Loading...

Senin, 05 Desember 2011

KESETIMBANGAN KIMIA


ACARA V
KESETIMBANGAN

A.      PELAKSANAAN PRAKTIKUM
Tujuan Praktikum            : Mempelajari reaksi kesetimbangan kompleks besi (III) – tiosianat.
Waktu praktikum            : Sabtu, 8 Oktober 2011
Tempat Praktikum    : Laboratorium Kimia Dasar I, lantai III, Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam, Universitas mataram.

B.       LANDASAN TEORI
Kesetimbangan kimia dalah proses dinamis ketika reaksi kedepan dan reaksi balik terjadi pada laju yang sama tetapi pada arah yang berlawanan. Konsentrasi pada setiap zat tinggal tetap pada suhu konstan. Banyak reaksi kimia tidak sampai berakhir, dan mencapai satu titik ketika konsentrasi zat-zat bereaksi dan produk tidak lagi berubah dengan  berubahnya waktu. Molekul-molekul tetap berubah dari pereaksi menjadi produk dan dari produk menjadi preaksi, tetapi tanpa perubahan netto konsentrasinya (Stephen,2002 : 96).
Kebanyakan reaksi kimia berlangsung secara reversible (dua arah). Ketika reaksi itu baru mulai, proses reversible hanya berlangsung kearah pembentukan produk, namun ketika molekul produk telah terbentuk maka proses sebaiknya yaitu pembentukan molekul reaktan dari molekul produk mulai berjalan. Kesetimbangan kimia tercapai bila kecepatan reaksi tekanan (molekul produk) telah sama dengan kecepatan reaksi ke kiri (pembentukan molekul reaktan) dan konsentrasi reaktan maupun konsentrasi produk tidak berubah-rubah lagi (konstan). Jadi, kesetimbangan kimia merupakan proses yang dinamis (Purwoko, 2006 : 169–170).

    Hukum aksi massa dan konstanta kesetimbangan:                
aA(g) + bB(l) + cC(s)                            xX(g) + yY(l) + zZ(s)
maka,                
K =

dimana, K adalah kesetimbangan. Tanda “[ ]” adalah konsentrasi kesetimbangan. Kecepatan reaksi kimia pada suhu konstan sebanding dengan hasil kali konsentrasi zat yang bereaksi. Reaksi kimia bergerak menuju kesetimbangan yang dinamis, dimana terdapat reaktan dan produk, tetapi kedudukannya tidak lagi mempunyai kecenderungan untuk berubah. Kadang-kadang konsentrasi produk jauh lebih besar daripada konsentrasi reaktan yang belum bereaksi di dalam campuran kesetimbangan, sehingga reaksi dikatakan reaksi yang “sempurna”. G N Lewis memperkenalkan besaran termodinamika baru yaitu keaktifan yang bisa dipakai sebagai ganti konsentrasi. Sangat memudahkan jika keaktifan dianggap sebagai perkalian antara konsentrasi zat yang dimaksud dengan suatu koefisien keaktifan (Syukri,1999:75).

       Dalam suatu sistem kesetimbangan, suatu katalis menaikkan kecepatan reaksi maju dan reaksi balik dengan sama kuatnya. Suatu katalis tidak mengubah kuantitas relatif yang ada dalam kesetimbangan nilai tetapan kesetimbangan tidaklah berubah. Katalis memang mengubah waktu yang diperlukan untuk mencapai kesetimbangan. Reaksi yang memerlukan waktu berhari-hari atau berminggu-minggu untuk mencapai kesetimbangan, dapat mencapainya dalam beberapa menit dengan hadirnya katalis. Lagi pula, reaksi yang berlangsung dengan laju yang sesuai hanya pada temperatur yang sangat tinggi, dapat berjalan dengan cepat pada temperatur yang jauh lebih rendah bila digunakan katalis. Ini terutama penting jika temperatur tinggi mengurangi rendeman dari produk-produk yang diinginkan (Keenan,1984:593).


C.      ALAT dan BAHAN PRAKTIKUM
1.    Alat – Alat Praktikum :
·       Gelas kimia
·       Labu takar 25 ml + penutup
·       Penggaris
·       Pipet gondok 5 ml
·       Pipet gondok 10 ml
·       Pipet tetes
·       Pipet volume 5 ml
·       Rak tabung reaksi
·      Rubber bulb
·      Spatula kaca
·      Tabung reaksi

2.    Bahan – Bahan Prktikum :
·      Aquades (H2O)
·      Larutan  Fe(NO3)3 0,2 M
·      Larutan KSCN
·      Serbuk Na2HPO4
D.      PROSEDUR PERCOBAAN
1.    Percoban pertama : kesetimbangan besi (III )- tiosianat
a.    Sepuluh ml KSCN 0,002 M dimasukkan kedalam gelas kimia dan ditambahkan 2 tetes Fe(NO3)3 0,2 M kemudian diaduk.
b.    Larutan yang telah jadi dibagikan kedalam 4 tabung reaksi dan diberi label.
c.    Tabung reaksi pertama digunakan srbagai pembanding.
d.   Satu tetes KSCN pekat ditambahkan pada tabung reaksi yang kedua.
e.    Tiga tetes  Fe(NO3)3 0,2 M ditambahkan pada tabung reaksi yang ketiga.
f.     Beberapa butir Na2HPO4 ditambahkan pada tabung reaksi ke empat.
g.    Hasil pengamatan dicatat pada laporan sementara.
2.    Percobaan kedua : kesetimbangan besi (III )- tiosianat yang semakin encer
a.    Lima tabung reaksi disiapkan dan diberi label, dimasikkan masing – masing 5 ml KSCN 0.002 M.
b.    Tabung reaksi pertama digunakan sebagai standar dengan penambahan 5 ml Fe(NO3)3 0,2 M.
c.    Sepuluh ml Fe (NO3)3 0,2 M ditambahkan air hingga volumenya 25 ml. 5 ml larutan ini dimasukkan kedalam tabung reaksi yang kedua.
d.   Sisa dari Fe (NO3)3 0,2 M + air ditambah air lagi hingga volume larutan mencapai 25 ml. 5 ml larutan ini dimasukkan kedalam tabung raksi yang ketiga.
e.    Langkah 3 diulang untuk tabung 4 – 5.
f.     Warna larutan pada tabung kedua dibandingkan dengan tabung standar. Larutan dari tabung standar dikeluarkan setetes demi setetes, hingga intensitas dari kedua tabung sama.
g.    Tinggi larutan dari masing – masing tabung diukur.
h.    Langkah ke lima dan ke enam di ulan g untuk tabung 3 – 5.
i.      Seluruh hasil pengamatan tersebut dicatat pada laporan sementara.


E.       HASIL PENGAMATAN

No.
Prosedur Percobaan
Hasil Pengamatan
1.



Kesetimbangan besi (III)- Tiosianat
a.    Dimasukkan 10 ml KSCN 0,002M ke dalam suatu bejana gelas. Kemudian ditambahkan dengan 2 tetes larutan Fe(NO3)3 0,2M.
b.    Larutan ini kemudian dibagi ke dalam 4 tabung reaksi.
c.    Tabung reaksi pertama digunakan sebagai pembanding.
d.   Ditambahkan 1 tetes KSCN pekat ke dalam tabung reaksi kedua.
e.    Ditambahkan 3 tetes Fe(NO3)3 0,2M ke dalam tabung reaksi ketiga.
f.     Ditambahkan 1 butir Na2HPO4 ke dalam tabung reaksi keempat.
g.    Semua peristiwa yang terjadi dicatat dalam tabel hasil percobaan.

Kesetimbangan besi (III)- Tiosianat yang semakin encer
a.    Disediakan 5 tabung reaksi , kemudian diberi nomer. Kedalam tabung reaksi ini dimasukkan masing-masing 5 ml KSCN 0,002M. Kemudian 5 ml larutan Fe(NO3)3 0,2M ditambahkan kedalam tabung reaksi pertama. Tabung reaksi ini digunakan sebagai standar.
b.    Diukur 10 ml Fe(NO3)3 0,2M dan ditambahkan aquades hingga volumenya menjadi 25 ml. diukur 5 ml dari larutan ini dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi kedua ( dihitung konsentrasi larutan ini ). Selebihnya disimpan untuk pengerjaan berikutnya.
c.    Didalam 10 ml larutan Fe(NO3)3 0,2M sisa diatas, ditambahkan aquades hingga volumenya tepat menjadi 25 ml ( dihitung konsentrasi larutan ini ). Diukur 5 ml larutan ini dan dimasukkan ke tabung reaksi ketiga.
d.   Dilakukan pengerjaan yang sama sampai dengan tabung kelima.
e.    Dibandingkan warna larutan pada tabung kedua dengan tabung standar (tabung 1) , untuk menghitung konsentrasi FeSCN2+. Jika intensitas warna tidak sama, dikeluarkan larutan dari tabung standar setetes demi setetes , sampai kedua tabung tersebut menunjukkan intensitas warna yang sama dan diukur tinggi larutan dalam masing-masing tabung sampai mm (larutan yang dikeluarkan tadi dimasukkan ke dalam tempat yang bersih agar dapat digunakan kembali). Selanjutnya dengan cara yang sama , disamakan intensitas warna larutan pada tabung 3, 4 dan 5 , dibandingkan semua dengan tabung pertama.




KSCN yang semula bening , ditetesi Fe(NO3)3 menjadi merah kecoklatan.




Warnanya merah kecoklatan

Warnanya menjadi merah pekat
                
Warnanya merah kecoklatan (lebih pekat dari tabung I namun tidak lebih pekat dari tabung II
Semula merah kecoklatan berubah menjadi bening agak keruh.
Warna awal Fe(NO3)3 orange.
Warna awal KSCN bening.




a.    Tabung 1 + 5 ml Fe(NO3)3 warna berubah menjadi merah hitam pekat.
Tinggi larutan 7,5 cm.
b.    Aquades + 10 ml Fe(NO3)3 warna berubah menjadi orange kekuningan.
Tabung 2 warnanya merah agak kehitaman.
Tinggi larutannya 7,5 cm.
c.    Aquades + 10 ml Fe(NO3)3 yang telah diencerkan di atas, warnanya berubah menjadi kuning bening.
Tabung 3 berwarna merah hati .
Tinggi larutannya 7,5 cm.
d.   Aquades + 10 ml Fe(NO3)3 yang telah diencerkan 2 kali, warnanya berubah menjadi bening agak kekuningan.
Tabung 4 warnanya merah darah.
Tinggi larutannya 7,5 cm.
e.    Aquades + 10 ml Fe(NO3)3 yang telah diencerkan 3 kali warnanya putih bening.
Tabung 5 warnanya nerah anggur.
       Tinggi larutannya 7,5 cm.

Ukuran tinggi larutan dlm tabung 1 saat dikeluarkan tetes demi tetes :
1.      Tingginya 7 cm
2.      Tingginya 5,3 cm
3.      Tingginya 4 cm
4.      Tingginya 3,5 cm





F.       ANALISIS DATA
1.    Percobaan pertama Diasumsikan :
a.    Fe (NO3)3 dan KSCN dalam bentuk ion
b.    Pada tabung 1 dianggap berbebtuk FeSN2+
·         Jika : Tabung 1 (standar) : marah darah
·         Tabung ini digunakan sebagai tabung standar yang dibandingkan dengan :
·         Tabung 2 + KSCN pekat : merah darah sama dengan tabung satu.
·         Tabung 3 + Fe (NO3)3        : merah pekat lebih pekat dari tabung satu.
·         Tabung 4 + Na2HPO4         : bening dari tabung 1



Persamaan reaksi pada tabung IV
FeSCN2+(aq) + Na2HPO4(s)                    FePO4(aq) + HSCN(aq) + 2Na+(aq)

2.    Percobaan kedua
·      Perbandingan tinggi tabung
T1            =
            =
            = 1,12

T2         =
            =
            = 0,94

T3            =  
            = 
                = 0,85
    

T4            =
                =
            = 0,71

·                     Perhitungan konsentrasi
[ FeSCN2+]        = T  konsentrasi standar

n Fe2+                   =  M V
                        = 0,2   5
                        = 1 mmol
N SCN-               = M  V
                        = 0,002   5
                        = 0,01 mmol
  Fe3+(aq)  +  SCN-(aq)                                FeSCN2+.(aq)
Mula-mula         1 mmol              0,01mmol
Bereaksi          0,01 mmol           0,01 mmol             0,01mmol
Setimbang       0.99mmol             -                            0,01mmol
                                                    

[ FeSCN2+]0     =
                        =
                        = 0,001 M
                        = 10-3 M

[ FeSCN2+]1      = T1  [ FeSCN2+]0
                                = 1,12 10-3

[ FeSCN2+]2      = T2  [ FeSCN2+]0
                        = 0,94 10-3 M

[ FeSCN2+]3      = T3  [ FeSCN2+]0
                                = 0,85 10-3 M

[ FeSCN2+]4= T4  [ FeSCN2+]0
                        = 7,1 10-3 M

c.       Perhitungan Konsentrasi Fe3+ mula – mula
·         Pergeseran 1
M1 V1 = M2 V2
              M2 =
             =
            = 0,08 M

·         Pergeseran 2
M2 V2    = M3 V3
            
              M3            =
             
                                        =
           
                                        = 0,032 M

·         Pergeseran 3
M3 V3    = M4 V4

              M4            =

                =

                = 0,0128 M
·         Pergeseran 4
M4 V4    = M5 V5

              M5            =

                 =
                = 0,00512 M

d.      Perhitungan konsentrasi Fe3+ setimbang
[Fe3+]    = [Fe3+] mula – mula -   [ FeSCN2+] setimbang

[Fe3+]stb 1             = 0,08M    1,12 10-3
                                = 0,0788 M

[Fe3+]stb 2             = 0,032M -  0,94 10-3 M
                        = 0,03106 M

[Fe3+]stb 3             = 0,0128M - 0,85 10-3 M
                        = 0,01195 M

[Fe3+]stb 4             = 0,00512 M -  7,1 10-3 M
                        = 0,00441 M

e.      Perhitungan konsentrasi SCN- setimbang
[SCN-]mula– mula = 0,002 M
[SCN-]stb             = [SCN-]mula – mula - [ FeSCN2+] setimbang

[SCN-]stb1           = 0,002 – 0,00112
                        = 0,00088 M

[SCN-]stb2           = 0,002 – 0,00094
                        = 0,00106 M

[SCN-]stb3         = 0,002 – 0,00085
                        = 0,00115 M

[SCN-]stb4           = 0,002 – 0,0071
                        = 0,00129 M

f.        Ka                   = [Fe3+] [ FeSCN2+] [SCN-]

Ka1                  = [0,0788] [0,00112] [0,00088]
= 78  

Ka2                        = [0,03106] [0,00094] [ 0,00106]
= 31  

Ka3                        = [0,01195] [0,00085] [0,00115]
= 12  

Ka4                        = [0,00441] [0,00071] [0,00129]
= 4  

g.      Kb                   =
                     
     Kb1                  =
                             = 10,18 x 10-2

Kb2                  =  
                              = 27,543 x 10-3

Kb3                  =  
                              = 0,887 x 10-2

Kb4                  =
                             = 242 x 10-5


h.      Kc                    =
        
Kc1                  =  
                 = 15,9

Kc2                  =                   
                        = 28

Kc3                  =         
                              = 61

Kc4                  =        
                        = 124

i.        Tabel Analog


No.
[Fe3+]
[SCN-]
[FeSCN2+]
Ka
Kb
Kc
1
0,0788
0,00088
1,12 x 10-3
78 x 10-9
10,18 x 10-2
15,9
2
0,03106
0,00106
9,4 x 10-4
31 x 10-9
27,543 x 10-2
28
3
0,01195
0,00115
8,5 x 10-4
12 x 10-9
0,887 x 10-2
61
4
0,00441
0,00129
7,1 x 10-4
4 x 10-9
242,72 x 10-5
124
        

G. PEMBAHASAN
Praktikum ini membahas tentang reaksi kimia. Reaksi dapat dikatakan setimbangb jika laju reaksi ke arak produk sama dengan laju reaksi ke arah reaktan, V1 = V2. Pada percobaan pertama, kita mempelajari tentang kesetimbangan dari besi (III)-tiosianat, dengan reaksi:
Fe3+(aq) + SCN-(aq)                         FeSCN2+(aq)
Pada reaksi ini KSCN yang sebelum ditetesi Fe(NO3)3 memiliki warna yang bening dan setelah ditetesi 2 tetes Fe(NO3)3 menunjukkan perubahan warna menjadi merah darah. Hal ini disebabkan karena konsentrasi yang diperbesar sehingga kesetimbangan bergeser menjauhi pihak tersebut. Pada tabung kedua yang ditetsi oleh 1 tetes KSCN pekat menunjukkan perubahan warna yang semakin pekat karena bertambahnya konsentrasi. Tabung ketiga yang juga ditambahkan 3 tetes Fe(NO3)3 0,2 M menunjukkan perubahan warna menjadi warna merah yang semakin pekat. Hal ini juga disebabkan akibat dari penambahan konsentrasi. Dan pada tabung keempat yang ditambahkan Na2HPO4 menunjukkan perubahan warna menjadi bening. Hal ini menunjukkan jumlah ion FeSCN2+ semakin berkurang dan mengakibatkan konsentrasi ion FeSCN2+ juga berkurang.
Percobaan kedua mempelajari tentang kesetimbangan besi (III)-tiosianat yang semakin encer. Pada percobaan ini intensitas warna antara larutan yang satu dengan larutan yang lain menunjukkan warna yang berbeda-beda setelah dilakukan pengenceran atau penambahan volume larutan. Tabung pertama dijadikan sebagai standar yang berisi campuran antara KSCN dam Fe(NO3)3. Sedangkan pada tabung 2, 3, 4, dan 5 ditambahkan Fe(NO3)3 yang telah diencerkan yang konsentrasi pada tabung kedua 0,08 M, tabung ketiga ),032 M, tabung keempat 0,0128 M, dan pada tabung kelima 0,00512 M. Untuk penambahan konsentrasi yang berbeda ini didapatkan bahwa terjadi pemudaran warna akibat penambahan konsentrasi yang semakin encer.
Tabung pertama yang ditambahkan Fe(NO3)3 memiliki warna merah pekat, tabung kedua yang telah mengalami pengenceran mempunyai warna merah kehitaman yang kurang pekat, tabung ketiga yang telah mengalami pengenceran lagi memiliki warna merah kehitaman , tabung keempat yang juga mengalami pengenceran menunjukkan warna merah kecoklatan, dan tabung kelima yang telah mengalami pengenceran untuk kesekian kalinya memiliki warna coklat. Inilah yang memperlihatka konsentrasi yang semakin encer.
Pada saat pembandingan dan penyetaraan intensitas tabung-tabung standar (tabung 1) denag tabung 2, 3, 4, dan 5 dengan cara mengurangi volume pada tabung pertama setetes demi setetes sehingga didapat persamaan warna. Hal ini membuktikan bahwa volume berpengaruh pada kesetimbangan. Jika volume ditingkatkan maka kesetimbangan bergeser kearah koefisien yang lebih besar dan jika volume dikurangai maka kesetimbangan bergeser ke arah koefisien yang lebih kecil.
Berdasarkan pada analisis data nilai yang paling konstan antara:
[Fe3+] [FeSCN2+] [SCN],  , dan  adalah  untuk kesetimbangan yang telah disepakati. Akan tetapi, pada percobaan kali ini kesetimbangan yang konstan adalah [Fe3+] [FeSCN2+] [SCN]. Kesalahan ini dapat diakibatkan karena kurang telitinya praktikan dalam membandingkan warna sehingga memengaruhi ketelitian dari konsentrasi.

H. PENUTUP
1. Kesimpulan
Dari percobaan yang telah dilakukan didapati bahwa kesetimbang diatas dipengaruhi oleh banyak sedikitnya konsentrasi dan juga benyak sedikitnya volume larutan. Sehingga perubahan kesetimbangan yang dipengaruhi beberapa faktor diatas dapat dilihat dari perubahan warna dan kepekatan larutan.
2. Saran  
Praktikan harus berhati-hati dalam melakukan percobaan agar tidak terjadi sedikitpun kesalahan. Dan harus terjadi komunikasi yang lebih baik antara praktikan dan asisten.


















DAFTAR PUSTAKA

Bresnick, Stephen. 2002.  Intisari Kimia umum. Jakarta: Erlangga.
Keenan, dkk. 1984. Kimia untuk universitas. Jakarta: Erlangga.
Purwoko, Agus A. 2006. Kimia Dasar 1. Mataram: Mataram University Press.
Syukri. 1999. Kimia Dasar 1. Bandung: ITB.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar