KESETIMBANGAN KIMIA DI DALAM LARUTAN

I. TUJUAN

1. Menentukan konstanta distribusi (Kd) dan konstanta kesetimbangan (Kc) homogen

dalam pelarut air.

II. DASAR TEORI

Keseimbangan homogen

Adapun kesetimbangan dibagi menjadi dua yaitu kesetimbangan homogen dan

kesetimbangan heterogen. Kesetimbangan homogen adalah kesetimbangan yang hanya

melibatkan satu fase yang sama,sedangkan kesetimbangan heterogen adalah kesetimbangan

yang meliputi dua fase atau lebih. Sebagai contoh kesetimbangan 2C (s) + O2(g 2CO(g)

meliputi fase gas dan padatan. Dalam sistem ini terdiri atas suatu campuran oksigen dan

karbon monoksida. Persamaan ini menyaqtakan bahwa suatu sistem mengandung CO (g) ,

O2(g) ,dan C(s) dalam kesetimbangan yang tak menghiraukan berapa banyak C(s) berada . Aturan

yang mudah bahwa untuk kesetimbangan heterogen padatan,dimana padatan murni dan

cairan-cairan murni di abaikan dari pengertian aksi massa (Firman,2007).

Faktor yang mempengaruhi kesetimbangan

Kesetimbangan dinamis adalah suatu sistem kesetimbangan dimana kecepatan reaksi

ke kanan sama dengan kecepatan reaksi ke kiri atau V1=V2. Faktor-faktor yang

mempengaruhi kesetimbangan antara lain perubahan konsentrasi, perubahan volume,

perubahan tekanan, dan perubahan temperatur, sedangkan penabahan suatu katalis tidak akan

menyebabkan perubahan (Brady, 1999).

Kelarutan Iod dalam fasa organik dan air

Iod jauh lebih dapat larut dalam larutan kalium iodida dalam air daripada dalam air; ini

disebabkan oleh terbentuknya ion triiodida, I3-. Kesetimbangan berikut berlangsung dalam

suatu larutan seperti ini :

I2 + I- I3-

Jika larutan itu dititrasidengan larutan natrium tiosulfat, konsentrasi iod total, sebagai I2

bebas dan I3- tak bebas, diperoleh, karena segera sesudah iod dihilangkan akibat interaksi

dengan triosulfat, sejumlah iod baru dibebaskan dari tri-iodida agar kesetimbangan tidak

terganggu. Namun jika larutan dikocok dengan karbon tetra klorida, dalam mana iod saja

yang dapat larut cukup banyak, maka iod bebas dalam larutan air. Dengan menentukan

konsentrasi iod dalam larutan karbon tetraklorida, konsentrasi ion iod bebas dalam larutan air

dapat dihitung dengan menggunakan koefisien distribusi yang diketahui, dan dari situ

konsentrasi total iod bebas yang ada dalam kesetimbangan. Dengan memperkurangkan harga

ini dari konsentrasi awal kalium iodida, dapatlah disimpulkan konsentrasi KI bebas.

Tetapan Kesetimbangan :

K= ([I-] x [I2])/([I3-]) (Svehla, 1990).

Titrasi dan Na2S2O3 (thiosulfat) dan prinsip titrasi

Larutan standar yang digunakan dalam kebanyakan proses iodometri adalah natrium tiosulfat.

Garam ini biasanya berbentuk sabagai pentahidrat Na2S2O3.5H2O. larutan tidak boleh

distandarisasi dengan penimbangan secara langsung, tetapi harus distandarisasi dengan standar primer,

larutan natrium tiosulfat tidak stabil untuk waktu yang lama. Tembaga murni dapat digunakan

sebagi standar primer untuk natrium tiosulfat ( Day & Underwood, 2002 )

Warna larutan 0,1 N iodium adalah cukup kuat sehingga iodium dapat bekerja sebagai

indikatornya sendiri. Iodium juga memberi warna ungu atau merah lembayung yang kuat kepada

pelarut-pelarut sebagai karbon tetraklorida atau kloroform dan kadang-kadang hal ini digunakan

untuk mengetahui titik akhir titrasi. Akan tetapi lebih umum digunakan suatu larutan (dispersi

koloidal) kanji, karena warna biru tua dari kompleks kanji-iodium dipakai untuk suatu uji sangat peka

terhadap iodium. Kepekaan lebih besar dalam larutan yang sedikit asam daripada larutan netral

dan lebih besar dengan adanya ion iodida ( Day&Underwood, 2002).

Titrasi adalah metode penetapan kadar suatu larutan dengan menggunakan larutan

standar yang sudah diketahui konsentrasinya. Dalam hal ini, suatu larutan yang

konsentrasinya telah diketahui secara pasti (larutan standar), ditambahkan secara bertahap ke

larutan lain yang konsentrasinya tidak diketahui, sampai reaksi kimia antara kedua larutan

tersebut berlangsung sempurna (Chandra, Achmad, d.k.k, 2012).

Suatu proses didalam laboratorium untuk mengukur jumlah suatu reaktan yang bereaksi

sempurna dengan sejumlah reaktan lainnya, dimana reaktan pertama ditambahkan secara

kontinu ke dalam reaktan kedua disebut titrasi. Reaktan yang ditambahkan tadi disebut

sebagai titrant dan reaktan yang ditambahkan titrant kedalamnya disebut titree. Didalam

beberapa titrasi, titik ekivalen adalah titik selama proses titrasi dimana tepatnya titrat telah

cukup ditambahkan untuk bereaksi dengan titree. Salah satu masalah tekhnis dalam titrasi

adalah titik dimana suatu perubahan dapat diamati, terjadi yang untuk mengindikasikan

pendekatan yang paling baik ke titik ekivalen. Secara ideal, titik akhir dan titik ekivalen

seharusnya identik, tetapi dalam prakteknya jarang sekali ada orang yang mampu membuat

kedua titik tersebut tepat sama, meskipun ada beberapa hal dimana perbedaan antara kedua

hal tersebut dapat diabaikan (Keenan, 1984 ).

Kd dan K

Ukuran kuantitatif banyaknya solut yang terdapat dalam kedua pelarut dapat dilihat dari

koefisien distribusi atau angka banding distribusi, yang dapat dihitung berdasarkan hukum

dasar distribusi Nernst. Hukum ini menyatakan bahwa solut akan mendistribusikan diri di

antara dua pelarut yang tidak saling bercampur, sehingga setelah kesetimbangan distribusi

tercapai, perbandingan konsentrasi solut di dalam kedua fasa pelarut pada suhu konstan akan

merupakan suatu tetapan, yang disebut koefisien distribusi (K D ), jika di dalam kedua fasa

pelarut tidak terjadi reaksi-reaksi apapun. Akan tetapi, jika solut di dalam kedua fasa pelarut

mengalami reaksi-reaksi tertentu seperti assosiasi, dissosiasi, maka akan lebih berguna untuk

merumuskan besaran yang menyangkut konsentrasi total komponen senyawa yang ada dalam

tiap-tiap fasa, yang dinamakan angka banding distribusi (D )(Endang, 1998).

Menurut Hukum Distribusi Nernst

Jika [X1] adalah konsentrasi zat terlarut dalam fasel dan [X2] adalah konsentrasi zat

terlarut dalam fase 2,maka pada kesetimbangan

X1,X2 didapat :Kd= [X1]/ [X2]

Dimana Kd (koefiseien distribusi/partisi).Partisi atau distribusi ini tidak tergantung pada

konsentrasi total zat terlarut pada kedua fasa tersebut.Pada persamaan tersebut kita tidak

menuliskan koefisien aktivasi zat pada fase organik maupun fase air (Khopkar,1990). 

Pada suatu reaksi kesetimbangan (ditandai dengan arah panah yang berlawanan) yang

berlangsung pada suatu system homogen (terdiri dari satu fasa), bentuk umum suatu reaksi

pada suhu tetap adalah sebagai berikut:

aA + bB + cC xX + xY + zZ + … pada T0C

Bila reaksi sudah mencapai keadaan seimbang, banyaknya masing-masing reaktan dan

produk sudah tidak berubah lagi sehingga dapat dinyatakan:

K= [X ]x [Y ]y [Z ]z

[A ]a [B ]b [C ]c

Hasil kali produk dipangkatkan koefisien reaksinya dibagi dengan hasil kali reaktan

dipangkatkan koefesiennya disebut sebagai hukum kesetimbangan dan K yang nilanya selalu

tetap pada suhu tertentu disebut konstanta kesetimbangan. Jika reaktan dan produk dinyatakan

dalam konsentrasi yaitu dalam satuan mol/Liter, maka K sering ditulis dengan symbol Kc.

Nilai Kc akan bergantung pada jenis reaksi dan suhu. Bila suatu reaksi mencapai

kesetimbangan pada suhu tertentu, nilai Kc akan selalu tetap dan nilai ini tidak dipengaruhi

konsentrasi reaktan dan produk pada kesetimbangan. (Bird, 1986).

Hukum Distribusi

Hukum distribusi atau partisi dapat dirumuskan: bila suatu zat terlarut antaradua pelarut yang tidak

saling campur, maka pada suatu temperatur yang konstanuntuk setiap spesi molekul terdapat angka

banding distribusi ini tidak tergantunngpada spesi molekul yang lain. Harga angka banding berubah

dengan sifat dasarpelarut, sifat dasar zat terlarut, dan temperatur (Svehla,1990).

Prinsip Ekstraksi Cair-cair

Ekstraksi adalah proses pemisahan satu atau lebih komponenn dari

suatu campuran homogen menggunakan pelarut cair (solven) berdasarkan

prinsip beda kelarutan. Ekstraksi dapat dipakai untuk memisahkan dari

kadar rendah sampai dengan kadar tinggi. Ekstraksi cair-cair atau sering

disebut ekstraksi saja (Biyantoro,Dwi, d.k.k, 2010).

Ekstraksi cair-cair (corong pisah) merupakan pemisahan komponen kimia diantara dua

fase pelarut yang tidak dapat saling bercampur dimana sebagian komponen larut pada fase

pertama dan sebagiannya lagi larut pada fase kedua. Kedua fase yang mengandung zat

terdispersi dikocok, lalu didiamkan sampai terjadi pemisahan sempurna dan terbentuk dua

lapisan fase zat cair. Komponen kimia akan terpisah ke dalam dua fasa tersebut sesuai

dengan tingkat kepolarannya dengan perbandingan konsentrasi yang tetap (Sudjadi, 1986).

III. METODE PERCOBAAN

III.1 Alat

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah corong pisah, erlenmeyer, gelas

kimia, pipet ukur 10 ml dan 25 ml, gelas ukur, buret, pipet tetes, klem buret dan pendukung

buret, pipet pump, klem.

III.2 Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah larutan I2 0,08 M dalam n-

heksana, larutan I2 0,04 M dalam n-heksana, larutan I2 0,02 M dalam n-heksana, larutan I2

0,01 M dalam n-heksana, larutan Na2S2O3 0,1 M, larutan KI 0,1 M, larutan indikator amilum,

akuades.

III.3 Cara Kerja

A. Penentuan Konstanta Distribusi (Kd)

Sebanyak 10 ml akuades dan 10 ml larutan I2 0,08 M dalam n-heksana dimasukkan ke

dalam corong pisah. Corong digojok hingga tidak ada uap air lagi di dalamnya. Setelah

terlihat lapisan atas dan bawah, maka larutan dipisahkan. Masing-masing dari lapisan tersebut

(lapisan atas dan lapisan bawah di tempat terpisah) ditambahkan dengan 2 tetes indikator

amilum. Dan kedua larutan masing-masing dititrasi dengan larutan Na2S2O3 0,1 M. Volume

titrasi kemudian dicatat. Hal yang sama juga dilakukan untuk larutan , larutan I2 0,04 M dalam

n-heksana, larutan I2 0,02 M dalam n-heksana, dan larutan I2 0,01 M dalam n-heksana.

B. Penentuan Konstanta Kesetimbangan (Kc)

Sebanyak 25 ml larutan KI 0,1 M dan 25 ml larutan I2 0,08 M dalam n-heksana

dimasukkan ke dalam corong pisah. Corong digojok hingga tidak ada uap air lagi di

dalamnya. Setelah terlihat lapisan atas dan bawah, maka larutan dipisahkan. Masing-masing

dari lapisan tersebut (lapisan atas dan lapisan bawah di tempat terpisah) ditambahkan dengan

2 tetes indikator amilum. Dan kedua larutan masing-masing dititrasi dengan larutan Na2S2O3

0,1 M. Volume titrasi kemudian dicatat. Hal yang sama juga dilakukan untuk larutan , larutan

I2 0,04 M dalam n-heksana, larutan I2 0,02 M dalam n-heksana, dan larutan I2 0,01 M dalam

n-heksana.