Documentk5

A. TUJUAN

1. Memahami kelarutan garam kalsium oksalat.

2. Memahami pengaruh ion sejenis pada kelarutan.

3. Dapat menentukan harga tetapan hasil kali kelarutan garam kalsium oksalat.

B. DASAR TEORI

Zat elektrolit sukar dan mudah larut

Suatu zat terlarut, apabila dilarutkan dalam suatu zat pelarut (misalnya air) tidak

semuanya mudah larut. Berdasarkan atas kelarutannya (yaitu banyaknya mol maksimal

suatu zat terlarut yang dapat larut dalam suatu pelarut menjadi satu liter larutan

jenuhnya), zat elektrolit dapat dibedakan menjadi :

1. Zat elektrolit sukar larut; yaitu suatu zat elekrolit yang kelarutannya lebih kecil atau

sama dengan 10-3 mol per liter.

2. Zat elektrolit mudah larut; yaitu suatu zat elektrolit yang kelarutannya lebih besar

dari 10-3 mol per liter.

Kesetimbangan larutan zat elektrolit sukar larut

Apabila pada suhu 25 oC, suatu zat elektrolit sukar larut AxBy dilarutkan dalam

pelarut air, di dalam larutannya terjadi kesetimbangan sebagai berikut :

AxBy (s) AxBy (aq) x Ay+ + y Bx-

Menurut hukum aksi massa Guldberg dan Waage (1867), tetapan kesetimbangan

(Keq)-nya adalah

Keq =

di mana , , dan masing-masing adalah aktivitas ion Ay+, ion Bx-, dan

molekul AxBy.

Hubungan antara aktivitas dan konsentrasi adalah :

= [Ay+] ; = [Bx-] ; = [AxBy]

sehingga Keq =

di mana ; ; dan masing-masing adalah koefisien aktivitas ion Ay+; ion Bx-;

dan molekul AxBy.

Untuk molekul AxBy padat, koefisien aktivitasnya = 1; sedangkan untuk larutan

yang relatif sangat encer, koefisien ion-ionnya dapat dianggap = 1 sehingga :

Keq . [ AxBy] = [Ay+]x . [Bx-]y

atau Ksp = [Ay+]x . [Bx-]y

di mana Ksp adalah tetapan hasil kali kelarutan pada suhu tertentu dan tetap, mempunyai

harga tetap.

Menurut Debye-Huckel (1923), besarnya koefisien aktivitas ion dalam larutan

encer dinyatakan dengan rumus :

Log fi = -0,509zi2

di mana I adalah kekuatan ion yang besarnya menurut Lewis dan Randall

I = ½ CiZi2

Apabila di dalam larutan suatu zat elektrolit sukar larut, hasil kali konsentrasi ion-

ionnya lebih kecil dari harga Ksp-nya, di dalam larutan akan terjadi proses pelarutan

sampai harga Ksp-nya tercapai. Sebaliknya, bila hasil kali konsentrasi ion-ionnya lebih

besar dari harga Ksp-nya, di dalam larutan akan terjadi proses pengendapan sampai

tercapai harga Ksp-nya.

Apabila pada suhu tertentu, kelarutan suatu zat elektrolit sukar larut dalam air

diketahui, maka harga Ksp zat elektrolit dimaksud dapat dihitung; sebaliknya apabila

harga Ksp suatu zat elektrolit sukar larut dalam air pada suhu tertentu diketahui, maka

kelarutannya dapat dihitung.

Asas/prinsip Le Chatelier

Pada tahun 1888, Henry Le Chatelier mengemukakan suatu pernyataan yang

berbunyi : Bila suatu sistem yang berada dalam kesetimbangan dinamik dipengaruhi

oleh sesuatu dari luar, sehingga kesetimbangan terganggu, maka sistem akan

memberikan reaksi perubahan pada arah yang akan mengurangi pengaruh gangguan

dan bila mungkin akan mengembalikan sistem kembali ke keadaan setimbang tersebut.

Pernyataan tersebut kemudian dikenal sebagai asas/prinsip Le Chatelier.

Prinsip tersebut sangat berguna ketika kita membicarakan suatu garam dalam

larutan garam lain yang mempunyai kation/anion yang sama. Sebagai contoh, anggaplah

kita ingin tahu kelarutan CaC2O4 dalam CaCl2. Masing-masing garam menyumbangkan

kation yang sama (Ca2+). Efek dari ion Ca2+ yang diberikan oleh CaCl2 membuat CaC2O4

lebih sedikit larut dalam larutan garam CaCl2 dari pada dalam air murni.

Kita dapat menjelaskan penurunan kelarutan ini berdasarkan prinsip Le Chatelier.

Anggaplah kita mencampur kristal CaC2O4 dalam sejumlah air murni sampai mencapai

kesetimbangan.

CaC2O4 (s) Ca2+ (aq) + C2O42- (aq)

Sekarang bayangkan jika kita menambahkan sejumlah CaCl2. CaCl2 adalah garam yang

mudah/dapat larut, yang dalam larutan akan terdissosiasi sehingga memberikan kenaikan

konsentrasi ion Ca2+. Berdasarkan prinsip Le Chatelier, ion-ion akan bereaksi untuk

mengambil/mengurangi kelebihan ion kalsium.

CaC2O4 (s) Ca2+ (aq) + C2O42- (aq)

Dengan kata lain, sejumlah CaC2O4 mengendap dari larutan. Sekarang larutan

mengandung lebih sedikit CaC2O4. Kita dapat menyimpulkan bahwa CaC2O4 lebih

sedikit dalam larutan CaCl2 dari pada dalam air murni.

C. ALAT DAN BAHAN

Alat :

1 buah gelas beker 250 mL

1 buah gelas beker 500 mL

1 buah buret 50 mL

1 buah gelas ukur

5 buah tabung reaksi besar

1 buah pipet gondok 10 mL

2 buah erlenmeyer 250 mL

1 buah corong gelas

1 buah sendok pengaduk

Bahan :

Larutan H2SO4 2,5 M

Larutan KMnO4

Akuades

Kristal asam oksalat (H2C2O4.2H2O)

Kristal garam kalsium oksalat (CaC2O4)

D. CARA KERJA

1. Standardisasi larutan KMnO4 0,02 M

2. Penentuan konstanta hasil kali kelarutan CaC2O4

Ditimbang 0,63 gr asam oksalat (H2C2O4.2H2O)

Dimasukkan labu takar 100 mL dan diencerkan sampai tanda

Diambil 5 mL, ditempatkan dalam erlenmeyer

Ditambah 2,5 M H2SO4 20 mL

Dititrasi dengan KMnO4

Dilakukan sebanyak dua kali

Dibuat larutan jenuh CaC2O4 sebanyak 100 mL dengan cara menambahkan sedikit demi sedikit CaC2O4 padat ke dalam

100 mL akuades sambil diaduk sampai homogen

Disiapkan buret dengan larutan standar KMnO4

Diambil 10 mL larutan jenuh CaC2O4 dengan pipet gondok

Dituang ke dalam erlenmeyer

3. Pengaruh [C2O42- ] terhadap kelarutan CaC 2O4

Disiapkan lima buah tabung reaksi besar, bersih dan kering

Ditambah 10 mL larutan H2SO4 2,5 M

Dititrasi sampai titik ekivalen (percobaan dilakukan

sebanyak 2 kali)

Masing-masing diisi larutan jenuh sisa percobaan 2

Ditambah berturut-turut 2, 4, 6, 8, dan 10m mL Na2C2O4 dan diaduk sampai

terjadi pengendapan sempurna

Diambil 5 mL supernatan dari masing-masing larutan tersebut (padatan jangan sampai ikut)

Diencerkan dengan akuades sampai 10 mL

Dititrasi dengan KMnO4 (percobaan dilakukan sebanyak dua kali)

Ditambah 10 mL larutan H2SO4 2,5 M

E. HASIL DAN PEMBAHASAN

1. Standardisasi larutan KMnO4

mol H2C2O4.2H2O =

= = 5 x 10-3 mol = 5 mmol

H2C2O4 2 H+ + C2O42-

mol C2O42- = 5 mmol

[C2O42-] = = 0,05 M

Reaksi yang terjadi (dalam suasana asam) :

C2O42- 2CO2 + 2e- x 5

MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O x 2

5C2O42- + 2MnO4

- + 16H+ 10CO2 + 2Mn2+ + 8H2O

[MnO4-] =

Titrasi 1

[MnO4-] =

= 0,01923 M

Titrasi 2

[MnO4-] =

= 0,0196 M

[MnO4-] rata-rata = = 0,019415 M 0,0194 M

Pada percobaan standardisasi KMnO4, titrasi dilakukan secara terbalik. Larutan

KMnO4 yang akan dicari konsentrasinya diletakkan pada buret, sedangkan larutan

standar asam oksalat ditempatkan pada erlenmeyer. Hal ini dilakukan agar lebih

mudah dalam mengamati perubahan warna yang terjadi karena reaksi/ perubahan

warna yang terjadi berjalan tidak terlalu cepat/ lambat.

Dalam percobaan ini juga ditambahkan asam sulfat ke dalam asam oksalat.

Kegunaannya adalah sebagai pemberi suasana asam dan untuk mempercepat laju

reaksi. Asam sulfat yang berfungsi sebagai pemberi suasana asam tidak dapat

digantikan oleh asam-asam yang lain seperti HCl, HI, HBr, atau HNO3 karena asam

tersebut (HCl, HI, HBr) akan dioksidasi sendiri oleh KMnO4. Sedangkan HNO3 tidak

dapat digunakan karena HNO3 sendiri merupakan oksidator.

2. Penentuan konstanta hasil kali kelarutan CaC2O4

[C2O42-] =

Tanpa penambahan H2SO4

Titrasi 1

[C2O42-] =

= 2,425x10-4 M

Titrasi 2

[C2O42-] =

= 2,425x10-4 M

[C2O42-] rata-rata = = 2,425 x 10-4 M

Dengan penambahan H2SO4

Titrasi 1

[C2O42-] =

= 4,85x10-4 M

Titrasi 2

[C2O42-] =

= 4,85x10-4 M

[C2O42-] rata-rata = = 4,85 x 10-4 M

Ksp = [C2O42-]2


Ksp = [2,425x10-4]2 = 5,880625 x 10-8 5,88 x 10-8


Ksp = [4,85x10-4]2 = 2,35225 x 10-7 2,35 x 10-7

Pada percobaan ini, titrasi juga dilakukan secara terbalik agar lebih mudah dalam

mengamati perubahan warna yang terjadi karena reaksi/ perubahan warna yang terjadi

berjalan tidak terlalu cepat/ lambat.

Pada saat pengambilan larutan jenuh, endapan tidak boleh ikut terambil karena

endapan tersebut dapat berpengaruh dalam penentuan harga Ksp. Hal ini dikarenakan

endapan CaC2O4 dapat bereaksi dengan KMnO4 sehingga ketelitian dalam penentuan

titik ekivalen dan titik akhir titrasi dapat berkurang.

Dari hasil perhitungan di atas, ternyata harga Ksp larutan yang tanpa penambahan

H2SO4 ataupun yang dengan penambahan H2SO4 tidak ada yang sesuai dengan harga

Ksp CaC2O4 teoritis yang sebesar 2,6 x 10-9. Perbedaan ini mungkin disebabkan oleh

beberapa faktor seperti penentuan titik ekivalen yang tidak tepat dan ada endapan yang

terambil saat pengambilan larutan jenuh sehingga berpengaruh terhadap Ksp.

Ksp CaC2O4 dengan penambahan H2SO4 lebih besar dari pada Ksp CaC2O4 tanpa

penambahan H2SO4. Hal ini dapat dijelaskan dengan prinsip Le Chatelier. Pada proses

pelarutan garam CaC2O4 tanpa penambahan asam, CaC2O4 akan sedikit terlarut.

CaC2O4 (s) Ca2+ (aq) + C2O42- (aq)

Penambahan asam akan mengakibatkan kelarutan CaC2O4 dalam air menjadi lebih

besar. Hal ini dikarenakan ion H+ dari asam akan bereaksi dengan ion C2O42-

membentuk asam oksalat (H2C2O4) yang sukar mengendap (mudah larut).

CaC2O4 (s) + H+ Ca2+ (aq) + HC2O4- (aq)

HC2O4- (aq) + H+ H2C2O4 (aq)

Jika sejumlah asam ditambahkan secara terus menerus, maka sistem akan bereaksi

untuk mengurangi kosentrasi H+ dalam larutan. Akibatnya asam oksalat yang

dihasilkan akan semakin meningkat. Jika asam oksalat yang larut semakin meningkat,

maka kelarutan garam CaC2O4 akan semakin besar sehingga harga Ksp-nya pun

semakin besar.

3. Pengaruh [C2O42- ] terhadap kelarutan CaC 2O4

[C2O42-] =

Kelarutan =


Titrasi 1 (+ 2 mL Na2C2O4)

[C2O42-] =

= 4,85 x 10-4 M

Kelarutan =

= 1,21 x 10-4 M

= 10,648 mg/L


[C2O42-] =

= 4,85 x 10-4 M

= 10,648 mg/L

Kelarutan =

= 1,21 x 10-4 M

= 10,648 mg/L


[C2O42-] =

= 4,85 x 10-4 M

Kelarutan =

= 1,21 x 10-4 M

= 10,648 mg/L


[C2O42-] =

= 4,85 x 10-4 M

Kelarutan =

= 1,21 x 10-4 M

= 10,648 mg/L


[C2O42-] =

= 4,85 x 10-4 M

Kelarutan =

= 1,21 x 10-4 M

= 10,648 mg/L



[C2O42-] =

= 8,73 x 10-3 M

Kelarutan =

= 2,69 x 10-5 M

= 2,3672 mg/L


[C2O42-] =

=13,58x10-3 M

Kelarutan =

= 1,73 x 10-5 M

= 1,5224 mg/L


[C2O42-] =

= 18,43 x 10-3 M

Kelarutan =

= 1,27 x 10-5 M

= 1,1176 mg/L


[C2O42-] =

= 20,37 x 10-3 M

Kelarutan =

= 1,15 x 10-5 M

= 1,012 mg/L


[C2O42-] =

= 24,25 x 10-3 M

Kelarutan =

= 9,69 x 10-6 M

= 0,85272 mg/L

Grafik Kelarutan vs Konsentrasi

0

2

4

6

8

10

12

0 0,01 0,02 0,03

Konsentrasi C2O42- (M)

Ke

laru

tan

(m

g/L

)

tanpapenambahanas. sulfat

denganpenambahanas. sulfat

Pada percobaan ini, titrasi juga dilakukan secara terbalik agar lebih mudah dalam

mengamati perubahan warna yang terjadi karena reaksi/ perubahan warna yang terjadi

berjalan tidak terlalu cepat/ lambat.

Pada saat pengambilan larutan jenuh, endapan tidak boleh ikut terambil karena

endapan tersebut dapat berpengaruh dalam penentuan harga Ksp. Hal ini dikarenakan

endapan CaC2O4 dapat bereaksi dengan KMnO4 sehingga ketelitian dalam penentuan

Reaksi yang terjadi :

Sebelum penambahan Na2C2O4

CaC2O4 (s) Ca2+ (aq) + C2O42- (aq)

a M a M

Q = Ksp = a2

Setelah penambahan Na2C2O4

Na2C2O4 (s) 2 Na+ (aq) + C2O42- (aq)

a M (a + x) M

Q = x (x + a) > Ksp nilai x << a

Setelah penambahan Na2C2O4 nilai Q lebih besar dari pada nilai Ksp, berarti ada

sebagian garam yang telah mengendap sehingga konsentrasi garam yang terlarut

semakin kecil.

Berdasarkan hasil perhitungan dan grafik di atas, kelarutan garam CaC2O4 tanpa

penambahan H2SO4 untuk tiap-tiap variasi penambahan Na2C2O4 adalah konstan. Hal

ini tidak sesuai dengan teori yang menyatakan efek ion sejenis akan menurunkan

kelarutan garam dalam larutan. Ketidaksesuaian dengan teori ini mungkin dikarenakan

kesalahan dalam pengamatan atau keterbatasan pengamat karena skala yang diamati

sangat kecil dan laju reaksi antara larutan standar dengan garam-garam oksalat cukup

lambat sehingga susah ditangkap oleh indera pengamat.

Pada percobaan kelarutan garam CaC2O4 dengan penambahan H2SO4, untuk tiap-

tiap variasi penambahan Na2C2O4 adalah terdapat perbedaan kelarutan garam CaC2O4.

Semakin besar penambahan Na2C2O4, semakin kecil kelarutan garam CaC2O4 dalam

larutan. Hal ini sesuai dengan teori.

F. KESIMPULAN

1. Konsentrasi larutan KMnO4 standar adalah 0,0194 M.

2. Harga Ksp CaC2O4 tanpa penambahan H2SO4 sebesar 5,88 x 10-8.

3. Harga Ksp CaC2O4 dengan penambahan H2SO4 sebesar 2,35 x 10-7.

4. Penambahan asam (kuat) pada garam sukar larut pada umumnya menaikkan harga

Ksp-nya.

5. Penambahan ion sejenis pada larutan jenuh garam sukar larut menyebabkan

kelarutan garam tersebut menjadi berkurang.

G. DAFTAR PUSTAKA

Brady, J.E., 1999, General Chemistry, Principle and Structure, Jilid 2, Bina Rupa

Aksara : Jakarta

Cotton and Wilkmson, 1989, Kimia Anorganik Dasar, Cetakan I, UI Press : Jakarta

Ebbing, Darrel, 1987, General Chemistry, Second Edition, Houghton Mifflin Company :

Massachusetts

Keenan, C.W., Kleinfelter, D.C., Wood, J.H., 1996, Ilmu Kimia untuk Universitas, Edisi

keenam, Jilid 2, Erlangga : Jakarta

Mudjiran, 2002, Diktat Kuliah Kimia Analitik, FMIPA UGM : Yogyakarta

Yogyakarta, 13 November 2007

Asisten Praktikan

Igantius Emmanuel Fiby Achmad V.

Documents

Documentk5