modul praktikum kimia fisika & analitika 2014
DESCRIPTION
Modul Praktikum Kimia Fisika dan Analitika, Teknik Kimia 2014. Berisi panduang mengenii modul-modul Kimia Fisika dan Kimia AnalitikTRANSCRIPT
-
BUKU PANDUAN PRAKTIKUM
KIMIA FISIKA DAN KIMIA ANALITIK
LABORATORIUM DASAR PROSES KIMIA
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA
DEPOK 2014
-
Daftar isi
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
DAFTAR ISI
Halaman DAFTAR ISI 1 TATA TERTIB PRAKTIKUM 2 SUSUNAN PEMBUATAN LAPORAN PRAKTIKUM 4 PETUNJUK PENGGUNAAN PERALATAN 6 PRAKTIKUM KIMIA FISIKA DAN KIMIA ANALITIK Percobaan 1 : Adsorpsi Isotermis 9 Percobaan 2 : Pengaruh Konsentrasi dan Suhu padaLlaju Reaksi 13 Percobaan 3 : Sistem Zat Cair 3 Komponen 16 Percobaan 4 : Sifat Koligatif Larutan 20 Percobaan 5 : Kesetimbangan Kimia dan Prinsip Le Chatelier 22 Percobaan 6 : Penentuan Sifat Molekul Berdasarkan Pengukuran Massa Jenis Gas 25 Percobaan 7 : Analisis Gravimetri 28 Percobaan 8 : Metoda Potensiometri 33 Percobaan 9 : Spektofotometri Sinar Tampak 49 Percobaan 10 : Metoda Konduktometri 62 Percobaan 11 : Kromatografi Gas 66
DAFTAR PUSTAKA 75
-
Tata Tertib Praktikum
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
TATA TERTIB PRAKTIKUM
1. Semua Praktikan diwajibkan mengenakan Jas Praktikum yang berwarna putih selama
melaksanakan praktikum.
2. Hadir 15 menit sebelum tes awal dimulai, dan menyerahkan kartu monitoring praktikum
kepada asisten.
3. Menyerahkan buku Laporan Pendahuluan dan Jurnal Praktikum (lihat bagian Contoh
Penulisan Laporan Pendahuluan dan Jurnal) kepada Asisten. Buku tersebut dapat diminta
lagi ke Asisten setelah mengikuti tes awal.
4. Mengikuti tes awal sebelum percobaan dilakukan sampai Asisten yang bertanggung jawab
menilai bahwa Praktikan pantas dan mampu melaksanakan percobaan yang telah
ditentukan. Apabila Praktikan tidak mengikuti tes awal, percobaan dinyatakan gugur. Tes
awal berlangsung kira-kira 15 - 30 menit.
5. Mencatat semua hasil pengamatan dari percobaan yang dilakukan di dalam buku laporan
Pendahuluan dan Jurnal Praktikum. Pada akhir percobaan semua hasil pengamatan harus
diketahui dan ditandatangani oleh Asisten
6. Buku Laporan Praktikum (lihat bagian Contoh Penulisan Laporan praktikum) harus
telah diserahkan kepada Asisten minggu sebelumnya, sedangkan buku laporan
Pendahuluan dan jurnal praktikum diserahkan kepada Asisten sebelum tes awal dimulai.
Keterlambatan penyerahan akan dikenai sangsi, yaitu tidak boleh mengikuti praktikum
pada hari penyerahan Buku Laporan Praktikum. Buku laporan dapat diambil kembali 2
hari setelah diserahkan di ruang Laboratorium Dasar Proses Kimia, atau langsung ke
Asisten yang bersangkutan.
7. Kekurang sempurnaan laporan praktikum harus diperbaiki dan diserahkan kepada asisten
yang bersangkutan paling lambat seminggu setelah dinyatakan perlu perbaikan.
8. Peminjaman alat-alat praktikum harus seijin petugas laboratorium dan dikembalikan kepada
petugas laboratorium dalam keadaan yang sama. Praktikan harus menandatangani lembar
inventarisasi alat dan mengembalikan alat-alat praktikum.
9. Sebelum meninggalkan laboratorium, praktikan harus membersihkan meja kerja dan alat-
alat praktikum serta mengatur kembali letak bahan-bahan praktikum.
10. Penggunaan alat-alat dan pemakaian bahan kimia harus hati-hati, tidak boleh sampai ada
bahan kimia yang tercecer atau tumpah.
11. Kesalahan kerja atau kelalaian Praktikan sehingga terjadi kerusakan alat
atau bahan yang terbuang, wajib diganti oleh Praktikan dengan bahan/alat yang sama.
-
Tata Tertib Praktikum
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
12. Bersikap sopan pada Asisten.
13. Ketidakhadiran praktikan pada waktu yang telah dijadwalkan dinyatakan gugur, kecuali
ada alasan yang kuat.
14. Ketidakhadiran praktikan karena sakit, percobaannya dapat dilakukan di luar jadwal
praktikum dengan persetujuan asisten, setelah mendapat ijin dari Dosen Koordinator
Praktikum. Dispensasi perubahan jadwal praktikum karena sakit hanya dibolehkan satu
kali selama periode praktikum.
15. lulus praktikum:
Telah mengikuti tes pendahuluan sebelum praktikum dimulai. Telah melaksanakan semua percobaan pada semester yang sama dan dinyatakan lulus
oleh asisten.
Menyerahkan laporan praktikum untuk semua percobaan yang telah dilaksanakan dan dinilai oleh asisten.
Lulus ujian akhir praktikum.
-
Susunan Pembuatan Laporan Praktikum
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
SUSUNAN PEMBUATAN LAPORAN PRAKTIKUM 1. Kulit Luar/Cover
2. Penulisan Laporan Pendahuluan dan Jurnal
BUKU LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA DASAR
SEMESTER GANJIL 2012/2013
Nama : .
NPM : .
Kelompok : .
LABORATORIUM DASAR PROSES KIMIA DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK, 2012
JUDUL Percobaan 1
I. TUJUAN II. PRINSIP KERJA III. TEORI IV. ALAT/BAHAN V. PROSEDUR DAN PENGAMATAN
Prosedu Kerja Hasil Pengamatan
A. 1. 2. 3. 4.
Prosedu Kerja Hasil Pengamatan
B. 1. 2. 3. 4.
Tanda Tangan Asisten
(.)
-
Susunan Pembuatan Laporan Praktikum
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
3. Penulisan Laporan Praktikum
JUDUL Percobaan 1
I. TEORI II. PENGOLAHAN DATA III. HASIL PENGAMATAN IV. KESIMPULAN/SARAN V. JAWABAN TUGAS/PERTANYAAN VI. DAFTAR PUSTAKA
Praktikan : 1. , NPM 2. , NPM 3. , NPM
Tanda Tangan Asisten (.)
-
Petunjuk Penggunaan Peralatan
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
PETUNJUK PENGGUNAAN PERALATAN
Untuk memperoleh hasil percobaan yang benar maka harus diketahui lebih dulu cara-cara
pokok dalam penggunaan alat-alat laboratorium.
1. Pemanasan Kebanyakan dari proses pemanasan dalam laboratorium dilakukan dengan menggunakan
alat pembakar gas, meski demikian untuk beberapa hal dipakai peralatan oven. Pembakaran atau
bunsen seperti tergambar di bawah ini pada umumnya memiliki sebuah katup pengatur gas dan
pengatur udara.
Untuk menyalakan bunsen, dilakukan tahap sebagai berikut:
Katup udara dalam keadaan tertutup dan katup gas terbuka. Nyalakan dengan korek api, pada tahap ini akan dihasilkan nyala berwarna merah yang tak
terlalu panas.
Untuk mendapatkan nyala yang baik dan temperatur pembakaran yang lebih tinggi, katup udara dibuka perlahan-lahan hingga didapat nyala biru.
Setelah selesai digunakan, matikan bunsen dengan cara menutup katup aliran gas. Jika bunsen digunakan untuk memanaskan zat dalam tabung reaksi/beaker gelas, tata caranya
dapat dilihat dalam gambar di bawah ini:
-
Petunjuk Penggunaan Peralatan
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Perhatikan mulut tabung jangan mengarah ke wajah atau kearah orang lain!
2. Penyaringan Penyaringan bertujuan untuk memisahkan suatu cairan dari bahan padat dengan cara
melewatkan cairan pada bahan penyaring, misalnya kertas saring. Tata cara penyaringan adalah
sebagai berikut:
Lipat kertas saring seperti gambar di bawah ini:
Pasanglah di atas corong, lalu basahi kertas saring tersebut dengan air suling dan hindari adanya rongga udara dibalik kertas saring.
-
Petunjuk Penggunaan Peralatan
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Perhatikan posisi tepi kertas saring harus 1/2 sampai 1 sentimeter dari tepi atas corong dan jumlah endapan 2/3 dari ketinggian kertas saring (maksimum).
Pasang corong pada penyangga dan taruhlah wadah penampung di bawahnya. Tuanglah cairan melalui batang pengaduk dengan hati-hati. Bilaslah beberapa kali dengan air suling hingga benar-benar bersih.
3. Pembacaan Skala Pada alat-alat pengukur volume cairan tertera tanda garis-garis melingkar yang
menunjukkan batas tinggi cairan pada volume tertentu. Sebagai batas pembacaan adalah bagian
permukaan lengkung cairan, kecuali untuk cairan yang berwarna pekat/gelap, dibaca pada
bagian atas permukaan lengkung cairan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar di
bawah ini:
4. Pencucian Alat Alat-alat yang digunakan dalam laboratorium kimia harus dalam keadaan bersih. Alat
yang bersih dapat diketahui bila permukaannya dibasahi maka akan terdapat suatu lapisan cairan
yang merata. Adanya lemak atau debu akan menyebabkan lapisan tersebut tidak merata.
Pencucian/pembersihan alat dilakukan dengan cara pencucinya dengan ditergen dan bila
perlu digosok dengan sikat dan akhimya dibilas dengan air suling. Untuk mencuci alat-alat yang
sangat kotor digunakan larutan Kalium dikromat dalam asam sulfat. Cara membuat larutan
tersebut dapat ditanyakan pada asisten.
-
Adsorpsi Isotermis
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
PERCOBAAN I
ADSORPSI ISOTERMIS
I. Tujuan Percobaan Mengamati peristiwa adsorpsi suatu larutan pada suhu tetap oleh padatan.
II. Teori Dasar Adsorbsi adalah peristiwa penyerapan cairan pada permukaan zat penyerap (adsorbsi).
Zat yang diserap disebut adsorbat. Zat padat terdiri dari atom-atom atau molekul-molekul
yang saling tarik menarik dengan daya tarik Van Der Waals. Kalau ditinjau molekul-
molekul di dalam zat padat, maka gaya tarik menarik antara satu molekul dengan molekul
yang lain disekelilingnya adalah seimbang. Sebab gaya tarik yang satu akan dinetralkan oleh
yang lain yang letaknya simetri (atau resultantenya = 0).
Lain halnya dengan molekul-molekul yang letaknya dipermukaan, gaya tarik kedua
molekul tersebut tidak seimbang karena pada salah satu arah disekeliling molekul tersebut
tidak ada molekul lain yang menariknya. Akibatnya zat tersebut akan menarik molekul-
molekul gas aatau solute kepermukaannya. Fenomena ini disebut adsorbsi. Adsorbsi
dipengaruhi :
Macam adsorben Macam zat yang diadsorbsi (Adsorbat) Konsentrasi masing-masing zat Luas permukaan Temperatur Tekanan
Untuk adsorben dengan luas permukaan tertentu, makin tinggi konsentrasi adsorbat
makin besar zat yang dapat diserap. Proses adsorbsi berada dalam keadaan setimbang
apabila kecepatan desorbsi sama dengan kecepatan adsorbsi. Apabila salah satu zat
ditambah atau dikurangi maka akan terjadi kesetimbangan baru.
Desorbsi adalah kebalikan adsorbsi, yaitu peristiwa terlepasnya kembali
adsorbat dari permukaan adsorben. Adsorbsi isotermis adalah adsorbsi yang terjadi pada
temperatur tetap. Untuk menerangkan fenomena adsorbsi secara kuantitatif kita
mendasarkan pada teori termodinamika dari Gibbs dan Vant Hoff.
-
Adsorpsi Isotermis
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Persamaan empiris dari Adsorbsi isotermis Freundlich:
dimana,
X = berat zat (solut) yang teradsorbsi (gram)
m = berat adsorben (gram)
C = konsentrasi larutan setelah diadsorbsi (setelah setimbang)
k = konstanta Freundlich
n = konstanta lain
Persamaan teoritis dari Langmuir:
dimana,
N = mol asam yang teradsorbsi per gram karbon aktif
C = konsentrasi akhir dari asam dalam mol/liter
K = konstanta Langmuir
Nm = jumlah mol yang diperlukan untuk membuat lapisan tunggal pada karbon aktif.
Baik persamaan Freundlich maupun persamaan Langmuir hanya sesuai/cocok jika
zat yang diserap membentuk lapisan tunggal (monolayer) pada permukaan adsorben.
Kedua isoterm tersebut tidak cocok lagi pada tekanan yang lebih tinggi, karena
lapisan adsorbat yang terserap tidak lagi berbentuk lapisan tunggal, tetapi menjadi
lapisan multi molekuler.
Untuk kondisi ini, isoterm yang lebih sesuai dipakai adalah isoterm BET (Brunauer
Emmet and Teller). Isoterm ini dibuat atas dasar anggapan bahwa kekuatan yang ada
dipakai untuk kondensasi dan energi ikat adsorbsi multimolekuler. Kalor adsorbsi gas pada
lapisan kedua, ketiga dst dianggap sama dengan kalor pencairan gas. Adsorbsi larutan oleh
zat padat ada 3 kemungkinan:
a. Adsorbsi positif
-
Adsorpsi Isotermis
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Apabila solute relatif lebih besar teradsorbsi daripada adsorbent.
Contoh: zat warna oleh aluminium atau Chromium.
b. Adsorbsi negatif
Apabila solvent relatif lebih besar teradsorbsi daripada solute dalam larutan.
Contoh: Alkaloid dengan karbon aktif
c. Berdasarkan kondisi kita mengenal dua jenis adsorbsi
1. Adsorbsi fisika (physisorption)
Apabila adsorbsi berjalan pada temperatur rendah dan prosesnya reversibel jumlah
asam yang hilang karena diadsorp = pengurangan konsentrasi asam dalam larutan.
2. Adsorbsi kimia (chemisorption, activated adsorbsion)
Apabila adsorbsi berjalan pada temperature tinggi disertai dengan reaksi kimia yang
reversibel.
III. Peralatan dan Bahan A. Alat Kertas Saring Labu erlenmeyer 7 buah Cawan porselin 1 buah Corong 1 buah Pipet ukur 1 buah Buret 1 buah Statif/klem 1 buah Bunsen/kaki tiga/kasa 1 buah 9elas arloji 1 buah 1bu takar/gelas ukur 50 ml, 100 ml.
B. Bahan NaOH 0,1 N Asam Asetat Carbon aktif 6 gram HCL Indikator PP/MO
IV. Prosedur Percobaan
-
Adsorpsi Isotermis
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Sebagai adsorben dipakai karbon aktif dan sebagai adsorbat dipakai suatu asam (ditentukan
oleh asisten, misal asam asetat).
1. Panaskan karbon dalam cawan porselin, jaga jangan sampai membara, kemudian
didinginkan dalam exicator. Masukkan dalam enam buah labu erlenmeyer
dengan berat karbon masing-masing 1 gram.
2. Buatlah larutan asam dengan konsentrasi 0,15; 0,12; 0,09; 0,06; 0,03 dan 0,015 M
dengan volume masing-masing 100 ml. Larutan ini dibuat dari pengenceran larutan
0,15 N.
3. Satu enlenmeyer yang tidak ada karbon aktifnya disi 100 ml 0,03M larutan asam asetat,
contoh ini akan dipakai sebagai kontrol.
4. Tutup semua labu tersebut dan kocoklah secara periodik selama 30 menit,
kemudian biarkan diam untuk paling sedikit 1 jam agar terjadi kesetimbangan.
5. Saringlah masing-masing larutan memakai kertas saring halus, buang 10 ml
pertama dari filtrat untuk menghindarkan kesalahan akibat adsorbsi karena kertas
saring.
6. Titrasi 25 ml larutan filtrat dengan 0,1 N NaOH baku dengan indikator PP.
Lakukan 2 kali untuk masing-masing larutan
V. Tugas 1. Hitung konsentrasi akhir dari asam asetat dari masing-masing tabungnya.
2. Hitunglah jumlah mol sebelum dan sesudah adsorbs dan hitung pula jumlah mol yang
telah teradsorbsi.
3. Hitunglah mol asam yang teradsorbsi per gram karbon aktif pada masing-masing tabung.
4. Hitunglah jumlah mol yang diperlukan untuk membuat lapisan tunggal pada karbon
aktif (Nm).
VI. Bahan Untuk Uji Pendahuluan 1. Bagaimana membuat larutan 0,15 M asam asetat dari asam asetat absolut.
2. Bagaimana membuat larutan 0,12M, 0,09M, 0,06M, 0,03M, 0,015M dari larutan 0,15M
asam asetat dengan volume masing-masing 100 ml.
2. Tuliskanlah rumus pH larutan yang terdiri dari campuran asam lemah dengan basa
kuat.
3. Mengapa kita pilih larutan NaOH untuk menitrasi larutan filtrat pada prosedur no. 6
dan bukan larutan yang basa lemah?
-
Pengaruh Konsentrasi dan Suhu pada Laju Reaksi
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
PERCOBAAN II
PENGARUH KONSENTRASI DAN SUHU PADA LAJU REAKSI
I. Tujuan Mempelajari pengaruh perubahan konsentrasi pada laju reaksi. Mempelajari pengaruh suhu pada laju reaksi
II. Teori Dasar Percobaan ini bersifat semi kualitatif yang dapat digunakan untuk menentukan
pengaruh perubahan konsentrasi dan pengaruh suhu pada laju reaksi. Reaksi yang diamati
adalah reaksi pengendapan koloid belerang yang terbentuk apabila tiosulfat direaksikan
dengan asam. Yang diukur dalam percobaan ini adalah waktu yang dperlukan agar
koloid belerang mencapai suatu intensitas tertentu. Reaksi pengendapan belereng
dapat ditulis sebagai berikut:
III. Peralatan dan Bahan A. Alat Gelas ukur Stopwatch Erlenmeyer Termometer Bunsen, Kaki tiga dan kasa Pipet Volum
B. Bahan
HCL
IV. Prosedur Percobaan Bagian A
1. Tempatkan 50 ml natrium tiosulfat 0,25 M dalam gelas ukur yang mempunyai alas
rata.
2. Tempatkan gelas ukur tadi diatas sehelai kertas putih tepat diatas tanda silang hitam
-
Pengaruh Konsentrasi dan Suhu pada Laju Reaksi
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
yang dibuat pada kertas putih tsb, sehingga ketika dilihat dari atas melalui larutan
tiosulfat, tanda silang itu jelas terlihat.
3. Tambahkan 2 ml HCL 1 M dan tepat ketika penambahan dilakukan nyalakan stop
watch. Larutan diaduk agar pencampuaran menjadi merata, sementara pengamatan
dari atas tetap dilakukan.
4. Catat waktu yanag diperlukan sampai tanda silang hitam tidak dapat diamati dari atas.
5. Suhu larutan diukur dan dicatat.
6. Ulangi langkah-langkah di atas dengan volume larutan tiosulfat dan volume air yang
berbeda-beda.
Tugas A
1. Dalam percobaan ini 1/waktu digunakan untuk mengukur laju reaksi. Buatlah kurva laju
reaksi sebagai fungsi konsentrasi tiosulfat
2. Hitung order reaksi terhadap tiosulfat
Bagian B
1. Masukkan 10 ml larutan Na-tiosulfat 0,5 M kedalam gelas ukur, lalu encerkan hingga
volumenya mencapai 50 ml
2. Ambil 2 ml HCL 1 M, masukkan ke dalam tabung reaksi, tempatkan gelas ukur dan
tabung reaksi tersebut pada penangas air yang suhunya 35oC. Biarkan kedua
larutan tersebu beberapa lama, sampai mencapai suhu kesetimbangan. Ukur suhu
dengan menggunakan termometer dan catat.
3. Tambahkan asam kedalam larutan tiosulfat, dan pada saat yang bersamaan
nyalakan stopwatch. Larutan diaduk lalu tempatkan gelas ukur diatas tanda silang
hitam. Catat waktu yang dibutuhkan sampai tanda silang tidak terlihat lagi bila dilihat
dari atas.
4. Ulangi langkah diatas untuk berbagai suhu sampai 60oC (lakukan untuk 4 suhu yang
berbeda).
Tugas B
1. Laju reaksi dinyakan sebagai 1/waktu. Buat kurva laju reaksi sebagai fungsi suhu
(oC). Buat kurva log laju reaksi sebagai fungsi 1/suhu (1/oK).
2. Beri komentar mengenai bentuk kurva yang diperoleh.
-
Pengaruh Konsentrasi dan Suhu pada Laju Reaksi
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
V. Pertanyaan 1. Faktor apa yang mempengaruhi kecepatan reaksi ?
2. Apa yang dimaksud dengan konstanta kecepatan reaksi ?
3. Peningkatan suhu tidak selalu berarti peningkatan laju reaksi. Beri komentar anda
mengenai hal ini !
-
Sistem Zat Cair Tiga Komponen
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
PERCOBAAN III
SISTEM ZAT CAIR TIGA KOMPONEN
I. Tujuan Membuat kurva kelarutan suatu cairan yang terdapat dalam dua cairan tertentu.
II. Teori Berdasarkan hukum fasa Gibbs, jumlah terkecil variabel bebas yang diperlukan untuk
menyatakan keadaan suatu sistem dengan tepat pada kesetimbangan diungkapkan sebagai :
F = C P + 2
dimana,
F = jumlah derajat kebebasan
C = jumlah komponen
P = jumlah fasa
Dalam ungkapan diatas, kesetimbangan dipengaruhi oleh suhu, tekaanan dan
komposisi sistem. Jumlah derajat kebebasan untuk sistem tiga komponen pada suhu dan
tekanan tetap dapat dinyatakan sebagai :
F = 3 P
Jika dalam sistem hanya terdapat satu fasa, maka F = 2, berarti untuk
menyatakan keadaan sistem dengan tepat perlu ditentukan konsentrasi dari dua
komponennya. Sedangkan bila dalam sistem terdapat dua fasa dalam kesetimbangan,
maka F = 1, berarti hanya satu komponen yang harus ditentukan konsentrasinya dan
konsentrasi komponen yang lain sudah tertentu berdasarkan diagram fasa untuk sistem
tersebut. Oleh karena sistem tiga kompoen pada suhu dan tekanan tetap mempunyai
jumlah derajat kebebasan paling banyak dua, maka diagram fasa sistem ini dapat
digambarkan dalam satu bidang datar berupa suatu segitiga samasisi yang disebut
diagram terner.
Jumlah fasa dalam sistem zat cair tiga komponen tergantung pada daya saling larut
antar zat cair tersebut dan suhu percobaan. Andaikan ada tiga zat cair A, B dan C. A dan
B saling larut sebagian. Penambahan zat C kedalam campuran A dan B akan
memperbesar atau memperkecil daya saling larut A dan B.
-
Sistem Zat Cair Tiga Komponen
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Pada percobaan ini hanya akan ditinjau sistem yang memperbesar daya saling larut
A dan B. Dalam hal ini A dan C serta B dan C saling larut sempurna. Kelarutan cairan
C dalam berbagai komposisi campuran A dan B pada suhu tetap dapat
digambarkan pada suatu diagram terner. Prinsip menggambarkan komposisi dalam
diagram terner dapat dilihat pada gambar (1) dan (2) di bawah ini.
Gambar1
TitikA,B,danCmenyatakankomponenmurni.TitiktitikpadasisiAB,BC
dan Ac menyatakan fraksi dari dua komponen, sedangkan titik didalam segitiga
menyatakan fraksi dari tiga komponen. Titik P menyatakan suatu campuran dengan
fraksi dari A, B dan C masing-masing sebanyak x, y dan z.
Gambar2
TitikXmenyatakansuatucampurandenganfraksiA=25%,B=25%danC=50%
-
Sistem Zat Cair Tiga Komponen
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Titik-titik pada garis BP dan BQ menyatakan campuran dengan perbandingan dengan
jumlah A dan C yang tetap, tetapi dengan jumlah B yang berubah. Hal yang sama
berlaku bagi garis-garis yang ditarik dari salah satu sudut segitiga kesisi yang ada
dihadapannya. Daerah didalam lengkungan merupakan daerah dua fasa. Salah satu cara
untuk menentukan garis binoidal atau kurva kelarutan ini ialah dengan cara menambah zat
B ke dalam berbagai komposisi campuran A dan C. Titik-titik pada lengkungan
menggambarkan komposisi sistem pada saat terjadi perubahan dari jernih menjadi
keruh. Kekeruhan timbul karena larutan tiga komponen yang homogen pecah menjadi dua
larutan konjugat terner.
III. Peralatan dan Bahan A. Alat Labu tertutup 100 ml 5 buah Erlenmeyer 250 ml 3 buah Burat 50 ml 3 buah Neraca Termometer
B. Bahan Aseton Benzena Kloroform Etanol Asam asetat glasial Aquades
IV. Prosedur Percobaan 1. Dalam labu erlenmeyer yang bersih, kering dan tertutup, buatlah 9 macam
campuran cairan A dan C yang saling larut sempurna dengan komposisi sebagai
berikut :
Labu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ml A
2 4 6 8 10 12 14 16 18 ml B
18 16 14 12 10 8 6 4 2
Semua pengukuran volume dilakukan dengan buret
2. Titrasi tiap campuran dalam labu 1 s/d 9 dengan zat B sampai tepat timbul
kekeruhan, dan catat jumlah volume zat B yang digunakan. Lakukan titrasi dengan
-
Sistem Zat Cair Tiga Komponen
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
perlahan-lahan
3. Tentukan rapat massa masing-masing cairan murni A, B dan C
4. Catat suhu kamar sebelum dan sesudah percobaan
V. Tugas 1. Lakukan percoban di atas untuk zat A, B dan C sesuai dengan tugas dari asisten.
Berdasarkan zat yang diberikan, tentukan sendiri zat mana yang memiliki sifat A, B
dan C. Beberapa kemungkinan tugas adalah sebagai berikut :
a. Kloroform-aseton-air,
b. Aseton-benzena-air,
c. Air-kloroform-asam asetat dan
d. Air- benzena-etanol
2. Hitung konsentrasi ketiga komponen dalam fraksi mol untuk tiap campuran ketika
terjadi perubahan jumlah fasa, dengan rumus :
3. Gambarkan kesembilan titik itu pada kertas grafik segi tiga dan buat kurva
binoidalnya sampai memotong sisi AB dari segitiga
VI. Pertanyaan 1. Dapatkah penggambaran komposisi cairan dalam diagram terner dinyatakan dalam
persen volum? Jelaskan!
2. Apa arti garis hubung (tie line) serta bagaimana cara menentukannya secara
eksperimental.
3. Apa pula arti titik kritik dalam diagram terner ? berapa derajat kebebasannya ?
4. Gambarkan diagram terner untuk sistem yang mempunyai dua pasang cairan yang
saling larut sebagian, pasangan itu, misalnya A dan B serta B dan C.
-
Sifat Koligatif Larutan
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
PERCOBAAN IV
SIFAT KOLIGATIF LARUTAN (KENAIKAN TITIK DIDIH)
I. Tujuan Untuk menentukan berat molekul suatu zat dengan metode kenaikan titik didih.
II. Teori Dasar Apabila zat padat yang tidak mudah menguap dilarutkan dalam pelarut, maka
tekanan uap akhirnya akan turun sehingga titik didih larutan akan naik dan titik bekunya
akan turun dibandingkan dengan pelarut murni.
Untuk larutan ideal, menurut Raoult kenaikan titik didih sebanding dengan jumlah
zat terlarut dan dapat ditunjukkan dengan hubungan:
dimana
T : Kenaikan titik didih
: Tetapan kenaikan titik didih molal
m : Molalitas zat terlarut
: Massa pelarut (gram)
: Massa zat terlarut (gram)
: Berat molekul zat terlarut
Harga Kb dapat diketahui jika massa m zat terlarut diketahui. Jadi dari penentuan titik
didih pelarut murni dan kenaikan titik didih larutan yang diketahui konsentrasinya, dapat
ditentukan berat molekul zat terlarut.
III. Peralatan dan Bahan A. Alat Gelas piala Termometer Tabung reaksi Bunsen Pengaduk
-
Sifat Koligatif Larutan
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
B. Bahan NaCl KCl Zat X
IV. Prosedur Percobaan 1. Keringkan alat -alat yang akan digunakan
2. Isi gelas piala kira-kira dengan 300 ml air dan panaskan menggunakan bunsen.
3. Ukurlah titik didih pelarut murni.
4. Ukur titik didih larutan yang diketahui berat molekulnya, massa zat terlarut, dan
massa pelarut (3 kali).
5. Ulangi langkah 4 untuk zat terlarut yang diberikan oleh asisten (3 kali).
V. Tugas 1. Amati betul-betul suhu pada butir 4.
2. Tentukan berat molekul zat X.
VI. Pertanyaan 1. Mengapa tekanan uap larutan lebih rendah daripada tekanan uap pelarut murni?
2. Mengapa titik didih larutan lebih tinggi daripada titik didih pelarut murni?
3. Bagaimana persamaan untuk menentukan kenaikan titik didih pada teori jika
larutannya adalah larutan elektrolit (gunakan persamaan ini untuk menghitung hasil
percobaan yang menggunakan larutan elektrolit).
-
Tetapan Kesetimbangan
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
PERCOBAAN V
TETAPAN KESETIMBANGAN
II. Tujuan
Mengukur tetapan kesetimbangan. Memperlihatkan bahwa tetapan kesetimbangan tidak bergantung pada
konsentrasi awal reaktan.
III. Teori Dasar Dalam pengukuran tetapan kesetimbangan, pada praktiknya akan ditemui
beberapa kesulitan. Dalam menentukan nilai Kc suatu reaksi, pertama kali reaksi harus
ditunggu sampai ia mencapai kesetimbangan. Kemudian konsentrasi reaktan dan produk
diukur, baru nilai Kc dapat ditentukan. Akan tetapi dalam pengukuran konsentrasi reaktan
atau produk seringkali sejumlah larutan diambil untuk dianalisis. Pengambilan larutan
ini akan mempengaruhi kesetimbangan. Idealnya harus digunakan suatu metode yang tidak
melibatkan pengambilan larutan untuk dianalisis seperti metode di atas. Salah satu
metode yang tidak melibatkan pengambilan larutan dalam menentukan konsentrasi
reaktan atau produk adalah metode kalorimeter.
+ +
Reaksi ini berlangsung sangat lambat, tetapi dapat dikatalisis oleh ion H+.
Walaupun telah dikatalisis, untuk mencapai kesetimbangan masih diperlukan waktu
beberapa hari, karena reaksinya sangat lambat. Konsentrasi reaktan atau produk dapat
ditentukan dengan titrasi yang dilakukan dengan cepat agar tidak mengganggu
kesetimbangan secara nyata. Tetapan kesetimbangan selanjutnya dapat dihitung
menggunakan persamaan:
IV. Peralatan dan Bahan A. Alat Buret Erlenmeyer tertutup Neraca
-
Tetapan Kesetimbangan
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Pipet volum B. Bahan HCl 2M Etanol (kandungan airnya diketahui) Asam asetat Indikator phenolpthalein (PP)
V. Prosedur Percobaan 1. Kesetimbangan reaksi yang akan dicoba baru tercapai satu minggu kemudian,
sehingga larutan harus dibuat terlebih sekarang, dan dititrasi seminggu
kemudian.
2. Pertamakali buret-buret yang tersedia diisi dengan larutan HCl, Asam asetat glasial,
dan Etanol.
3. Kemudian ke dalam empat buah labu erlenmeyer tertutup dibuat larutan dengan
komposisi seperti pada tabel di bawah. Segera setelah larutan dibuat, labu
erlenmeyer tadi ditutup dengan penutupnya untuk mencegah terjadinya
penguapan. Jangan lupa memberi tanda pada setiap labu erlenmeyer.
4. Letakkan larutan yang telah dibuat pada penangas bertermostat pada suhu ruang selama
satu minggu (dapat juga ditempatkan pada tempat yang variasi suhu udaranya kecil).
5. Setelah satu minggu (minimum 3 hari)
a. Titrasi setiap larutan secara cepat dengan 0.1M NaOH. Gunakan indikator PP dan
catat hasilnya.
b. Titrasi 5 ml HCl 2M dengan 0.1M NaOH. Gunakan indikator PP dan catat
hasilnya.
c. Catat suhu ruang atau suhu penangas.
d. Pipet 5 ml HCl 2M, Etanol, dan Asam asetat, lalu timbang dengan
menggunakan neraca analitik.
Nomor HCl (ml) Etanol (ml) Asam asetat (ml)
1 5 1 4
2 5 2 3
3 5 3 2
4 5 4 1
-
Tetapan Kesetimbangan
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
VI. Tugas
1. Hitung massa jenis asam asetat, etanol, dan HCl 2M.
2. Hitung jumlah mol air pada awal pencampuran (air berasal dari larutan HCl 2M). Untuk
menghitung jumlah mol air, partamakali hitung berapa mol HCl yang terdapat dalam 5
ml HCl 2M dan kemudian hitung berat HCl yang terdapat pada 5 ml HCl 2M. Dari berat
larutan 5 ml HCl, massa air dapat dihitung sehingga jumlah mol air juga dapat
ditentukan.
3. Hitung jumlah mol asam asetat pada awal pencampuran (gunakan masa jenis dan volum
asam asetat pada awal pencampuran).
4. Hitung jumlah mol etanol pada awal pencampuran.
5. Hitung jumlah mol asam asetat pada awal kesetimbangan. Untuk menghitungnya
kurangi volume 1M NaOH yang diperlukan untuk menetralisir campuran dengan volum
1M NaOH yang diperlukan untuk menetralisir 5 ml HCl 2M.
6. Hitung jumlah mol etanol pada saat kesetimbangan. Perlu diingat bahwa untuk setiap
mol asam asetat yang bereaksi akan membutuhkan etanol sebanyak satu mol.
7. Hitung konsentrasi etil asetat pada saat kesetimbangan.
8. Hitung jumlah mol air pada saat kesetimbangan.
9. Hitung konsentrasi asam asetat, etanol, etil asetat dan air pada saat kesetimbangan
(volum total adalah 10 ml)
10. Hitung tetapan kesetimbangan, Kc.
VII. Pertanyaan 1. Nilai H pembentukan ester adalah positip. Bila campuran dipanaskan bagaimana
pengaruh suhu ini terhadap Kc?
2. Apakah tetapan kesetimbangan Kc bergantung pada konsentrasi awal reaktan? Jelaskan!
-
Penentuan Sifat Molekul Berdasarkan Pengukuran Massa Jenis Gas
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
PERCOBAAN VI
PENENTUAN MR SENYAWA BERDASARKAN PENGUKURAN MASSA JENIS GAS
I. Tujuan
Menentukan berat molekul senyawa yang mudah menguap (volatile) berdasarkan pengukuran massa jenis gas
Melatih menggunakan persamaan gas ideal.
II. Teori Persamaan gas ideal dan massa jenis gas dapat digunakan untuk menentukan berat
senyawa yang mudah menguap. Dari persamaan gas ideal didapat
PV = n R T
atau
PV = (m/BM) RT
Dengan mengubah persamaan
P(BM) = (m/V) RT = RT
di mana:
BM : Berat molekul
P : Tekanan gas
V : Volume gas
T : Suhu absolut
R : Tetapan gas ideal
: Massa jenis
III. Peralatan dan Bahan Labu erlenmeyer 150 ml Gelas piala 600 ml Alumunium foil Karet gelang Jarum Neraca Desikator Cairan yang mudah menguap (misal CHCl3)
-
Penentuan Sifat Molekul Berdasarkan Pengukuran Massa Jenis Gas
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
IV. Prosedur Percobaan 1. Ambil sebuah labu erlenmeyer berleher kecil yang bersih dan kering, tutup labu
tersebut dengan aluminium foil, lalu kencangkan tutup tadi dengan karet gelang.
2. Timbang labu erlenmeyer yang telah ditutup tadi.
3. Masukkan sekitar 5 ml cairan yang mudah menguap ke dalam labu erlenmeyer,
kemudian tutup kembali dengan kencang sehingga kedap gas. Lalu beri lubang kecil
pada tutup aluminium foil agar udara dapat keluar.
4. Rendam labu erlenmeyer dalam penangas air bersuhu sekitar 100C sedemikian
sehingga air sekitar 1 cm di bawah aluminium foil.
5. Biarkan labu erlenmeyer tersebut dalam penangas air sampai semua cairan di
dalamnya menguap. Catat suhu penangas air.
6. Angkat labu dari penangas, keringkan air yang terdapat pada bagian luar labu
dengan lap, lalu tempatkan labu dalam desikator untuk mendinginkan dan
mengeringkannya. Udara akan masuk kembali ke dalam labu erlenmeyer
melalui lubang kecil dan uap cairan volatil yang terdapat dalam labu akan mengembun
kembali menjadi cairan.
7. Timbang labu erlenmeyer dengan jalan mengisinya dengan air sampai penuh dan
mengukur massa air yang terdapat dalam labu. Ukur suhu air untuk mengetahui
massa jenis air, sehingga akhirnya volum air dalam labu yang juga merupakan volum
labu erlenmeyer dapat dihitung.
8. Ukur tekanan atmosfir dengan menggunakan barometer.
Faktor koreksi:
Nilai BM hasil perhitungan akan mendekati nilai sebenarnya, tetapi masih
mengandung kesalahan. Ketika labu erlenmeyer kosong ditimbang, labu ini penuh
dengan udara. Setelah pemanasan dan pendinginan dalam desikator, tidak semua uap
cairan kembali kebentuk cairannya, sehingga akan mengurangi jumlah udara yang masuk
kembali ke dalam labu erlenmeyer. Jadi massa labu erlenmeyer dalam keadaan ini lebih
kecil dari pada massa labu erlenmeyer dalam keadaan semua uap cairan kembali
kebentuk cairannya. Oleh karena itu massa cairan X sebenarnya harus ditambahkan dengan
massa udara yang tidak dapat masuk kembali ke dalam labu erlenmeyer karena adanya
uap cairan yang tidak mengembun. Massa udara tersebut dapat dihitung dengan
menganggap bahwa tekanan parsial udara yang tidak dapat masuk sama dengan tekanan
uap cairan pada suhu kamar. Nilai ini dapat diketahui dari literatur. Sebagai contoh
untuk menghitung tekanan uap CHCl3 pada suhu tertentu dapat digunakan persamaan:
-
Penentuan Sifat Molekul Berdasarkan Pengukuran Massa Jenis Gas
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Dimana P adalah tekanan uap dalam mmHg dan T adalah suhu dalam derajat celsius.
Jadi dengan menggunakan persamaan di atas, tekanan uap CHCl3 pada berbagai suhu
dapat dihitung.
Dengan menggunakan nilai tekanan uap pada suhu kamar, bersama-sama dengan
data mengenai volum labu erlenmeyer dan berat molekul udara (28.8 gr/mol), dapat
dihitung faktor koreksi yang harus ditambahkan pada massa cairan X. Dengan
memasukkan faktor koreksi akan diperoleh nilai BM yang lebih tepat.
V. Tugas Hitung faktor koreksi dan nilai BM dari data yang diperoleh!
VI. Pertanyaan 1. Apakah yang menjadi sumber kesalahan dalam percobaan ini?
2. Dari hasil analisis penentuan berat molekul suatu cairan X yang volatile diperoleh nilai
120 gr/mol. Hasil analisis menunjukkan bahwa unsur tersebut mengandung: Karbon
10%, Klor 89%, dan Hidrogen 1%.
3. Tentukanlah rumus molekul senyawa ini!
-
Analisis Gravimetri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
PERCOBAAN VII
ANALISIS GRAVIMETRI
I. Tujuan Mengendapkan Barium Klorida dan menentukan persentasi hasil dari Barium Sulfat. Mendalami dan menggunakan hukum stoikiometri dalam reaksi kimia.
II. Teori Dasar Gravimetri merupakan cara pemeriksaan jumlah zat yang paling tua dan paling
sederhana dibandingkan dengan cara pemeriksaan kimia lainnya. Kesederhanaan itu jelas
terlihat karena dalam gravimetri jumlah zat ditentukan dengan menimbang langsung massa
zat yang dipisahkan dari zat-zat lain.
Tahap pengukuran dalam metode gravimetrik adalah penimbangan. analitnya secara
fisik dipisahkan dari semua komponen lain dari sampel itu maupun dari pelarutnya.
Gravimetri merupakan salah satu metode analisis kuantitatif suatu zat atau komponen yang
telah diketahui dengan cara mengukur berat komponen dalam keadaan murni setelah melalui
proses pemisahan.
Analisis gravimetri dapat berlangsung baik, jika persyaratan berikut dapat terpenuhi:
1. Komponen yang ditentukan harus dapat mengendap secara sempurna (sisa analit yang
tertinggal dalam larutan harus cukup kecil, sehingga dapat diabaikan), endapan yang
dihasilkan stabil dan sukar larut.
2. Endapan yang terbentuk harus dapat dipisahkan dengan mudah dari larutan (dengan
penyaringan).
3. Endapan yang ditimbang harus mempunyai susunan stoikiometrik tertentu (dapat diubah
menjadi sistem senyawa tertentu) dan harus bersifat murni atau dapat dimurnikan lebih
lanjut .
Dalam analisis Gravimetri terdapat tiga metode yang digunakan yaitu: metode
pengendapan, metode penguapan, dan metode elektrolisis untuk metode pengandapan
prinsip kerjanya yaitu senyawa yang akan dianalisis diendapkan dengan menambahkan
pereaksi yang sesuai dan selanjutnya dipisahkan endapannya. Untuk metode Penguapan
prinsipnya yaitu zat yang mudah menguap diadsorpsi dengan adsorben yang sesuai, dimana
sebelumnya bisa ditambahkan pereaksi untuk membuat suatu zat menjadi lebih mudah
menguap atau lebih sulit menguap. Untuk metode elektrolisis prinsipnya senyawa ion yang
akan diendapkan dipisahkan secara elektrolisis pada elektrode-elektrode yang sesuai.
-
Analisis Gravimetri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Metode gravimetri ditujukan untuk memisahkan suatu sampel menajdi komponennya.
Proses yang dilibatkan adalah proses dimana zat yang dipisahkan itu digunakan untuk
membentuk suatu fase baru yaitu endapan padat zat yang sukar larut dalam air (mengendap)
berada dalam kesetimbangan dengan ion-ionnya yang larut dalam air. Harga Ksp untuk
kesetimbangan itu kecil sekali. Besarnya konsentrasi ion-ion sulit melarut dalam air
tergantung pada kelarutan zat itu. Sedangkan Ksp adalah hasil kali konsentrasi ion-ionnya
dipangkatkan koefisien.
Suatu zat akan mengendap apabila hasil kali kelarutan ion ionnya lebih besar
daripada harga Ksp. Pada percobaan ini larutan barium klorida diendapkan dengan larutan
kalium kromat.
BaCI2 (aq) + K2CrO4 (aq) BaCrO4 (s) + 2 KCI (aq)
Endapan barium kromat disaring, hasil teoritis barium kromat dihitung dari endapan
yang terbentuk. Semua barium klorida dianggap berubah menjadi hasil. Hasil teoritis
ditentukan dari stoikiometri reaksi.
Dalam analisis melalui pengendapan untuk mendapatkan endapan yang sempurna
maka dilakukan penambahan ion sejenis. Adanya ion sejenis dalam larutan menyebabkan
kelarutan menjadi lebih kecil. Larutan jenuh adalah suatu keadaan ketika suatu larutan telah
mengandung suatu zat dengan konsentrasi yang maksimum. Nilai konsentrasi maksimum
yang dapat dicapai oleh suatu zat inilah yang dimaksud dengan kelarutan. Larutan yang
masih bisa melarutkan zat terlarut disebut larutan kurang jenuh. Larutan yang tidak dapat
lagi melarutkan zat terlarut sehingga terbentuk endapan disebut larutan lewat jenuh.
Semakin besar kelarutan suatu zat, makin zat tersebut larut.
Suatu metode analisis gravimetri biasanya didasarkan pada reaksi kimia seperti:
a A + r R AaRr
dimana a molekul analit, A bereaksi dengan r molekul reagennya R. Produknya yakini
AarR, biasanya merupakan suatu substansi yang sedikit larut yang bisa ditimbang setelah
pengeringan untuk kemudian ditimbang. Biasanya reagen R ditambahkan secara berlebih
untuk menekan kelarutan endapan.
Corong Dan Kertas Saring
Dalam prosedur gravimetri, konstituen yang diinginkan seringkali dipisahkan dalam
bentuk endapan. endapan ini harus dikumpulkan, dicuci agar bebas dari kontaminan yang
ada didalam larutan induk, dikeringkan dan ditimbang, baik sebagaimana adanya atau
-
Analisis Gravimetri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
setelah diubah kesuatu bentuk lain. Penyaringan merupakan cara lazim untuk
mengumpulkan endapan, dan pencucian sering dilaksanakan selama penyaringan itu.
penyaringan dilakukan dengan corong dan kertas saring atau dengan krus (crucible) saring.
Faktor penting dalam pemilihan salah satu diantara keduanya adalah temperatur dimana
endapan harus dipanaskan untuk mengubahnya kebentuk penimbangan yang diinginkan.
Serat selulosa (dari) kertas saring cenderung mempertahankan kelembabannya, dan
selembar kertas saring yang membungkus suatu endapan tidak akan dapat dikeringkan dan
ditimbang langsung dengan ketepatan tinggi.
Kertas saring lingkaran tersedia dalam berbagai diameter. Ukuran yang akan
digunakan tergantung pada kuantitas endapan, bukan volume larutan yang akan disaring.
Hendaknya dihindari penggunaan ukuran kertas yang lebih besar dari keperluan: kertas dan
corong itu hendaknya sesuai dengan ukurannya. Yang penting adalah kertas tidak
melampaui pinggir corong, tetapi berjarak 1 atau 2 cm dari pinggir corong. Endapan
hendaknya 1/3 kerucut kertas dan tidak lebih dari setengahnya.
Gambar 1. Cara Melipat Kertas Saring
Gambar 2. Ilustrasi Metode Gravimetri
-
Analisis Gravimetri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
III. Alat dan Bahan A. Alat Gelas kimia Kertas saring Hot plate Pengaduk Kaca arloji Neraca analitik Gelas ukur 50 ml Corong Spatula Pipet tetes
B. Bahan Serbuk / butiran BaCI2 Aquadest Larutan K2CrO4 0,2 M
IV. Prosedur Percobaan 1. Menimbang kira-kira 1 gram (0,8 sampai 1,0) BaCI2 dan memasukkan kedalam gelas
piala 250 ml.
2. Menambahkan 25 ml air suling, mengaduk-aduk sampai larutan homogen, sesudah itu
memasukkan lagi K2CrO4 0,2 M sebanyak 25 ml, mengaduk-aduk dan mengamati
endapan yang terbentuk. Menguji larutan dengan beberapa tetes larutan K2CrO4 apakah
endapan masih terbentuk.
3. Jika endapan dari B2CrO4 masih terbentuk, menambahkan terus K2CrO4 sampai endapan
B2CrO4 tidak terbentuk lagi.
4. Memanaskan sampai mendidih, mengangkat dari api dan menyaring selagi panas
dengan kertas saring yang telah ditimbang massanya.
5. Mengambil kertas saring beserta endapannya mengeringkan, menimbang dan mencatat
bobotnya.
6. Menghitung hasil teoritis endapan BaCrO4 dan menentukan juga persentasi hasilnya.
-
Analisis Gravimetri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
V. Tugas
1. Terangkan perbedaan antara:
a. Koloid dan endapan kristalin
b. Presipitasi dan kopresipitasi
c. Peptisasi dan koagulasi
d. Oklusi dan pembentukan kristal campuran
e. Nukleasi dan pertumbuhan partikel
2. Jelaskan yang dimaksud dengan:
a. degetion
b. adsorption
c. supersaturation
d. counter-ion layer
e. mother liquor
3. Berapa berat AgI yang dihasilkan dalam analisi garvimetri untuk 0,24 gr cuplikan yang
mengandung 30,6% MgI2?
4. Jelaskan factor-faktor apa saja dalam analisis gravimetri yang saudara lakukan yang dapat
mempengaruhi hasil analisis!
5. Berikan saran-saran untuk memperoleh hasil analisis gravimetri yang lebih akurat dan
singkat!
-
Metoda Potensiometri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
PERCOBAAN VIII
METODA POTENSIOMETRI
I. Teori Dasar
Metoda potensiometri didasarkan pada pengukuran perbedaan potensial dua buah elektroda
yang dicelupkan dalam larutan. Rangkaian elektroda dan larutan tersebut disebut sel-
elektrokimia. Perbedaan potensial diukur dengan pH/voltameter. Satu elektroda disebut elektroda
indikator yang digunakan untuk memberikan respon pada spesis yang diamati di dalam larutan
dengan aktivitas tertentu. Elektroda kedua disebut dengan elektroda referensi yang mempunyai
nilai potensial setengah sel tidak berubah.
Potensial elektrokimia suatu sel-elektrokimia diberikan:
(1)
Esel = potensial sel-elektrokimia
Eind = potensial setengah sel elektroda indikator (katoda)
Eref = potensial setengah sel elektroda referensi (anoda)
Eij = potensial liquid junction
Potensial liquid junction timbul pada antar fasa dua elektroda, biasanya ditemukan pada
junction antar elektroda referensi dan larutan dalam sel. Potensial setengat sel elektroda indikator
menunjukkan respon perubahan aktivitas spesies sesuai dengan persamaan Nernst. Misal dalam
kasus kawat perak yang dicelupkan dalam larutan Ag+, maka reaksi pada elektroda indikator
adalah:
(2)
dan persamaan Nernst untuk elektroda indikator adalah:
(3)
atau dapat ditulis
(4)
dimana:
E = potensial reduksi standar
R = 8,314 V.C/k.mol
T = Temperatur Kelvin
N = jumlah elektron equiv/mol
F = konstanta Faraday = 96485 Coulomb/equivalen
-
Metoda Potensiometri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
= aktivitas Ag+
= koefisien aktivitas Ag+
[Ag+] = konsentrasi molar Ag+
Substitusi (4) ke (1) menghasilkan:
(5)
Pada larutan encer koefisien aktivitas bernilai satu. Karena Eref, E dan Eij besaran yang
tetap untuk setiap jenis percobaan, maka persamaan (5) dapat ditulis:
(6)
dimana: E* tetap,dana ditentukan dengan kalibrasi dengan larutan standar. Hubungan linier
antara Esel dan log [Ag+] merupakan basis analisa potensiometri.
ELEKTRODA REFERENSI
Elektroda referensi mempunyai potensial setengah reaksi yang tetap, tidak bergantung
pada sifat larutan dimana elektroda tersebut dicelupkan. Contoh yang paling umum dipakai
adalah elektroda kalomel dan elektroda perak-perakelektroda. Diantara elektroda kalomel,
saturated calomel electrode (SCE) adalah yang paling populer. Dua tipe SCE ditunjukkan dalam
gambar 1a dan 1b.
Gambar 1. Elektroda Referensi
a cb
-
Metoda Potensiometri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Persamaan Nernst dan reaksi setengah-sel dalam SCE dan potensial elektroda referensi
ditulis sebagai berikut:
(7)
(standar hitungan elektroda) (8)
Reaksi setengah-sel dalam elektroda perak-perak klorida (gambar 1c) mempunyai
persamaan Nernst dan reaksi setengah sel sebagai berikut:
A (9)
(standar hitungan elektroda) (10)
ELEKTRODA INDIKATOR
Elektroda indikator responsif terhadap aktivitas spesis di dalam larutan. Elektroda ini
menunjukkan respon yang selektif terhadap spesis tertentu dalam larutan dan tidak terhadap
senyawa yang lain.
1. Elektroda redoks memberikan respon pada potensial redoks dalam sel elektrokimia yang
ditimbulkan oleh satu atau lebih pasangan redoks. Logam inert seperti platina bila dipakai
sebagai elektroda memberikan respon pada beberapa pasangan redoks. Sewaktu elektroda
platina dicelupkan dalam larutan yang mengandung Fe2+ dan Fe3+, maka elektroda ini
menunjukkan potensial yang bergantung pada ration aktivitas kedua spesis.
(11)
(12)
Elektroda platina ini digunakan untuk menentukan Fe2+.
2. Elektroda orde-pertama, terdiri atas logam kontak dengan larutan yang mengandung logam
tersebut. Misalnya kawat perak yang memberikan respon pada larutan Ag2+ (persamaan 2
dan 3).
3. Elektroda Orde-kedua, terdiri atas logam kontak dengan larutan jenuh dengan salah satu
pasangan garam terlarutnya, (jenuh dapat diperoleh dengan melapisi garam pada metal
tersebut), seperti yang ditunjukkan oleh sistem Ag/AgCl.
-
Metoda Potensiometri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Elektroda Ag masih memberikan respon pada melalui transfer elektron. Tetapi
sekarang dikontrol oleh melalui konstanta keseimbangan pengendapan ksp. Kenaikan
dalam larutan menaikkan konsumsi Ag+, menyebabkan penurunan . Jadi potensial
elektroda memberikan respon terhadap aktivitas Cl- (persamaan 10), walaupun Cl- tidak
mengalami transfer elektron dengan kawat Ag.
4. Elektroda membran gelas, paling cocok dipakai untuk mengukur aktivitas ion hidrogen (pH),
membran ini digunakan secara luas pada titrasi asam basa.
JENIS PENGUKURAN POTENSIOMETRI
Potensiometri langsung: Elektroda indikator dan elektroda referensi dicelupkan dalam
larutan yang dianalisa, konsentrasi diukur dengan cara mengukur potensial sel. Beberapa larutan
standar perlu dibuat untuk mendapat kurva kalibrasi Esel vs log konsentrasi (persamaan 6).
TITRASI POTENSIOMETRI
Titrasi dilakukan pada cuplikan dan beda potensial antara kedua elektroda diukur selama
titrasi. Titik akhir titrasi dilihat dari perubahan potensial yang tajam dan konsentrasi dihitung
dari banyaknya penitrasi yang ditambahkan.
PENGUKURAN pH
Pengukuran pH biasanya dilakukan dengan menggunakan elektroda gelas. Salah satu tipe
elektroda gelas adalah seperti dalam gambar 2.
Suatu tabung gelas, berisi kawat perak dilapisi AgCl, diisi larutan 0,1 M HCl yang jenuh
dengan AgCl. Karena ion klorida tetap, maka potensial elektroda AgCl seperti definisi
persamaan 10 dan berlaku sebagai elektroda referensi dalam (internal).
Elektroda referensi luar (eksternal) dibutuhkan melengkapi sirkuit untuk pengukuran beda
potensial elektroda membrane gelas.
-
Metoda Potensiometri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Gambar 2. Membran Glass
Potensial yang berkembang pada membrane meruakan fungsi perbedaan aktivitas ion
hidrogen pada kedua sisi membran.
Secara skematik persamaan sel dapat ditulis:
Ag | AgCl (sat), 0,1 M HCl | membran gelas | sampel |SCE|
Karena dalam membran dijaga tetap 0,1 M HCl, potensial sel membrane informasi
mengenai pH larutan cuplikan.
( pada 25C)
Pengukuran potensial merupakan fungsi linier dari pH. Penentuan pH larutan berdasarkan
potensial yang terukur memerlukan larutan standar agar display yang diukur. Bila nilai potensial
Elektroda gelas Elektroda referensi
eksternal
-
Metoda Potensiometri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
sel terukur dialurkan terhadap pHstandar, maka akan diperoleh suatu garis lurus seperti terdapat
pada gambar 3.
Gambar 3. Plot Potensial Sel terhadap pH.
Dari gambar di atas terlihat bahwa temperatur mempengaruhi kemiringan atau slope kurva
Esel vs pH. Untuk kalibrasi pH meter dapat digunakan dua pH standar, salah satu biasanya adalah
buffer pH 7.00 (0 volt).
-
Metoda Potensiometri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
TITRASI POTENSIOMETRI UNTUK PENENTUAN KETETAPAN KESETIMBANGAN
1. Tujuan Konsentrasi HCl, H3PO4 dan NaHPO4 dapat ditentukan dengan metoda titrasi, dimana pH
larutan diperolej sebagai besaran yang terukur. Data hasil titrasi dapat digunakan untuk
penentuan konstanta kesetimbangan K1, K2, dan K3 dari H3PO4.
2. Teori Selama titrasi, penambahan OH- tidak memberikan kenaikan pH campuran yang berarti,
sampai semua HCl ternetralisasi dan H3PO4 berubah menjadi H2PO4-.
(1)
Penambahan OH- selanjutnya akan menaikkan pH campuran, yang menghasilkan patahan
pertama dalam kurva titrasi pada titik ekivalen. Patahan pertama pada kurva titrasi tersebut
terjadi karena ion OH- bereaksi dengan ion hidrogen kedua, mengubah menjadi
.
(2)
Selama asih ada, hanya sedikit sekali perubahan pH campurandengan penambahan
.
Pada saat telah habis bereaksi, terjadilah kenaikan tajam pH campuran. Hidrogen
ketiga hanya bereaksi dengan , menghasilkan .
(3)
pH campuran hanya naik perlahan-lahan seama penambahan kemudian.
Catatan :
Keberhasilan percobaan bergantung pada kecermatan penggunaan pH meter dan pengertian
prinsip tirasi asam poliprotik.
-
Metoda Potensiometri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Pelajari dulu pengertian mengenai elektroda, pH meter dalam textbook. Elektroda adalah
barang yang mudah rusak, maka perlakukan dengan hati-hati dan jangan sampai terbentur
atau tergores oleh pengaduk magnet. Perhatikan! Jangan mengangkat elektroda pada saat
alat menyala.
Gambar 4. Kurva Titrasi Asam Fosfat
3. Bahan-Bahan Larutan 0,100 M NaOH Buffer pH 4.00 standar dan pH 7.00 standar Sampel 1: 0,1 M H3PO4 Sampel 2: 0,1 M H3PO4 + HCl atau M H3PO4 + NaH2PO4
4. Peralatan pH meter Elektoda pH (glass) Elektroda referensi (SCE atau Ag/AgCl) atau kombinasi elektroda pH Pengaduk magnetik
-
Metoda Potensiometri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
2 gelas kimia (beaker) 300ml Gelas Ukur 100 ml 2 labu volumetrik, 100 ml Buret 50 ml Pipet 25 ml
5. Prosedur Percoban 1. Plot pH vs millimeter NaOH
2. Tentukan titik akhir dari grafik yang saudara buat. (ada beberapa cara penentuan titik
akhir, tanya asisten ).
3. Hitung molaritas larutan cuplikan (1 dan 2) dan hitung jumlah gram H3PO4 dan HCl
dalam sampel.
4. Hitung konstanta kesetimbangan K1, K2 dan K3 pada persamaan 1, 2 dan 3 untuk
sampel 1 dan sampel 2 (perhitungan kenaikkan volume pada perhitungan konsentrasi
pada setiap titik dalam kurva). Bandingkan nilai K1 yang ditentukan dengan dua cara
yang berbeda. Bandingkan semua harga K dengan data literatur.
Gambar 5. Susunan Peralatan untuk Metoda Potensiometri
-
Metoda Potensiometri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
PERHITUNGAN K1:
Untuk semua H3PO4 murni, K1 dapat dihitung dari ionisasi
Sebagai:
Konsentrasi dapat dibaca pada harga pH larutan sebelum titrasi, Ionisasi H3PO4,
menyebabkan . Jumlah NaOH yang dibutuhkan untuk mencapai titik akhir
pertama adalah jumlah H3PO4 dan pada kesetimbangan. Konsentrasi H3PO4 yang ada dalam
larutan setelah ionisasi pertama berarti konsentrasi NaOH dikurangi dengan konsentrasi
sebelum titrasi.
Cara yang sama dapat digunakan untuk menganalisa campuran yang terdiri atas H3PO4 dan HCl.
Cara menghitungan K1 yang lain :
Secara stoikiometri titik tengah B sebelum titik akhir titrasi pertama di C memberikan
konsentrasi dan yang mengakibatkan > dititik B. Oleh karena
itu digunakan metoda tidak langsung untuk menghitung K1. Kurva titrasi yang diperoleh kira-
kira akan seperti kurva pada gambar 4. Jumlah asam total yang bereaksi dengan basa sampai
pada titik B sama dengan jumlah basa yang ditambahkan dari titik A sampai titik B. Sedangkan
konsentrasi dalam larutan pada titik B ditentukan dari harga pH pada titik B.
Konsentrasi H3PO4 pada titik B ditentukan dari konsentrasi asam total dikurangi konsentrasi
larutan yang diperoleh dari pH pada titik B.
Konsentrasi dititik B ditentukan dari konsentrasi dititik A ditambah konsentrasi
H3PO4 dititik B.
Karena , dan diketahui, maka harga K1 dapat ditentukan.
-
Metoda Potensiometri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
PERHITUNGAN K2
Titik D dalam gambar menunjukkan setengah jalan menuju ttik akhir titrasi E dimana
dan
Dari ionisasi diperoleh
Karena dititik D, maka
Sehingga dapat ditentuan dari harga pH dititik D.
PERHITUNGAN K3:
Karena harga K3 kecil, metoda tidak langsung harus digunakan untuk menghitungnya. Hitung
jumlah NaOH yang ditambahkan dari titik akhir D ke sembarang titik, misalnya E. Kemudian
hitung konsentrasi yang ditambahkan.
Konsentrasi aktual dapat ditentukan dai pH di titik E.
Konsentrasi di titik E ditentukan dari perbedaan konsetrasi
, yang merupakan yangdigunakan untuk mengubah
menjadi .
Konsentrasi dapat ditentukan dari nilai pH dititik E. Karena , dan
diketahui, maka K3 dapat dihitung.
-
Metoda Potensiometri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
SOAL-SOAL: (Dijawab dalam laporan)
1. Apakah yang dimaksud dengan larutan buffer?
2. Mengapa larutanpotasium asam tartrat dapat digunakan sebagai standar pH? Apakah larutan
ini berfungsi sebagai buffer?
3. Bagaimana akurasi K1, K2 dan K3? Mengapa?
4. Apakah yang dimaksud dengan senyawa amfoter (aupliprotik) dan zwitter ion?
5. Berikan gambar sketsa system elektroda saudara, berikan keterangan bagian-bagiannya dan
fungsinya!
6. Apa perbedaan pH dan paH? Dan apa yang diukur oleh pH meter?
-
Metoda Potensiometri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
LAMPIRAN
BEBERAPA METODA PENENTUAN TITIK AKHIR
1. Metoda Perpotongan
Gambar 6. Metoda Perpotongan (point of inplection = titik belah; end-point volume = volume titik akhir)
Keterangan:
1. Buatlah garis perpanjangan dari dasar kurva titrasi dan dari bagian atas kurva titrasi.
Kedua garis ini harus sejajar.
2. Buat dua garis potong tegak lurus pada kedua garis sejajar dimana kurva titrasi berada
diantara kedua garis potong
3. Tentukan titik tengah pada kedua garis potong
4. Buat garis melalui kedua titik tengah yang akan memotong kurva titrasi di titik belah.
5. Buat garis dari titik belah ke sumbu volume titran tegak lurus pada sumbu tersebut dititik
akhir titrasi.
-
Metoda Potensiometri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
2. Metoda Konstruksi
Gambar 7. Metoda Konstruksi
Keterangan:
1. Buatlah garis melalui bagian kurva yang lurus dengan kenaikan pH
2. Buat garis perpanjangan dari bagian atas kurva yang akan memotong garis 1 di titik A
3. Sama seperti garis 2, tapi dari bagian bawah kurva dan diperoleh titik B
4. Melalui titik A buat garis sejajar dengan sumbu pH
5. Melalui titik B buat garis sejajar dengan sumbu pH
6. Melalui titik B buat garis sejajar sumbu volume dan akan memotong garis 4 dititik C
7. Melalui titik A buat garis sejajar sumbu volume dan akan memotong garis 5 dititik D
8. Hubungan titik D dan C dan perpotongannya dengan garis 1 akan berada di tengah-
tengah suatu empat persegi panjang.
9. Buat garis dari titik tengah tersebut ke sumbu volume dan tegak lurus pada sumbu
tersebut pada volume titik akhir titrasi.
-
Metoda Potensiometri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
3. Metode Penurunan
Gambar 8. Kurva titrasi Potensiometrik
(Kurva A: kurva titrasi normal,Kurva B: kurva titrasi turunan pertama,Kurva C: kurva titrasi turunan
kedua)
a. Kurva turunan pertama diperoleh dari data perubahan potensial dengan perubahan volume,
E/ V, atau dari data perubahan pH dengan perubahan volume, pH/ V terhadap volume
rata-rata titran.
Keterangan kurva B:
- Titik akhir diperoleh dari perpotongan kedua kurva
- Volume pada titik akhir diperoleh bila titik akhir tersebut dihubungkan dengan garis yang
tegak lurus pada sumbu volume.
b. Kurva turunan kedua diperoleh dari data turunan kedua potensial atau terhadap volume rata-
rata titran.
-
Metoda Potensiometri
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Keterangan:
- Buat garis lurus yang menghubungkan titik maksimum dan titik minimum.
- Titik akhir adalah titik tengah garis tersebut
- Volume pada titik akhir titrasi diperoleh bila dibuat garis tegak lurus di sumbu volume
melalui titik akhir tersebut.
Contoh perhitungan penentuan kurva turunan pertama dan turunan kedua dapat dilihat pada
tabel 1. Tabel 1 Contoh Data Titrasi Potensiometrik
Dimana, , = Volume sebelum dan sesudah titik akhir
, = Potensial sebelum dan sesudah titik akhir
-
Spektofotometri Sinar Tampak
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
PERCOBAAN IX
SPEKTOFOTOMETRI SINAR TAMPAK
I. Tujuan Percobaan Mempelajari metode analisis kuantitatif dengan instrumen spektrofotometer, yaitu suatu alat
yang dapat dipakai untuk mengukur absorbansi suatu larutan yang dikenai gelombang
elektromagnetik.
II. Teori Dasar Pendahuluan
Jika suatu gelombang elektromagnetik jatuh pada suatu zat, maka dari segi optik dapat
dibedakan dua hal:
a. Sinar tersebut akan dihamburkan sebagian atau seluruhnya (gambar 1), misalnya: kaca
dengan permukaan yang kasar, larutan koloid, suspense dan lain-lain.
b. Sinar tidak dihamburkan, tidak mengalamai perubahan arah (gambar 2), tetapi intensitas
cahaya yang diteruskan (Pu) menjadi lebih kecil daripada intensitas sinar masuk (Po) atau
dengan kata lain sebagian sinar diabsorpsi oleh zat tersebut.
Absorpsi sinar elektromagnetik oleh ion dan molekul mendasari beberapa metoda analisis baik
kualitatif maupun kuantitatif. Studi mengenai spectra absorpsi dapat memberi pengetahuan
mengenai rumus, struktur dan stabilitas banyak senyawa kimia dan dapat memberikan informasi
mengenai kondisi dan panjang gelombang yang sesuai untuk analisis kuantitatif.
Energi yang dimiliki oleh suatu molekul merupakan gabungan dari beberapa jenis energi
yang dimiliki.
Gambar1Sinaryangdihamburkan Gambar2SinarLangsung
-
Spektofotometri Sinar Tampak
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Gambar 3. Tingkat Energi dan Transisi Spektroskopik
Apabila molekul mengabsorp sinar/foton maka tingkat energi molekul tersebut naik. Besarnya
kenaikan energi molekul yang mengabsorp foton sebanding dengan frekuensi foton tersebut.
Hubungan antara frekuensi dengan panjang gelombang foton adalah sebagaiu berikut:
c = kecepatan cahaya 31010 cm/s
= panjang gelombang.
-
Spektofotometri Sinar Tampak
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Kenaikan energi molekul dari absorpsi foton tersebut dapat digunakan untuk transisi rotasi,
vibrasi atau elektronik. Tingkat energi transisi dalam suatu molekul dituliskan pada gambar 3.
Absorpsi foton akan terjadi apabila sinar jatuh mempunyai frekuensi (jadi ) yang
sesuai dengan perubahan tingkat energi suatu molekul. Apabila sinar yang diabsorpsi tersebut
memiliki frekuensi pada daerah sinar tampak, maka metode ini disebut Spektroskopi Sinar
Tampak. Kurva yang menunjukkan hubungan antara intensitas sinar yang keluar atau tidak
diabsorpsi dengan frekuensi disebut Spektra Absorpsi. Spektra absorpsi setiap senyawa adalah
spesifik. Dengan cara membandingkan spectra yang kita peroleh dengan spectra senyawa yang
sudah dikenal, kita dapat menentukan sifat senyawa. Bila sinar yang diabsorpsi memiliki
frekuensi pada daerah sinar infra merah, maka spectra absorpsi yang dihasilkan sangat spesifik
dan disebut spektra sidik jari. Spektra absorpsi infra merah (Infrared / IR) banyak digunakan
untuk analisis kualitatif.
Jika dalam spektroskopi kita gunakan cahaya monokromatik, maka jumlah sinar yang
diabsorpsi tergantung pada jumlah zat yang dilalui oleh sinar tersebut. Dengan demikian kita
dapat menggunakan data spektroskopi untuk analisis kuantitatif.
Hubungan Kuantitatif (Persaman Lambert-Beer)
Hubungan kuantitatif diselidiki oleh Lambert yang menyimpulkan bahwa setiap unit
panjang zat akan menyerap sebagian sinar yang melewatinya. Apabila P atau I menunjukkan
intensitas sinar yang diteruskan dan Po atau Io menunjukan intensitas sinar datang, maka
perubahan P sebanding dengan intensitas sinar datang dikalikan dengan tebal zat (b),
Hasil modifikasi oleh Beer menghasilkan Hukum Lambert Beer, yang ditulis dalam bentuk
matematis sebagai berikut:
C = konsentrasi larutan dalam mol/lt
= absorpivitas molar pada panjang gelombang
b = tebal kuvet
Absorpivitas molar ( ) besarnya bergantung pada panjang gelombang yang digunakan.Tebal
kuvet biasanya bernilai tetap pada suatu percobaan. Jadi berbanding langsung dengan
konsentrasi.
-
Spektofotometri Sinar Tampak
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Apabila diplot terhadap C pada suatu larutan yang menuruti hukum Lambert Beer maka
akan diperoleh garis lurus dengan slope .
Pada umumnya untuk analisis dengan menggunakan alat optik dikenal besaran trasmisi,
dan absorbansi
Persamaan Lambert Beer dapat ditulis lagi sebagai berikut:
Bila A diplot terhadap C akan diperoleh grafik seperti pada gambar 4:
Gambar 4. Hukum Lambert Beer
Penyimpangan Persamaan Lambert Beer
Persamaan Lambert Beer adalah hubungan kuantitatif ideal. Dalam kenyataannya timbul
penyimpangan dari hubungan idela tersebut, yaitu untuk kasus-kasus sebagai berikut:
1. Sinar yang digunakan tidak betul-betul monokromatis
2. Konsentrasi larutan terlalu besar. Dalam hal ini jumlah partikel-partikel dalam kuvet
yang dilalui sinar tidak lagi berbanding lurus dengan konsentrasi, disebabikan
timbulnya kumpulan kumpulan, partikel saling menutupi dsb, sehingga absorbansinya
berkurang.
3. Larutan mengandung elektrolit dengan konsentrasi besar. Sebagai akibatnya analog
dengan 2, mempunyai penurunan absorbansi
4. Pelarut sendiri dapat mengabsorpsi sinar. Grafik gambar 4 bergeser ke atas. Zat terlarut
mengalami perubahan karena terjadi reaksi dalam larutan.
-
Spektofotometri Sinar Tampak
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Adanya penyimpangan-penyimpangan tersebut, menunjukkan bahwa pentingnya pembuatan
kurva kalibrasi dengan mengukur A pada tertentu dari sejumlah larutan yang konsentrasinya
sudah diketahui. Kemudian sampel yang diukur pada kondisi yang sama diintrapolasikan pada
kurva kalibrasi tersebut untuk mengetahui konsentrasinya.
Tahap-Tahap Pelaksanaan Analisis
Secara garis besar pelaksanaan penetapan konsentrasi secara spektroskopi sinar tampak
dapat dibedakan menjadi tiga aspek:
a. Pewarnaan
Zat yang diukur berwarna dan jika tidak harus dibuat berwarna, karena hanya zat yang
berwarna yang dapat menyerap sinar tampak.Makin intensif warna suatu larutan berarti
makin besar absorbansinya.
Harga larutan berwarna gelap lebih besar daripada harga larutan berwarna terang.
Semakin besar harga makin teliti analisis yang dilakukan.
Agar reaksi yang menghasilkan warna dapat berlangsung seringkali kondisi reaksi harus
dijaga, misalnya dengan penambahan buffer untuk menjaga pH.
Gambar 5 Ketelitian dan kepekaan
b. Pemilihan Panjang Gelombang
Panjang gelombang ideal yang dipilih untuk suatu pengukuran adalah:
Panjang gelombang pada puncak kurva absorpsi, dimana pada wilayah panjang
gelombang yang sempit tersebut nilai transmisi tidak berubah dengan cepat dengan
perubahan panjang gelombang. Hal ini disebabkan karena spektrofotometer tidak dapat
mengisolasi betul-betul satu panjang gelombang, tetapi hanya isolasi satu wilayah
-
Spektofotometri Sinar Tampak
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
panjang gelombang. Walaupun demikian, bila wilayah yang diisolasi cukup sempit dan
terabsorpsi oleh material pada tingkat yang hampir sama, maka keadaannya mendekati
sama dengan satu panjang gelombang
Panjang gelombang yang memberikan harga
maksimal, agar pengukuran sinar yang diteruskan memiliki tingkat sensitivitas yang
tinggi.
c. Pencarian konsentrasi yang sesuai
Pengukuran paling baik adalah pada %T antara 15-65 atau kira-kira 36,8 %T. Untuk itu
maka larutan peru diencerkan sampai didapatkan %T yang sesuai.
Spektrofotometer
Spektrofotometer yang dimiliki oleh Departemen Teknik Kimia adalah Model 220-20
Double Beam Spectrofotometer yang dapat dipakai untuk mengukur absorbansi cairan, padatan
dan gas dalam daerah sinar UV, tampak dan dekat IR. Prinsip kerja spektrofotometer double
beam diperlihatkan dalam gambar 7.
Gambar6Absorbsicahayasebagaifungsidaripanjanggelombang
-
Spektofotometri Sinar Tampak
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
Gambar 7 Susunan Alat Optik pada Spektrofotometer
Seberkas sinar dari sumber cahaya dibuat menjadi sinar monokromatik oleh sebuah Grating
Monochromator dan kemudian dipisahkan menjadi 2 berkas sinar oleh cermin perak yang
berputar. Setelah melewati sampel (kuvet), dua berkas sinar tersebut mengikuti satu jalur optik
bergabung menjadi satu berkas sinar lagi dan jatuh pada detektor. Detektor mengubah sinyal-
sinyal optic menjadi sinyal-sinyal elektrik.
Fungsi-fungsi elektrik dalam instrumen yang mengolah sinyal dan langsung dapat menampilkan
transmisi, absorbansi atau konsentrasi sampel.
Prosedur Operasi
Gambar 8. Spektrofotometer
-
Spektofotometri Sinar Tampak
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
I. Pemanasan dan pengaturan tombol-tombol (lihat gambar 10) 1. Power switch : ON
2. W LAMP switch : ON
3. D2 LAMP switch : ON
4. %T switch : ON (tekan)
5. Xi, x10 switch : ON
6. Tombol pemilih lampu :
Daerah sinar tampak mempunyai daerah panjang gelombang 900-370 n, sedangkan sinar
ultra violet 370-190 nm. Lampu W dapat digunakan dalam panjang gelombang 300-900 nm
dan lampu D2 dalam panjang gelombang 190-390 nm. Tetapi lampu sebaiknya dipasang
pada 370 nm untuk memperkecil sinar stray.
7. SLIT control : 2 nm
8. RESPONSE switch : MED
9. ZERO SUPRESSSION switch : OFF
10. SCAN SPEED switch : 480 & 120 nm/min
11. SCAN switch : OFF
12. Wavelenght dial : Pilih yang sesuai (putar dalam arah dalam
panjang ke pendek)
13. DECIMAL POINT switch : %T ABS
Setelah switch dan control ditetapkan seperti di atas, biarkan instrumen selama 15 menit
untuk pemanasan.
14. Buka penutup ruang sampel. Pasanglah SHUTTER (berwarna hitam) pada sisi sampel (sisi
depan) untuk memotong berkas sinar dan kemudian ruang sampel ditutup lagi.
15. X1, x10 switch : x10
16. Atur control %T sampai unit display digital 0.00
17. X1, x10 switch : x1
18. Buka ruang sampel. Ambil SHUTTER dan ruang sampel di tutup lagi.
19. Atur control100 %T/0 ABS sampai Unit display digital menunjukkan angka 100.0
II. PENGUKURAN ABSORBANSI 1. Setelah memasang larutan reference (blank) pada sisi REFERENCE dan SAMPLE dalam
ruang sampel, tutup kembali ruang sampel.
2. Atur control 100 %T /0 ABS sedemikian sehingga unit display digital menunjukkan 100,0.
-
Spektofotometri Sinar Tampak
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
3. Tekan switch ABS 0-2 atau ABS 0-3 sesuai dengan konsentrasi sampel. 100 %T normalnya
harus bersesuaian dengan ABS 0.
4. Pasang sampel yang tidak diketahui konsentrasinya pada sisi sampel dan ukur absorbansinya.
Apabila konsentrasi sampel lebih rendah dari ABS 0.2, tekan switch x1, x10 pada posisi x10.
Dalam skala ABS 0-0.2 titik desimal tidak ditampilkan dalam display, misalnya 3 4 0 berarti
ABS 0.0340.
III. Pengukuran Transmisi 1. Lakukan prosedur II point 1 & 2.
2. Pasang sample yang tidak diketahui konsentrasinya pada sisi SAMPLE dan ukur
transmisinya. Apabila transmisi sample lebih rendah dari 20%, tekan switch x1, x10 pada
posisi x10.
IV. Pengukuran Konsentrasi 1. Lakukan prosedur II point 1 & 2.
2. Tempatkan sampel (diketahui konsentrasinya) pada sisi sample.
3. Tekan switch CONCENTRATION.
4. Atur control CONCENTRATION sampai unit display digital menunjukkan konsentrasi
sampel.
Contoh: Apabila konsentrasi sampel 12.3 mg/l , aturlah CONCENTRATION sampai unit
display menunjukkan 1230 atau 123.
Karena unit display dirancang pada batas penunjukkan tertinggi 1999, maka display akan
menunjukkan angka 1 apabila melewati batas tersebut.
5. Pilih posisi desimal yang sesuai.
6. Tempatkan sampel (yang tidak diketahui konsentrasinya).
7. Penunjukan pada unit display atay cetak harga pengukuran pada pencetak digital.
V. Penggunaan Recorder 1. Wiring
2. Sinkronisasi dengan rekorder
a. Putar switch SCAN pada posisi ON pada unit utama
b. Putar switch MODE ke posisi ON pada rekorder
Pada saat mengatur switch ini, chart dipasang pada rekorder disinkronisasikan dengan
panjang gelombang operasi scanning dalam unit utama model 200-20
-
Spektofotometri Sinar Tampak
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
3. Hubungan antara kecepatan scanning dalam model 200-20 unit utama dan kecepatan
putaran chart pada rekorder.
a. Apabila switch pemilih SCAN SPEED pada rekorder ditetapkan pada posisi sesuai
dengan switch SCAN SPEED pada spektrofotometer pada unit utama, berarti 1 divisi
(10mm) pada chart sesuai dengan 10 nm.
b. Untuk me-record pada skala diperbesar/diperkecil, aturlah panjang gelombang kecepatan
scanning pada model 200-20 unit utama dan recorder.
c. Untuk recorder model 200, kecepatan chart tepat sesuai dengan kecepatan panjang
gelombang scanning.
Contoh: Kecepatan chart 120 mm/min sesuai dengan panjang gelombang kecepatan
scanning 120 nm/min.
4. Hubungan antara Recorder Full Scale Ranges and Switch Setting pada model 200-20 unit
utama.
VI. Prosedur Percobaan A. Spektra Absorpsi 1. Sediakan 0,0200 M Cr(III) dengan jalan memipet 10 ml Cr(NO3)3 0.050 M dan
mengencerkannya pada labu ukur tepat 25 ml dan kocok dengan baik.
2. Sediakan 0.0752 M Co(II) dengan cara memipet 0.1880 M Co(NO3)3 sebanyak 10 m,
kemudian mengencerkannya dalam labu ukur tepat 25 ml dan kocok dengan baik.
3. Ambil spektra masing-masing larutan pada panjang gelombang 375 nm s/d 625 nm
Pertanyaan:
Dengan hasil spectra absorpsi yang diperoleh, sarankan yang dibutuhkan untuk
menganalisis Cr(NO3)3 yang mempunyai konsentrasi antara 0.02-0.04 M.
Terangkan mengapa panjang gelombang ini mungkin tidak sesuai untuk analisis larutan
yang konsentrasinya > atau dari 0.02-0.04
B. Hukum Beer 1. Ambil 75 ml 0.050 M Cr(III), kemudian buatlah larutan 0.01 ; 0.02 ; 0.03 ; 0.04 dengan
cara mengencerkan larutan pada no. 1 masing-masing 5 ml, 10 ml, 15 ml, 20 ml dalam
labu ukur 25 ml.
2. Ambil 75 ml 0.1880 M Co(II), kemudian lakukan pengenceran seperti pada no. 1untuk
membuat larutan 0.0376; 0.0752; 0.1128; 0.1504 M.
-
Spektofotometri Sinar Tampak
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
3. Berdasarkan kurva A vs (spektra absorpsi) yang diperoleh percobaan sebelumnya,
pilih 6 buah sebagai berikut:
a. pada 2 maksimum dari kurva Cr(III) yang dekat dengan minimum (410, 575 nm)
dari kurva Co(II).
b. pada absorbansi maksimum untuk kurva Co(II) (510 nm).
c. pada bagian yang naik tajam pada kurva Co(II) dan dekat dengan perpotongan
kurva Cr(III) dan Co(II) (450 nm).
d. pada bagian yang turun tajam dari kurva Co(II) dan dekat dengan perpotongan
kurva Cr(III) dan Co(II).
e. pada 625 nm.
4. Ukur %T atau absorbansi larutan-larutan di atas dengan menggunakan ke 6 panjang
gelombang yang dipilih.
5. Ambil larutan Cr(III) yang tidak diketahui, ukur %T dengan menggunakan 6 panjang
gelombang.
Pengolahan Data
1. Plot %T dan A terhadap konsentrasi pada ke 6 panjang gelombang di atas untuk larutan
Cr(III) dan Co(II).
2. Gambarkan garis horizontal pada plot persamaan Beer pada 65%T dan 26 %T sebagai
batas pengukuran.
3. Gunakan kurva yang dihasilkan untuk mendapatkan konsentrasi Cr(III) yang tidak
diketahui.
Pertanyaan:
1. Berdasarkan kurva kalibrasi yang diperoleh dari percobaan dengan menggunakan ke 6
panjang gelombang, seberapa jauh kecocokannya dengan Hukum Beer?
2. Pada yang mana nilai terkecil?
3. Perkirakan seberapa tepat anda dapat membaca %T dari spektrofotometer
4. Asumsikan %T dapat dibaca sampai 1%. Seberapa tepat anda dapat melaporkan
konsentrasi 0.0150M Cr(III) pada tiap panjang gelombang?
5. berapa yang harus digunakan untuk menentukan Cr(III) 0.015 dan 0.055M?
-
Spektofotometri Sinar Tampak
BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK
C. Analisis Simultan Dua Komponen Apabila ada larutan yang mengandung dua kmponen yang keduanya menyerap cahaya,
maka adanya komponen kedua sering menyebabkan perubahan pada kemampuan menyerap
cahaya dari komponen pertama. Hal ini menyebabkan absorpsi masing-masing komponen tidak
bersifat aditif, sehingga tidak memungkinkan suatu analisis kuantitatif sederhana dapat dipakai
untuk mengetahui konsentrasi larutan ini.
Tetapi ada banyak contoh dimana komponen-komponen tidak saling berinteraksi, sehingga
tidak merubah sifat menyerap sinar pada masing-masing komponen. Absorbansi total larutan
seperti ini merupakan jumlah dari absorpsi masing-masing komponen yang diukur pada larutan
terpisah pada kondisi yang sama (bersifat aditif).
Misalnya adalah system larutan Cr(III)-Co(II). Ada suatu panjang gelombang yang
diabsorpsi lemah oleh Co(II) tetapi diabsorpsi kuat oleh Cr(III) dan sebaliknya pada panjang
gelombang lain. Karena absorbansi bersifat aditif maka konsentrasi larutan dapat ditentukan.
Gelombang demikian terjadi pada system Cr(III)-Co(II).
Persamaan Lambert-Beer didepan dapat ditulis:
k disebut konstanta absorbtivitas merupakan gabungan dan b.
Persamaan di atas menyatakan hubungan antara A dan C untuk suatu bahan dan gelombang
tertentu. Untuk larutan yang mengandung n komponen, maka persamaan dapat ditulis:
i = 1
secara eksplisit:
Apabila hanya dua komponen yang dianalisis, maka dengan menggunakan dua panjang
gelombang yang berbeda akan diperoleh dua persamaan dengan dua variable tak diketahui,
sehingga persamaan tersebut dapat diselesaikan.
Harga k dapat ditentukan dari plot persamaan Lambert-Beer untuk setiap komponen secara
terpisah dengan menggunakan dua panjang gelombang yang dipilih tersebut.
Prosedur Percobaan:
1. Siapkan campuran Cr(III)-Co(II) dengan mencampurkan 10 ml 0.05 M Cr(III) dan 1