PERCOBAAN I hasil kali kelarutan
PERCOBAAN I
Judul Percobaan : HASIL KALI KELARUTAN (KSP) Tujuan : 1. Memperhatikan prinsip–prinsip Ksp2. Menghitung kelarutan elektrolit yang bersifat sukar larut
3. Menghitung panas pelarutan PbCl dengan
2 menggunakan sifat ketergantungan Ksp pada suhu.
Hari / tanggal : Senin / 13 Oktober 2008 Tempat : Laboratorium Kimia PMIPA FKIP Unlam Banjarmasin.
I. DASAR TEORI
Setiap zat terlarut, baik itu elektrolit maupun nonelektrolit selalu dapat larut dalam zat cair. Kita sering mendengar orang mengatakan suatu zat terlarut itu dapat atau tidak dapat larut. Sebenarnya lebih tepat dikatakan mudah larutatau sukar larut.
Partikel-partikel zat terlarut, baik berupa molekul atau ion selalu berada dalam keadaan terhidrasi (terikat oleh molekul-molekul pelarut). Zat yang sukar larut tersebut sukar dihidrasi (sukar diikat oleh molekul-molekul air).
Elektrolit ada yang terdiri dari beberapa macam garam dan basa yang mempunyai bentuk padat dan sukar larut dalam air. Meskipun demikian, sebagian kecil dari zat tersebut dapat larut dalam air dan bagian zat yang larut tersebut mengalami ionisasi.
Timbal klorida (PbCI ) bersifat sukar larut dalam air. Kesetimbangan
2
yang terjadi pada larutan PbCI
2 jenuh dapat ditulis sebagai berikut :
2+
- – 2
PbCl (s) → Pb (aq) + CI (aq)
Konstanta kesetimbangan termodinamika untuk persamaan reaksi diatas adalah : 2
aPb aCl
Ka aPbCl ( s ) 2 Karena aktivitas padatan murni = 1, maka persamaan diatas dapat disederhanakan menjadi : 2
Ksp aPb aCl
Dalam larutan encer aktivitas dapat dianggap sama dengan konsentrasi dalam satuan molar. Nilai Ksp di atas sebagai konstanta hasil kali kelarutan PbCl
2 .
PbCl adalah satu contoh zat atau larutan yang sering digunakan dalam masalah
2 Ksp.
Hasil kali kelarutan (Ksp) adalah hasil kali konsentrasi ion-ion yang masing-masing dipangkatkan koefisien reaksi dalam larutan yang jenuh pada suhu tertentu. Larutan jenuh ialah suatu keadaan dimana larutan telah mengandung suatu zat dengan konsentrasi yang maksimum. Nilai konsentrasi maksimum yang dapat dicapai oleh suatu zat inilah yang dimaksud dengan kelarutan. Dengan kata lain kelarutan (s) adalah jumlah zat yang dapat larut sehingga larutan menjadi larutan tepat jenuh dalam satu liter pelarut. Semakin besar kelarutan suatu zat, semakin mudah zat tersebut larut. Kelarutan dapat dipengaruhi oleh temperatur. Kenaikkan temperatur pada umumnya akan memperbesar kelarutan suatu zat.
Harga Ksp adalah tetap pada suhu yang tetap. Bila suhu dinaikkan maka
harga Ksp makin besar, sebab kelarutan makin besar pada suhu yang tinggi. Harga Ksp dapat digunakan untuk menentukan kelarutan suatu zat. Sebaliknya, harga kelarutan dapat digunakan untuk menentukan harga Ksp.
Jika elektrolit-elektrolit memiliki jumlah ion yang sama maka elektrolit dengan Ksp terbesar akan memiliki kelarutan (s) terbesar. Jika elektrolit-elekrolit memiliki Ksp yang sama maka elektrolit dengan jumlah ion terbesar akan memilikai kelarutan (s) terbesar.
Adanya ion sejenis akan memperkecil kelarutan suatu elektrolit. Makin banyak ion sejenis yang ada dalam larutan, makin kecil kelarutan elektrolit tersebut.
Harga Ksp suatu elektrolit dapat digunakan untuk memperkirakan apakah elektrolit tersebut dapat larut atau mengendap dalam suatu larutan. Dalam larutan jenuh MA, berlaku hubungan sebagai berikut :
Ksp M A
Jika larutan itu belum jenuh (MA yang larut masih sedikit) sudah tentu
- harga [M+][A-] lebih kecil dari harga Ksp. Namun jika [M ][A
- ] lebih besar dari harga Ksp, hal ini berarti bahwa larutan lewat jenuh, sehingga MA akan mengandap.
[M+][A-] < Ksp → larutan belum jenuh [M+][A-] = Ksp → larutan tepat jenuh [M+][A-] > Ksp → larutan lewat jenuh
Ksp senyawa dapat ditentukan dari percobaan laboratorium dengan mengukur kelarutan sampai keadaan tepat jenuh. Dalam keadaan itu, kemampuan pelarut telah maksimum untuk melarutkan atau mengionkan zat terlarut. Kelebihan zat terlarut walaupun sedikit akan menjadi endapan.
II. ALAT DAN BAHAN
Alat – alat yang digunakan yaitu :
- Erlenmeyer 50 mL : 1 buah Batang pengaduk : 1 buah Gelas kimia : 5 buah Gelas ukur 50 mL : 1 buah Gelas ukur 10 mL : 1 buah
- Hot plate : 1 buah Pipet tetes : 2 buah Stopwacth : 1 buah
- Termometer : 1 buah Bahan - bahan yang digunakan yaitu : Larutan NaCl
- 1 M Larutan Pb(NO3)2
1 M
III. PROSEDUR KERJA
1. Memasukkan 10 mL 1 M Pb(NO 3 ) 2 ke dalam tiap
gelas kimia, menambahkan NaCI masing-masing sebanyak 2 mL; 2,5 mL; 3 mL; 3,5 mL dan 4 mL. mengaduk campuran pada saat pencampuran dan setelah pencampuran dan membiarkan selama 5 menit. Mengamati apakah ada endapan atau tidak.
2. Mengulangi langkah di atas dengan menambahkan
10 mL NaCl 1 M ke dalam 5 buah gelas kimia dan menambahkan Pb(NO
3 ) 2 masing-masing sebanyak 2 mL; 2,5 mL;3 mL; 3,5 mL dan 4 mL.
3. Menempatkan campuran 1 pada alat pemanas, dan
menggunakan thermometer untuk mengaduk larutan secara perlahan- lahan. Mencatat suhu ketika endapan tepat larut. Melakukan hal yang sama untuk campuran-campuran lain
IV. HASIL PENGAMATAN
2
C
o
61
C terdapat gelembung yang lebih banyak terdapat endapan yang lebih banyak
o
45
C Terdapat gelembung-gelembung Terdapat endapan, endapan lebih banyak
o
Terdapat gelembung-gelembung Terdapat sedikit endapan 40
1M saat pencampuran setelah pencampuran, setelah 5 menit setelah dipanaskan endapan melarut pada suhu
1M + 3 mL NaCI
No Variabel yang diamati Pengamatan 1.
2.
1 M saat pencampuran setelah pencampuran, setelah 5 menit setelah dipanaskan endapan melarut pada suhu 10 mL Pb(NO
1 M+ 2,5 mL NaCI
2
3 )
Saat pencampuran Setelah pencampuran, setelah 5 menit Setelah dipanaskan, endapan melarut pada suhu 10 mL Pb(NO
1 M + 2 mL NaCI 1 M
2
)
3
10 mL Pb(NO
3.
3 )
4. 10 mL Pb(NO )
1 M + 3,5 mL NaCI
3
2
1M saat pencampuran
terdapat setelah pencampuran, setelah 5 gelembung yang lebih banyak menit terdapat endapan setelah dipanaskan endapan yang lebih banyak dari 3 mL melarut pada suhu. NaCl
5. 10 mL Pb(NO )
1 M+ 4 mL NaCl 1
o
70 C
3
2 M
saat pencampuran Terdapat lebih setelah pencampuran, setelah 5 menit banyak gelembung dari NaCl
setelah dipanaskan endapan 3,5 mL melarut pada suhu Terdapat endapan yang paling banyak
6. 10 mL NaCl 1 M+ 2 mL Pb(NO )
1
o
73 C, tetapi
3
2 M
endapan tidak melarut saat pencampuran semuanya, hanya melarut sebagian.
setelah pencampuran, setelah 5
menit Terdapat
setelah dipanaskan gelembung yang banyak dan endapan yang banyak 7. 10 mL NaCl 1M+ 2,5 mL Pb(NO
3 )
2 Endapannya
1M banyak saat pencampuran
Endapan tidak melarut semua pada suhu o
setelah pencampuran, setelah 5
70 C menit setelah dipanaskan
Terdapat 8. 10 mL NaCl 1 M+ 3 mL Pb(NO ) 1M gelembung yang banyak dan
3
saat pencampuran endapan yang banyak Endapannya banyak
setelah pencampuran, setelah 5 menit Endapan tidak
setelah dipanaskan melarut semua pada suhu
o
70 C 9. 10 mL NaCl 1 M+ 3,5 mL Pb(NO
3 )
2
1 M Terdapat
saat pencampuran gelembung yang banyak dan endapan yang banyak Endapannya setelah pencampuran, setelah 5 banyak menit setelah dipanaskan Endapan tidak melarut semua pada suhu
o
10. 10 mL NaCl 1 M+ 4 mL Pb(NO ) 1M
70 C
3
saat pencampuran Terdapat
setelah pencampuran, setelah 5 gelembung yang banyak dan menit endapan yang banyak Endapannya setelah dipanaskan banyak
Endapan tidak melarut semua pada suhu
o
70 C
Terdapat gelembung yang banyak dan endapan yang banyak Endapannya banyak
Endapan tidak melarut semua pada suhu
o
70 C
V. ANALISIS DATA
Suatu zat atau senyawa yang telah mencapai keadaan setimbang maka zat itu tidak akan larut lagi. Keadaan ini disebut keadaan jenuh. Dari sini dapat dihitung harga Ksp yang merupakan hubungan antara konsentrasi ion-ion yang terbentuk dipangkatkan koefisiennya dibagi dengan reaktan, jika reaktan tidak dalam keadaan padat (solid) dan kelarutan merupakan banyaknya larutan elektrolit yang terlarut dalam keadaan jenuh atau dengan kata lain kelarutan adalah akar pangkat dari Ksp
Pada percobaan, baik pada percobaa pertama maupun pada percobaan kedua pencampuran larutan Pb(NO
3 ) 2 dengan larutan NaCl menghasilkan endapan
PbCl
2 , dimana PbCl 2 adalah suatu zat yang sukar larut dalam air. Reaksi-reaksi
yang terjadi :
- 2+
Pb(NO ) (aq) →Pb (aq) + 2NO
3
2
3 Reaksi penguraian NaCl :
-
+
NaCl (aq) → Na +Cl Reaksi pembentukan endapan PbCl :
2 Pb(NO ) (aq) + 2 NaCl (aq) → PbCl (s) + 2 NaNO (aq)
3
2
2
3
- – 2+
Pb Cl
2 (s) → Pb (aq) + 2 Cl (aq)
Terbentuknya endapan PbCl ini menunjukkan larutan sudah lewat jenuh,
2
- 2+
yaitu hasil kali ion-ion pada PbCl
2 lebih besar daripada Ksp PbCl 2. [Pb ][Cl ] >
- 5
3 Ksp, dimana dalam percobaan ini hasil kali kelarutannya adalah 1,7x10 M dan hasil kali ion-ionnya lebih besar daripada hasil kali kelarutannya.
Pada percobaan pertama, yaitu mereaksikan 10 mL Pb(NO
3 )
2
1 M ditambahkan dengan NaCl 1M dengan volum berbeda-bed. Dari hasil pengamatan, pencampuran itu menghasilkan endapan yang berbeda banyaknya. Berdasarkan pengamatan, semakin banyak volum larutan NaCl yang ditambahkan maka semakin banyak pula endapan yang terbentuk karena semakin banyak
-
volum NaCl semakin banyak ion Cl yang terdapat dalam larutan tersebut
2+ -
sehingga semakin banyak ion Cl yang beraksi dengan ion Pb membentuk endapan. Banyak sedikitnya endapan dapat dilihat daritinggi rendahnya suhu yang diperlukan ketika endapan tepat larut, semakin tinggi suhu yang diperlukan endapan tepat larut maka semakin banyak endapan yang terbentuk.
Berdasarkan data pengamatan, pada penambahan 2 mL memerlukan suhu
o
40 C untuk melarutkan endapan, pada penambahan 2,5 mL memerlukan suhu
o
45 C untuk melarutkan endapan. Tetapi pada penambahan 4 mL NaCl, sampai
o
pda suhu 73 C, endapan tidak melarut semuanya, namun hanya melarut sebagian. Hal ini dikarenakan rendahnya suhupenangas yang diperlukan untuk melarutkan endapan. Hal ini dapat diatasi dengan meningkatkan suhu penangs yang mungkin
o sekitar 100 C ke atas.
Sedangkan pda percobaan kedua, yaitu mereaksikan 10 mL NaCl 1 M yang ditambahkan dengan Pb(NO )
1 M dengan volum yang berbeda-beda.
3
2 Berdasarkan data pengamatan, pada penambahan 2 mL Pb(NO ) sampai pada
3
2 o
suhu 70
C, endapan tidak melarut semuanya. Begitu juga pada penambahan 2,5mL,3mL,3,5mL dan 4 mL Pb(NO
3 ) 2 endapa tidak melarut ketika dipanaskan.
Ini terjadi dikarenakan konsentrasi Pb(NO ) yang besar yaitu 1 M. Padahal
3
2
endapan-endapan tersebut dapat melarut sempurna dengan cara menambah suhu penangas, hal ini mengakibatkan kalornya bertambah sehingga dapat merenggangkan jarak antar molekul campuran tersebut. Sulitnya endapan tersebut melarut juga dikarenakan pada saat dipanaskan, suhunya tidak cukup untuk melarutkan sehingga diperlukan suhu yang lebih tinggi dan waktu yang lumayan lama untuk melarutkannya.
Untuk percobaan pertama, data penendapan, Ksp dan H dapat dilihat
pada tabel berikut:
H (
g
o -3
No. pengendapan T larut (
C) Ksp(M ) S ( )
L kJ
)
mol
- o 1.
40 C 0,023 48,094 9,78
- o 2.
45 C 0,032 55,6 9,103
61 +++ C 0,0407 60,2426 8,88
o 3.
o 4.
- 70 C 0,0474
63,384 8,695
- 5.
Dari perhitungan dapat diketahui semakin banyak zat yang ditambahkan pada percobaan maka semakin tinggi harga Ksp PbCl nya. Hal ini disebabkan
2
karena konsentrasi ion-ionnya bertambah di mana semakin banyak volume maka semakin besar konsentrasi ionnya. Hal ini dapat dilihat pada grafiksebagai berikut:
0,05 0,045 0,04 0,035 3) 0,03 ^ 0,025 (M sp 0,02 K 0,015 0,01 0,005
20
40
60
80 T (°C)
Berdasarkan grafik percobaan pertama dengan peningkatan suhu yang diperlukan ketika endapan tepat larut maka harga Kspnya semakin meningkat. Semakin tinggi suhu menunjukkan endapan semakin banyak dengan penambahan NaCl. Namun pada percobaan kedua, grafik hubungan antara Ksp terhadap suhu tidak dapat diperhitungkan. Hal ini dikarenakan endapan-endapan yang seharusnya tepat larut pada suhu tertentu tidak melarut sempurna, msih terdapat endapan yang belum melarut. Sehigga tidak dapat memperhitungkan berapa harga Ksp dan H.
Dari persamaan H = -2.303 log Ksp (RT) dapat dijelaskan ketergantungan Ksp terhadap suhu, semakin besar Ksp maka suhu yang diperlukan endapan tepat larut semakin besar.
Berdasarkan perhitungan pada percobaan pertama semakin tinggi hrga Ksp maka perubahan entalpinya semakin kecil. Hal ini sesui dengan persamaan H =
- 2.303 lo Ksp (RT). Hal ini dapat dilihat pada grafik berikut:
10 9,8 9,6 l) o m 9,4 J/ 9,2 (k H ∆
9 8,8 8,6
20
40
60
80 T (°C)
Pemanasan yang dilakukan pada percobaan ini dimaksudkan untuk melarutkan endapan yang terbentuk karena pemanasan akan menambah kelarutan suatu zat. Ketika dipanaskan endapan yang tadinya terbentuk akan larut. Kenaikan suhu larutan merupakan perubahan energi aktivasi ion-ion terlarut. Semakin tinggi suhu maka semakin banyak energi yang masuk, sehingga ion-ion lebih aktif bergerak dan bergetar. Akibatnya, endapan yang semula ada jika suhunya dinaikkan maka akan hilang atau terlarut.
VI. KESIMPULAN
1. Asam asetat,kloroform, dan air merupakan sistem 3 komponen yang dapat campur sebagian dan dapat digambarkan dalam diagram terner
2. Suatu zat yang dilarutkan akan mengendap jika hasil kali kelarutan
antara ion-ionnya lebih besar daripada harga Kspnya, Dimana : [Pb
2+
][Cl
- ] > Ksp PbCl
2
3. Makin banyak endapan yang terbentuk maka suhu yang diperlukan
untuk melarutkan endapan juga makin tinggi
4. Harga Ksp tetap pada suhu yang tetap. Harga Ksp semakin tinggi
bila suhu semakin tinggi pula. Hal ini dikarenakan kelarutan akan besar pada suhu yang tinggi.
5. Semakin besar harga Ksp maka perubahan entalpi semakin kecil.
VII. DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN PERHITUNGAN
3 ) 2 = 1 M
M NaCl = 1 M Ksp PbCl
Anshory, Irfan. 2003. Acuan Pelajaran Kimia untuk Kelas 3. Jakarta : Erlangga Keenan, dkk. 1993. Ilmu Kimia untuk Universitas Jilid 2. Jakarta : Erlangga.
Rivai, Harrizul. 1994. Asas Pemeriksaan Kimia. Padang : VIP
Sudjana. 1985. Pengantar Kimia Anorganik. Jogjakarta : Bumi Aksara Tim Dosen Kimia Fisika. 2008. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika I.Banjarmasin : PMIPA FKIP UNLAM.(tidak dipublikasikan) Vogel.1990. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimakro. Jakarta : Kalman Media Pustaka
Pembentukan endapan PbCl
2
: Diketahui : M Pb(NO
- 5
)
- .
Reaksinya : Pb(NO
1 M 1 M 1 M
Reaksinya : NaCl (aq) → Na
1 M 2 M Larutan NaCl 1 M mengandung 1 M ion Na
1 M
3
(aq) + 2 NO
3 ) 2 (aq) → Pb
2+
3
2
dan 2 M ion NO
2+
1 M mengandung 1 M ion Pb
2
3
pada suhu 25C Larutan Pb(NO
= 1,75.10
- (aq)
- .
- dan 1 M ion Cl
- (aq) + Cl
- (aq)
Persamaan reksi : Pb(NO
3 )
2 (aq) + 2 NaCl (aq) → PbCl
2 (s) + 2 NaNO 3 (aq) 2+PbCl (s) → Pb
- – (aq) + 2 Cl (aq)
2
- 2+
Jadi konsentrasi ion Pb dalam campuran 1 M dan konsentrasi ion Cl = 1 M.
- 2+
2 Qc = [Pb ].[Cl ] Qc > Ksp PbCl
2 2 -5
= [1].[1] 1> 1,75.10 = 1
Karena Qc > Ksp maka pada pencampuran terbentuk endapan PbCl 2 .
2+
Diket : PbCl (s) → Pb
- – (aq) + 2 Cl (aq)
2
s s 2s
- 2+
2 Ksp PbCl 2 = [Pb ].[Cl ]
3
= 4s Kumpulan Laporan Praktikum Kimia Fisika 3 Ksp s mol L
4 Pb NO
V Pb NO 2 3 2 3 2 Pb
V campuran NaCl
V NaCl Cl
V campuran g
Mr PbCl 278
2 mol
Kalor pelarutan PbCl
2 dengan menggunakan sifat ketergantungan Ksp pada suhu.
- 1 -1
∆H = In Ksp.(RT) R = 8,314 JK mol
1. Untuk Pb(NO 3 ) 2 10 mL dan volume NaCl berubah-ubah
Penambahan 2 mL NaCl
1 M 10 mL 2 Pb , 833 M
12 mL
1 M 2 mL Cl , 1667 M
12 mL 2+
2
2 -
3 Ksp = [Pb ].[Cl ] = [0,833].[0,1667] = 0,023 M 3 Ksp , 023 M 3 3 g g s 278 48 , 094 mol L
4
4 H = -2.303 log Ksp (RT)
3 -1 -1
= -2.303 log 0,023 M (8,314 JK mol .313 K)
kJ
= 9,78
mol
Penambahan 2,5 mL NaCl
1 M 10 mL 2 Pb ,
8 M
12 , 5 mL
1 M 2 , 5 mL Cl ,
2 M
12 , 5 mL
- ]
- 1
- 1
M mL Pb 74 , 5 ,
13 5 ,
5 ,
M mL M mL Cl 253 ,
1 2
10
13
M
mL1
Penambahan 3,5 mL NaCl
mol kJ
).(334 K) = 8,88
mol
(8,314 JK
3
∆H = - 2.303 log 0,0407M
3
Ksp = [Pb
4 0407 ,
4 3 3 3
mol kJ
).(343 K) = 8,695
mol
(8,314 JK
3
∆H = - 2.303 log 0,0474M
4 0474 ,
2+
Ksp s 384 , 63 278
3 L g mol g M
= 0,0474 M
2
= [0,74].[0,253]
2
].[Cl
4 3 3 3
3 L g mol g M Ksp s 2426 , 60 278
Penambahan 4 mL NaCl Tidak dapat dihitung karena endapannya tidak melarut secara sempurna. Kumpulan Laporan Praktikum Kimia Fisika 10 mL 0,1 M Pb(NO ) + 2 mL NaCl 1M
3 L g mol g M Ksp s 6 ,
(8,314 JK
3
∆H =-2.303 log Ksp (RT) = -2.303 log 0,032 M
4 3 3 3
4 032 ,
55 278
= 0,032 M
).(318 K) = 9,103
2
= [0,8].[0,2]
2
].[Cl
2+
Ksp = [Pb
Kumpulan Laporan Praktikum Kimia Fisika
mol
mol kJ
= 0,0407M
3
2
= [0,763].[0,231]
2
].[Cl
2+
Ksp = [Pb
1
13
Penambahan 3 mL NaCl
M mL Cl 231 ,
M
mL1 2
10
13
M mL Pb 763 ,
M mL
- ]
- 1
- 1
- ]
- 1
- 1
3
2
- mengocok tabung reaksi sampai terbentuk campuran
- membiarkan selama 5 menit
- mengamati
FLOWCHART PERCOBAAN II
Tidak ada endapan ada endapan
HASIL KALI KELARUTAN (KSP)
- menempatkan campuran pada penangas air labu erlenmeyer
- memanaskan pena>mengaduk larutan menggunakan termometer
- mencatat suhu ketika
3
2
- mengocok tabung reaksi sampai terbentuk campuran
- membiarkan selama 5 menit
- Mengulangi percobaan dengan volume NaCl 2,5mL, 3mL, 3,5mL, 4mL
- menempatkan campuran pada penangas air labu erlenmeyer
- memanaskan penangas
- mengaduk larutan menggunakan termom
- mencatat suhu ketika
- mengamati
Tidak ada endapan ada endapan*Mengulangi percobaan dengan volume Pb(NO ) 2,5mL, 3mL, 3,5mL, 4mL
3
2