan hanya dihasilkan dengan larutan elektrolit

Al2(SO4)3 hal tersebut dikarenakan Al2(SO4)3 adalah elektrolit bervalensi tiga sehingga

banyak muatan yang dapat mengelilingi permukaan sol sehingga mengganggu kestabilan dan

akhirnya terbentuk endapan. Hal tersebut membuktikan bahwa sol negatif memiliki

kestabilan yang lebih tinggi dibandingkan dengan sol positif.

III. Kesimpulan

Nilai pengendapan elektrolit untuk sol positif Besi (III) Oksida adalah:

NaF = 0.052 M

Al2(SO4)3= 0.0017 M

MgSO4 = 0.013 M

Na3PO4= 0.0017 M

Nilai pengendapan elektrolit untuk sol negatif Arsen (III) Oksida adalah:

Al2(SO4)3 = 0.0001 M

IV. Daftar Pustaka

D.J Shaw, “Introduction Colloid and Surface Chemistry”, edisi ke-2, 1970, hal 167-176

Findlay-Kitchener, “Practical Physical Chemistry”, edisi ke-8, hal 314

V. Lampiran

1. Sebutkan cara-cara umum membuat sol !

2. Apa arti dan gunanya dialisis?

3. Bagaimana cara menentukan tanda muatan sol?

4. Bagaimana bunyi hokum Hardy-Schulze ? Faktor-faktor apa yang

mempengaruhi nilai pengendapan suatu sol?

5. Apa yang dimaksud dengan koloid pelindung ? Berikan contohnya !

6. Jelaskan proses apa yang terjadi pada penjernihan air dengan menggunakan

tawas!

Jawab:

1. Dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu

a. Kondensasi : Reaksi Redoks, Dekomposisi Rangkap, Hidrolisis, dan Pergantian

Pelarut

b. Mekanik : Peptisasi dan loncatan bunga listrik

2. Dialisis merupakan proses pemurnian koloid dengan membersihkan atau

menghilangkan ion-ion pengganggu menggunakan suatu kantong yang terbuat dari

selaput semipermiabel.  Caranya, sistem koloid dimasukkan ke dalam kantong

semipermeabel, dan diletakkan dalam air. Selaput semipermeabel ini hanya dapat

dilalui oleh ion-ion, sedang partikel koloid tidak dapat melaluinya, dengan demikian

akan diperoleh koloid yang murni. Ion-ion yang keluar melalui selaput semipermeabel

ini kemudian larut dalam air. Dalam proses dialisis hilangnya ion-ion dari sistem koloid

dapat dipercepat dengan menggunakan air yang mengalir.Dialysis bertujuan untuk

memurnikan.

3. Muatan suatu sol dapat diketahui dengan metode elektroforesis, koloid bermuatan

negatif akan bergerak ke anode (elektrode positif) sedang koloid bermuatan positif akan

bergerak ke katode (elektrode negatif).

4. Hukum Hardy-Schulze berbunyi : faktor-faktor yangmempengaruhi nilai pengendapan

suatu sol antara lain lapisan rangkap listrik diantara permukaan partikel dan medium

pendispersinya, afinitas partikel-partikel terdispersi.

5. Koloid yang bersifat melindungi koloid lain supaya tidak mengalami koagulasi. Koloid

semacam ini disebut koloid pelindung. Koloid pelindung ini membentuk lapisan di

sekeliling partikel koloid yang lain sehingga melindungi muatan koloid tersebut. Koloid

pelindung ini akan membungkus partikel zat terdispersi, sehingga tidak dapat lagi

mengelompok. Contoh pemanfaatan koloid pelindung adalah sebagai berikut:

- Pada pembuatan es krim digunakan gelatin untuk mencegah pembentukan Kristal

besar atau gula

- Cat dan tinta dapat bertahan lama karena menggunakan suatu koloid pelindung.

- Zat-zat pengemulsi seperti sabun dan detergen juga tergolong koloid pelindung.

6. Proses yang terjadi pada penjernihan air menggunakan tawas adalah koagulasi dan

flokulasi. Koagulasi adalah penambahan koagulan yang menjadikan partikel tidak stabil

dan membentuk flok. Sedangkan flokulasi adalah penggabungan flok menjadi ukuran

yang lebih besar.

PENGENDAPAN TIMBAL BALIK SOL HIDROFOB

I. Tujuan Percobaan

Menentukan konsentrasi relatif dua sol hidrofob yang berlawanan muatan pada saat

terjadi pengendapan timbal balik sempurna

II. Teori Dasar

Kestabilan sol hidrofob disebabkan karena adanya lapisan rangkap listrik di

antara permukaan partikel dan medium pendispersinya. Permukaan partikel

terdispersi mengadsorpsi ion-ion tertentu sehingga partikel tersebut memperoleh

muatan listrik tertentu. Partikel-partikel koloid akan bermuatan sejenis maka satu

sama lain saling tolak-manolak dan ion-ion di sekitarnya terdistribusi membnetuk

lapisan rangkap listrik menyesuaikan diri dengan muatan pada permukaan partikel

tersebut. Jadi adanya sedikit elektrolit dapat menstabilkan sol.

Sol hidrofob dapat diendapkan dengan menambahkan elketrolit. Antaraksi

yang terjadi antara partikel sol dengan ion yang berlawanan muatan akan

mengakibatkan penetralan muatan partikel, menghilangkna kestabilan sol tersebut

karena hilangnya gaya tolak-menolak antar partikel dan sol tersebut akan mengalami

flokulasi akhirnya partikel-partikel sol akan mengendap. Efek yang sama akan

dialami apabila ke dalam suatu sol ditambahkan sol lain yang berlawanan jenis.

III. Data Pengamatan

Truangan = 26.5˚C

Mr Besi (III) Oksida = 159.7 g/mol

Mr Arsen (III) Sulfida = 246.04 g/mol

[sol besi] = 9.19 g/liter / Mr = 9.19/159.7 = 0.057545398 M

[sol negatif] = 3.3333 g/liter/ Mr = 3.3333/264.04 = 0.012624224 M

No tabung V sol + (mL) V sol – (mL) Endapan1 1 9 +2 2 8 -3 3 7 -4 4 6 -5 5 5 -6 6 4 -7 7 3 -8 8 2 -9 9 1 -

Setelah divariasikan

No tabung V sol + (mL) V sol – (mL) Endapan1 0.2 9.8 -2 0.4 9.6 +3 0.6 9.4 +++4 0.8 9.2 ++++5 1.0 9.0 ++6 1.2 8.8 -7 1.4 8.6 -8 1.6 8.4 -9 1.8 8.2 -

IV. Pengolahan Data

[C+] = = = 0.004603632 M

[C-] = = = 0.011614286 M

Konsentrasi Relatif = = = 0.396376663 M

V. Pembahasan

Muatan koloid ditentukan oleh muatan ion yang terserap permukaan koloid. Sol posotif

mengadsorpsi kation dari medium pendispersinya, sedangkan sol positif mengadsorpsi anion

dari medium pendispersinya. Partikel-partikel koloid yang bermuatan sejenis akan tolak-

menolak dan ion-ion di sekitarnya akan terdistribusi membentuk lapisan rangkap listrik

menyesuaikan diri dengan muatan pada permukaan partikel tersebut.

Kestabilan sol hidrofob disebabkan karen adanya lapisan rangkap listrik di anatara

permukaan partikel dan medium pendispersinya. Pemukaan partikel terdispersi mengadsorpsi

ion-ion tertentu sehingga partikel akan bermuatan. Partikel-partikel koloid akan bermuatan

sejenis maka akan tolak-menolak. Hal tersebutlah yang diakibatkan dengan penambahan

elektrolit, hal yang sama juga akan dilihat jika penambahan sol hidrofob yang berlawanan

muatan dilakukan, penambahan dalam jumlah yang sedikit mungkin dapat menstabilkan sol,

namu pada penambahan jumlah tertentu akan membuat sol terflokulasi karena akan terjadi

penetralan muatan partikel.

Dalam percobaan kali ini yang semulanya hanya terdapat sol pisitif (Besi (III) oksida)

kemudian ditambahkan dengan sol negatif (Arsen (III) oksida) , maka interaksinya akan

menyebabkan penetralan muatan partikel, menghilangkan kestabilan sol tersebut karena

hilangnya gaya tolak-menolak antar partikel dan sol tersebut akhirnya terflokulasi, partikel-

partikel sol akan mengendap. Dalam hal ini akan terjadi bila kedua sol dicampurkan dengan

perbandingan tertentu.

Pada awalnya didapatkan volume sol positif 1 mL dan volume sol negatif 9 mL di

mana terjadi endapan, setelah dilakukan variasi terhadap keduanya maka didapatkan volume

sol positif 0.8 mL dan volume sol negatif 9.2 mL di mana terbentuk endapan paling banyak.

Dari hasil percobaan diperoleh konsentrasi relatif di mana terjadi pengendapan secara

sempurna yaitu 0.396376663 M.

VI. Kesimpulan

Konsentrasi relatif kedua sel hidrofob adalah 0.396376663 M

VII. Daftar Pustaka

G.f.Levvet, “Findlay’s Practical Physical Chemistry” 9nd ed, hal. 402-403

S.Glasstone,”Textbook of Chemistry”, 2nd ed, 1946, hal.1243-1245