Penentuan Tetapan Kesetimbangan dalam Fa

HALAMAN PENGESAHAN
Laporan lengkap praktikum Kimia Anorganik dengan judul “Penentuan
Tetapan Kesetimbangan dalam Fasa Cair” disusun oleh :
Nama

: Nunung Triyana

NIM

: 081304031

Kelas

:A

Kelompok

: VIII

Telah diperiksa oleh asisten dan coordinator asisten dan dinyatakan diterima.
Makassar,

Koordinator Asisten

Asisten

Muh. Saaid BL, S.Si.

Abdul Tolip
Mengetahui,
Dosen Penanggung Jawab

Jusniar, S.Pd., M.Pd.

Juni 2010

A. Judul Percobaan
Penentuan Tetapan Kesetimbangan dalam Fasa Cair

B. Tujuan Percobaan
Menentukan tetapan kesetimbangan Kc esterifikasi
C. Landasan Teori

Suatu reaksi dikatakan setimbang apabila reaksi pembentukan dan reaksi
penguraian padareaksi tersebut berlangsung dengan kecepatan yang sama
sehingga tidak ada lagi perubahan ”bersih pada sistem tersebut. Ketika laju
penguapan sama dengan laju pengembunan sistem dikatakan berada dalam
keadaan seimbang. Pada keadaan seimbang ini bukan berarti proses penguapan
dan pengembunan itu berhenti sama sekali ; kedua proses yang berlawanan itu
tetap berlangsung, hanya saja laju keduanya sama, sehingga secara ”bersih” tidak
ada lagi perubahan yang terjadi. Kondisi demikian kerap kali dinamakan sebagai
keseimbangan dinamis (Bird, 1987).
Kesetimbangan adalah keadaan dimana reaksi berakhir dengan suatu
campuran yang mengandung baik zat pereaksi maupun hasil reaksi. Hukum
kesetimbangan adalah hasil kali konsentrasi setimbang zat yang berada di ruas
kanan dibagi hasil kali konsentrasi setimbang zat yang berada di ruas kiri,
masing-masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya (Takeuchi, 2008).
Sebagian besar reaksi kimia bersifat reversibel artinya hanya reaktanreaktan yang bereaksi membentuk produk, tetapi produk pun saling bereaksi
untuk memnetuk reaktan kembali. Hal di atas dapat dinyatakan dengan
menggunakan persamaan berikut :
aA + bB
A dan B = Reaktan
C dan D = Produk

cC + dD

a, b, c, d = Koofisien rekasi (Bird, 1987).
Kondisi kesetimbangan untuk sembarang sistem yaitu bahwa potensial
kimia dari tiap konstituen pada seluruh sistem harus sama. Bila ada beberapa fase
dari tiap konstituen, maka potensial kimia setiap konstituen pada setiap fase
harus mempunyai nilai yang sama. Misalnya bila temperatur dan tekanan
sembarang larutan air berada dalam kesetimbangan dengan uap air dan es padat,
maka
(es) = H2O(l) =  H2O(uap)
(Dogra, 1990 : 446).
Salah satu ciri yng menunjukkan bahwa suatu sistem telah mencapai
kesetimbangan adalah adanya sifat-sifat tertentu yang menjadi konstan dan dapat
diukur. Hal ini digambarkan pada gambar di bawah. Pada gambar terlihat bahwa
setelah melewati waktu tertentu (TE), baik konsentrasi reaktan maupun
konsentrasi produk tidak berubah lagi (Bird, 1987 ; 158-159).

X2

Produk

Konsentrasi
(mol liter-1)
X1

Reaktan
TE

waktu (detik)

Fasa adalah bagian yang serbasama dari suatu system, yang dapat
dipisahkan secara mekanikS : serbasama dalam hal komposisi kimia darisifatsifat fisika. Jadi suatusistem yang mengandung cairan dan uap masing-masing
mempunyai bagian daerah yang serbasama. Dalam hal fasa uap kerapatannya
serbasama di semua bagian pada uap tersebut. Dalam fase cair kerapatannya
serbasama di semua bagian pada cairan tersebut, tetapi nilai kerapatan berbeda
dengan di fasa uap. Contoh lainnya air yang berisi pecahan-pecahan es

merupakan suatu system yang terdiri atas dua fasa yang berwujud padat (es) dan
fasa yang berwujud cair (air), (Rahman, 2004 : 57).

Perubahan entalpi Gibbs yang disebabkan oleh perubahan suhu, tekanan,
dan mol zat dinyatakan melalui persamaan
dG = -SdT + VdP +

∑i idni

I potensial kimia, yang didefinisikan sebagai
dG
i= dni T , P ,∋¿

( )

Merupakan besaran internsif karena merupakan turunan dari sifat ekstensif
lainnya. oleh karena itu nilainya harus sama di semua tempat atau dalam suatu
system pada keadaan kesetimbangan (Rohman, 2004 : 157).
Pada suatu reaksi kesetimbangan ditandai dengan anak panah yang berlawanan
yang berlangsung pada suatu system homogeny (terdiri dari satu fasa), bentuk
umum persamaan reaksi pada suhu tetap adalah sebagai berikut:
xX + yY + zZ + … Pada To

aA + bB + cC + ….

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

(Bird, 1987: 159-160).
Untuk suatu system reaksi dalam fasa cair dengan persamaan reaksi umum:
aA + bB

cC + dD

besarnya energi bebas untuk reaksi tersebut pada suhu dan tekanan tetap
dirumuskan secara matematik sebagai berikut:
G=

Go + RT ln ac ad
ac ad

Dengan G adalah energi bebas reaksi, Go adalah energi bebas standar, R
adalah tetapan gas, dan T adalah suhu system, a A, aB, ac, dan ao adalah aktivitas
zat A, B, c, dan D yang dipangkatkan oleh koefisien masing-masing spesiesnya.
Dalam kesetimbangan yang berlangsung pada suhu dan tekanan tetap, besarnya
energi bebas hasil reaksi sudah sama dengan besarnya energi bebas pereaksi,
sehingga perubahan energi bebas reaksi sama dengan nol, G = 0. Dan
persamaan diatas berubah menjadi pesamaan :
G = - RT ln ac ad
aa ab
Dalam kesetimbangan, perbandingan nilai aktivitas zat-zat hasil reaksi terhadap
pereaksi adalah tetap dan biasanya dinyatakan dengan Kc
Kc = ac ad
aa ab
(Tim Dosen Kimia Fisik, 2010: 25).
D. Alat dan Bahan
a) Alat
1. Erlenmeyer

3 buah

2. Corong Pisah 250 mL

1 buah

3. Corong biasa

1 buah

4. Gelas kimia 50 mL

1 buah

5. Gelas kimia 100 mL

1 buah

6. Gelas kimia 50 mL

1 buah

7. Gelas ukur 100 mL

1 buah

8. Batang pengaduk

1 buah

9. Lampu spirtus

1 buah

10. Kassa abses dan kaki tiga

1 buah

11. Botol semprot

1 buah

12. Nerasa digital
13. Cawan penguap

1 buah

14. Oven
b) Bahan
1.

Aquades

2.

CuSO4

3.

CuSO4.5H2O

4.

Tissue

E. Prosedur Kerja
a.

Penentuan Tetapan Kalorimeter
1.

Memasukkan 50 ml air ke dalam kalorimeter dengan gelas ukur.
Mencatat temperaturnya

2.

Menyiapkan 50 ml air panas dalam gelas kimia yang suhunya 40 oC

3.

Memasukkan 50 ml air panas ke dalam calorimeter yang berisi air
dingin tepat pada waktu menit ke enam.

4.

Mencatat suhu air dalam calorimeter setiap 1 menit sambil terus di aduk

5.

Mencatat suhu hingga diperoleh suhu relative tetap

6.

Membuat kurva hubungan antara waktu dengan suhu untuk memperoleh
suhu campuran yang tepat

b.

Penentuan kalor pelarutan Integral CuSO4 dan CuSO4.5H2O
1.

Menimbang secara kasar ± 10 gram Kristal Cuso4 . 5H2O

2.

Menempatkan Kristal tersebut dalam mortar dan Alu

3.

Menghancrkan sampai di dapat serbuk halus

4.

Menimbang secara teliti 5 gram Kristal tersebut dengan neraca analitik

5.

Menyiapkan calorimeter (yang telah ditentukan tetapannya). Kemudian
memasukkan 100 ml aquades

6.

Mencatat suhu setiap 1 menit selama 5 kali pembacaan

7.

Menambahkan serbuk halus Cuso4 . 5H2O yang telah di ketahui pasti
massanya ke dalam calorimeter dan mengaduknya terus.

8.

Mencatat suhu saat Kristal ditambahkan, lalu di lanjutkan dengan
pembacaan suhu setiap 1 menit sampai di peroleh suhu yang relative
tetap

9.

Memanaskan ± 5 gram Kristal halus Cuso4 . 5H2O sisa percobaan
sebelumnya.

10. Mengaduk secara perlahan-lahan sampai semua hidratnya menguap
seluruhnya di tandai dengan berubahnya warna serbuk dai biru menjai
putih.
11. Menyimpan serbuk dalam eksikator sampai dingin.
12. Dengan menggunakan Cuso4 anhidrat, mengulangi langkah 4-8
F. Hasil Pengamatan
a) Penentuan Tetapan Kalorimeter
 Volume air dingin

= 50 ml

 Volume air panas

= 50 ml

 Suhu air panas

= 40 oC

Menit ke1
2
3
4
5
-

Suhu air dingin (oC
28,5
28,5
28,5
28
28
-

Menit Ke6
7
8
9
10
11
12

Suhu Campuran (oC)
34
34
33,5
33,5
33
33
33

b) Penentuan Kalor Pelarutan Integral CuSO4.5H2O
 Volume air dingin

= 100 ml

 Massa CuSO4.5H2O

= 5 gram

Menit ke1

Suhu air dingin (oC
28,5

Menit Ke6

Suhu Campuran (oC)
28

2
3
4
5

28
28
28
28

7
8
9
10

28
28
28
28

c) Penentuan Kalor Pelarutan Integral CuSO4 anhidrat
 Volume air dingin

= 100 ml

 Massa CuSO4.5H2O

= 5 gram

Menit ke1
2
3
4
5
-

Suhu air dingin (oC
28
28
28
28
28
-

Menit Ke6
7
8
9
10
11
12

Suhu Campuran (oC)
29
29
29
28,5
28,5
28,5
28,5

G. Analisis Data
a) Penentuan Tetapan Kalorimeter
Dik : Vair dingin

= 50 mL

Vair panas

= 50 mL

Tair panas

= 40 oC = 313 K

Tair dingin

= 28 oC = 301 K

Tcampuran

= 33 oC = 306 K

Dit

: K……?

Peny :
m air panas = m air dingin = ρ x V
= 1 g/mL x 50 mL
= 50 gram

K=

m 1c ( T 2−Tc )−m2 c ( Tc−T 1 )
Tc −Ti

K=

J
50 gram x 4,2 gK ( 313−306 ) K −50 gram x ( 306−301 ) K
306 K −301 K

1470 J −1050 J
5K
420 J
J
K=
=84
5K
K
K=

b) Penentuan Kalor Pelarutan Integral CuSO4.5H2O
Dik : Tair dingin

= 28 oC

= 301 K

Tcampuran

= 28 oC

= 301 K

Vair

= 100 mL

ρ air

= 1 gram/mL

Mr CuSO4.5H2O = 246 gram/mol
m CuSO4.5H2O
Dit

= 5 gram

: H1 CuSO4.5H2O……?

Peny :
n CuSO4.5H2O

=

massa
5 gram
Mr =
gram =0,0203 mol
246 mol

Kalor yang diserap calorimeter (Q1)
Q1

= K x T
= 84 J/K x O K
= 0 J/K

Kalor yang diserap air (Q2)
Q2

= m c T
= 100 gram x 4,2 J/g.K (0)
= 0J

Kalor pelarutan integral CuSO4.5H2O (H1)

Q 1+Q 2
0+ 0
H1 = n CuSO 4.5 H 2O = 0,0203 mol =0 kJ /mol
c) Penentuan Kalor Pelarutan Integral CuSO4 anhidrat
= 28 oC

= 301 K

Tcampuran

= 28,5 oC

= 301,5 K

Vair

= 100 mL

ρ air

= 1 gram/mL

Mr CuSO4

= 161 gram/mol

m CuSO4.5H2O

= 5 gram

Dik : Tair dingin

Dit

: H1 CuSO4 anhidrat……?

Peny :
n CuSO4

massa
5 gram
=
Mr
gram =0,0310 mol
=
161 mol

Kalor yang diserap calorimeter (Q1)
Q1

= K x T
= 84 J/K x O,5 K
= 42 J
= 0,042 kJ

Kalor yang diserap air (Q2)
Q2

= m c T
= 5 gram x 4,2 J/g.K (0,5 K)
= 10,5 J
= 0,0105 kJ

Kalor pelarutan integral CuSO4 anhidrat (H2)
H2 =

Q 1+ Q2 ( 0,042+0,0105 )
kJ
n CuSO 4 = 0,0310mol =1,69 mol

d) Berdasarkan hukum Hess

CuSO4.5H2O(s)

H1

H3

CuSO4(s) + 5H2O
H2

CuSO4.5H2O(l)
H3

= H2 - H1
= 1,69 kJ/mol – 0
= 1,69 kJ/mol

H. Pembahasan
Pada percobaan ini, digunakan Kristal CuSO4.5H2O dan CuSO4 anhidrat
untuk menentukan H3 H2O (kalor integral dari CuSO4.5H2O dan CuSO4

anhidrat), dimana kalor pelarutan integral merupakan kalor yang diserap dan
dilepaskan ketika satu mol zat (CuSO4.5H2O dan CuSO4 anhidrat) dilarutkan
dalam n mol pelarut.
Langkah pertama yang harus dilakukan pada percobaan ini adalah
menentukan tetapan calorimeter (K), karena alat yang digunakan untuk
menentukan perubahan kalor adalah calorimeter. Etatpan calorimeter perlu
dilakukan karena adanya sejumlah kalor yang diserap oleh calorimeter (wadah,
thermometer, pengaduk) sehingga tidak semua perubahan suhu dapat diukur.
Pada percobaan selanjutnya, Kristal CuSO4.5H2O yang akan ditentukan
kalor pelarutan integralnya, dilarutkan dengan 100 mL aquadest di dalam
calorimeter. Selama proses pelarutan yang harus diperhatikan adalah perubahan
suhu larutan, dimana suhu larutan dibaca setiap menit sampai diperoleh suhu
yang konstan. Perlunya ditentukan suhu larutan konstan adalah untuk
memudahkan dalam perhitungan harga kalor yang diserap atau dilepas karena
jika suhunya tidak konstan maka akan sulit untuk menentukan suhu mana yang
akan digunakan dalam perhitungan. Selain itu, yang perlu diperhatikan adalah
larutan harus terus diaduk di dalam calorimeter agar semua Kristal CuSO 4.5H2O
benar-benar larut dan tidak mengendap.
Adapun pada penentuan kalor pelarutan integral CuSO 4 anhidrat, hal
pertama yang dilakukan adalah memanaskan Kristal CuSO 4.5H2O dalam oven
sampai Kristal berubah warna dari biru menjadi putih. Perubahan warna tersebut
menandakan bahwa air yang terikat pada Kristal telah menguap. Selanjutnya
Kristal anhidrat tersebut dilarutkan dengan aquadest di dalam calorimeter,
mengamati perubahan suhu yang terjadi saat Kristal mulai dimasukkan sampai
diperoleh suhu yang konstan
Berdasarkan hasil analisis data, diperoleh harga tetapan calorimeter (K)
sebesar 84 J/K yang berarti bahwa calorimeter menyerap sebesar 84 J kalor tiap
kenaikan suhu satu Kelvin. Adapun harga kalor pelarutan integral CuSO 4.5H2O
adalah 0 (nol) yang disebabkan karena pada saat sebelum dan setelah

penambahan Kristal CuSO4.5H2O kedalam calorimeter, suhu larutan tetap sama
sehingga tidak ada perubahan suhu (T=0). Sedangkan harga kalor pelarutan
CuSO4 anhidrat sebesar 1,6 kJ/mol yang berarti bahwa dalam setiap mol zat
terlarut yang dilarutkan dalam satu mol pelarut system menyerap kalor sebesar
1,6 kJ
Dengan berdasarkan perhitungan dengan menggunakan hukum hess,
diperoleh nilai pelarutan CuSO45H2O menjadi CuSO4 sebesar 1,9 kJ/mol.
Adapun reaksinya :
CuSO45H2O(s)  CuSO4(l) + 5H2O(aq)
Nilai H yang positif menandakan bahwa reaksi yang terjadi berlangsung
secara endoterm atau kalor berpindah dari lingkungan ke system.

I.

Kesimpulan dan Saran
a.

Kesimpulan
1) Nilai tetapan calorimeter pada percobaan ini adalah 84 J/K
2) Kalor pelarutan integral CuSO45H2O adalah 0 kJ/mol yang artinya tidak
terjadi pelepasan ataupun penyerapan kalor
3) KAlor pelarutan ntegral CuSO4 anhidrat adalah 1,6 kJ/mol yang berarti
dibutuhkan kalor sebesar 1,6 kJ untuk melarutkan tiap mol CuSO 4
anhidrat.
4) Kalor pelarutan CuSO4 menjadi CuSO45H2O sebesar 1,69 kJ/mol

b.

Saran
Sebaiknya praktikan lebih teliti dan focus pada saat melakukan
praktikum agar hadil yang diperoleh dapat lebih baik dan diaharapkan

kepada asisten untuk memberikan pemahaman kepada praktikan tentang
prosedur kerja sebelum praktikum dimulai.

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, hiskia. 2001. Stoikiometri Energetika Kimia. Bandung : PT Citra Aditya
Bakti.
Anonim. 2006. Pengertian/Definisi Kalor dan Teori Kalor Umum Dasar.
Http://organisasi.org/pengertian-definisi-kalor-dan-teori-kalor-umum-dasarkuantitas-jumlah-panas/ diakses pada 14 April 2010.
Anonim. 2010. Kalorimeter Larutan. http://id.wikipedia.org/wiki/kalorimeter/ diakses
pada 13 April 2010.
Atkins, P.W. 1999. Kimia Fisik Edisi Keenam Jilid Keempat. Jakarta : Erlangga.
Dogra. 1990. Kimia Fisik dan Soal-Soal. Jakarta : UI-Press.

Rohman, Ijang. 2004. Kimia Fisik I. Malang : JICA.
Tim Dosen Kimia Fisik. 2010. Penuntun Praktikum Kimia Fisik 1. Makassar :
Laboratorium Kimia, FMIPA, UNM.

JAWABAN PERTANYAAN

1.

Q1 = m c (Tc-T1)
Q2 = m c (T2-Tc)
dt = Tc-T1
K=

2.

Q2+Q 1 m2 c ( T 2−Tc ) −m1 c ( Tc −T 1 )
dt =
Tc −Ti

Kegunaan nilai K adalah untuk mengetahui sejumlah kalor yang diserap oleh
calorimeter

3.

Suhu awal  T1 (suhu air dingin)
Suhu akhir  Tc (suhu campuran)

4.

H = k. T  dimana k = J/K

5.

Nilai k dalam percobaan = 84 J/K

6.

Kalor integral pelarutan CuSO4.5H2O

= 0 kJ/mol

Kalor integral pelarutan CuSO4

= 1,6 kJ/mol

7.

Kalor pelarutan CuSO4 menjadi CuSO4.5H2O adalah 1,69 kJ/mol

8.

Factor-faktor yang mempengaruhi hasil percobaan adalah pengadukan, jenis
calorimeter dan kualitas CuSO4.5H2O