Entalpi Adsorpsi.docx

JURNAL PRAKTIKUM KESETIMBANGAN KIMIA ANALISIS DAN PENENTUAN KONSTANTA DISOSIASI ASAM DENGAN TITRASI pH YANG DIKONTROL DENGAN KOMPUTER

Nama NIM Kelas/Kelompok Asisten

: Nahdiatul Ummah : 171810301061 : A/5 : Landep Ayuningtias

LABORATORIUM KIMIA FISIKA JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGEAHUAN ALAM UNIVERSITAS JEMBER 2018

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Asam basa adalah suatu hal yang sangat berperan penting bukan hanya dalam kimia

namun juga dalam kehidupan sehari-hari. Hampir semua reaksi kimia melibatkan reaksi asam basa, dari reaksi sederhana sampai reaksi yang rumit kebanyakan menggunakan konsep asam basa. Kimia asam basa merupakan inti kimia sejak dari zaman dulu hingga era saat ini, dan mayoritas pada zaman dulu dalam kimia yang sering dilakukan adalah kimia asam basa. memang sebagian besar kimia yang dilakukan di laboratorium di zaman dulu adalah kimia asam basa. Kimia mulai menguat di bidang studi teoritisnya di akhir abad ke-19, Topik pertama yang ditangani adalah kimia asam basa. Terdapat berbagai macam definisi mengenai asam dan basa menurut para ahli. Asam merupakan senyawa yang apabila dilarutkan dalam air akan melepaskan ion hidronium (H3O+). Basa merupakan senyawa kimia yang menerima ion hidronium (H3O+) ketika dilarutkan dalam air. Reaksi kimia hampir semuanya melibatkan reaksi asam basa, dari reaksi sederhana sampai reaksi yang rumit menggunakan konsep asam basa. Selain dalam kimia, asam basa juga berperan penting dalam konsep kehidupan mahluk hidup. Konsep metabolisme adalah salah satu aplikasi konsep asam basa pada kehidupan sehari-hari. Oleh karena itu, kesetimbangan asam basa merupakan topik yang penting dalam seluruh ilmu kimia dan bidang lainnya. Tingkat keasaman dari suatu suatu senyawa asam dapat dinyatakan dengan konstanta disosiasi asam. Konstanta disosiasi asam (Ka) atau konstanta keasaman adalah sebuah tetapan kesetimbangan suatu asam dan basa konjugatnya di dalam larutan berair. Berdasarkan proton yang disumbangkan, asam dibagi menjadi 2 yaitu asam monoprotik dan asam poliprotik. Asam monoprotik (HA) di dalam larutan selalu berada dalam kesetimbangan dengan ionionnya dan hanya memiliki satu nilai Ka, sedangkan asam poliprotik di dalam larutan melibatkan beberapa kesetimbangan. Nilai pH larutan yang diperlukan untuk menetapkan nilai-nilai tetapan disosiasi asam-asam tersebut dapat ditentukan secara langsung dari kurva titrasi asam-basa. Kurva titrasi tersebut dapat diperoleh melalui titrasi potensiometri dengan dikontrol menggunakan komputer. Hal ini dilakukan karena hasil kurva yang diperoleh lebih akurat dan memiliki tingkat keberhasilan yang relatif lebih tinggi (Atkins, 2006). Percobaan ini penting dilakukan dilakukan mengenai penentuan konstanta disosiasi asam dengan menggunakan teknik titrasi potentiometrik. Percobaan ini dilkukan agar dapat

mengetahui cara penetuan konstanta disosiasi asam menggunakan metode tersebut berdasarkan pernyataan diatas. 1.2

Rumusan Masalah

1.

Berapa daya hantar listrik berbagai senyawa?

2.

Bagaimana pengaruh konsentrasi terhadap daya hantar listrik larutan elektrolit?

1.3 Tujuan Praktikum 1.

Mengukur daya hantar listrik berbagai senyawa

2.

Mempelajari pengaruh konsentrasi terhadap daya hantar listrik larutan elektrolit

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Material Safety Data Sheet (MSDS)

2.1.1 Akuades ( H2O ) Akuades merupakan nama lain dari H2 O. Nama kimia dari akuades adalah dihidrogen oksida. Akuades merupakan bahan yang sangat tidak berbahaya. Akuades biasnya digunakan untuk melarutkan suatu senyawa. Akuades juga digunakan sebagai bahan pembersih alat-alat kimia. Akuades pada suhu ruang berupa cairan yang tidak berbau, tidak berasa, dan tidak berwarna. Akuades memiliki berat molekul sebesar 18,02 g mol dan PH 7 (netral). Titik didih akuades adalah 100℃ dan tekanan uapnya sebesar2,3 kPa. Pertolongan pertama tidak diperlukan, jika terjadi kontak langsung dengan kuliat, mata, ataupun inhalasi. Akuades tidak bersifat racun dan mudah terbakar karena tidak berbahaya sedikitpun (Sciencelab, 2019). 2.1.2 Natrium Hidroksida ( NaOH ) Natrium hidroksida memiliki nama lain yaitu soda kaustik. Massa molar yang dimiliki sebesar 39,9971 g/mol , titik leleh dan titik didih NaOH berturut-turut sebesar 318oC (591 K) dan 1390oC (1663 K). Selain itu kelarutan NaOH dalam air sebesar 111 g/100 mL pada suhu 20oC. Nilai kebasaan NaOH atau pKb sebesar -2,43. Karakteristik lain yang dimiliki natrium hidroksida adalah senyawa ini tidak mudah terbakar. Natrium hidroksida terbentuk dari oksida basa natrium oksida yang dilarutkan dalam air.Natrium hidroksida membentuk larutan alkalin yang kuat ketika dilarutkan dalam air (Sciencelab, 20119). Bentuk natrium hidroksida murni adalah bentuk padat dan tersedia dalam bentuk serpihan, butiran ataupun larutan jenuh 50%.Bersifat lembab cair dan secara spontan dapat menyerap karbon dioksida dari udara bebas. NaOH sangat larut dalam air dan akan mengalami eksoterm jika dilarutkan. Selain itu, NaOH juga larut dalam etanol dan methanol, namun kelarutan senyawa NaOH dalam kedua cairan tersebut lebih kecil jika dibandingkan kelarutan NaOH dalam KOH. NaOH tidak larut dalam dietil eter dan pelarut non polar lainnya, dan karakteristik lainnya yang mudah dikenali adalah larutan natrium hidroksida akan meninggalkan noda berwarna kuning pada kain dan kertas (Sciencelab, 2019). Pertolongan pertama yang dapat dilakukan jika terjadi kontak antara kulit dengan senyawa ini, kulit segera dibasuh dengan banyak air selama minimal 15 menit.Apabila mata terkena senyawa ini, mata segera dibasuh dengan air yang banyak selama minimal 15 menit, sesekali kelopak mata dikedip-kedipkan. Ketika senyawa ini terhirup dalam jumlah yang cukup banyak sebaiknya segera berpindah ke tempat yang udaranya lebih segar. Apabila tidak

bisa bernafas, napas buatan dapat diberikan.Selama iritasi atau efek yang dihasilkan semakin parah, sebaiknya meminta pertolongan medis (Sciencelab,2019). 2.1.3 Asam Fosfat (H3PO4) Asam fosfat, juga disebut asam ortofosfat (H3PO4). Asam fosfat murni adalah kristal padat yang memiliki titik leleh 42,35 °C atau 108,2 °F. Asam fosfat membentuk tiga jenis garam sesuai dengan penggantian satu, dua, atau tiga atom hidrogennya. Di antara garam fosfat yang penting adalah natrium dihidrogen fosfat (NaH2PO4), natrium fosfat (Na3PO4), kalsium superfosfat (Ca [H2PO4] 2), kalsium monohidrogen fosfat (CaHPO4). Molekul asam fosfat berinteraksi dalam kondisi yang sesuai, seringkali pada suhu tinggi, untuk membentuk molekul yang lebih besar. Difosforik, atau asam pirofosfat (H4P2O7) terbentuk dari dua molekul asam fosfat, kurang satu molekul air. Ini adalah yang paling sederhana dari serangkaian homolog molekul rantai panjang yang disebut asam polifosfat. Hal-hal yang perlu diperhatikan ketika menggunakan asam fosfat yaitu apabila terjadi kontak mata akan menyebabkan kerusakan atau corneal kebutaan. Tindakan pertolongan yang harus dilakukan adalah segera dibilas dengan air paling tidak 15 menit, kemudian segera meminta pertolongan medis. Kontak kulit dapat menyebabkan radang dan iritasi. Tindakan pertolongan yang harus dilakukan adalah segera dibilas dengan air sekurang-kurangnya 15 menit. Asam fosfat bila terkena pakaian dan sepatu segera cuci dengan air dingin dan sabun. Inhalasi zat akan menghasilkan iritasi ke perut usus atau saluran pernafasan, dicirikan oleh bersin dan batuk (Sciencelab, 2019)

2.2

Dasar teori Senyawa dalam larutan dapat diketahui sifat asam dan basanya dengan beberapa teori.

Asal mula teori asam dan basa dikemukakan oleh Arrhenius, kemudian Bronsted-Lowry dan selanjutnya Lewis. Ketiga teori ini tidak bertentangan satu sama lain, teori tersebut semakin berkembang makin luas penggunaannya, teori Arrhenius hanya terbatas dalam larutan air, teori Bronsted-Lowry berlaku untuk semua pelarut, sedang teori Lewis lebih luas lagi, dan meskipun tanpa pelarut, teori ini dapat berlaku. Definisi-definisi teori asam basa antara lain dijelaskan sebagai berikut: a.

Teori arhenius. Arrhenius menyatakan bahwa asam adalah zat yang dalam air melepaskan ion hidrogen,

H+ sedang basa adalah zat yang dalam air melepaskan ion hidroksida, OH. Pendapat Arrhenius, larutan elektrolit mengandung ion yang bergerak bebas. Ion inilah yang

menghantarkan arus listrik melalui larutannya. Zat elektrolit dapat berupa senyawa ion dan senyawa. kovalen polar. Senyawa ion terdiri atas ion, jika senyawa ion dilarutkan dalam air maka ion dapat bergerak bebas dan larutan dapat menghantarkan arus listrik. Padatan atau kristal senyawa ion tidak dapat menghantarkan arus listrik , tetapi lelehan senyawa ion dapat menghantarkan arus listrik. Molekul senyawa kovalen polar dapat diuraikan oleh air membentuk ion. Elektrolit jenis ini meliputi asam dan basa, tetapi lelehan senyawa kovalen terdiri atas molekul netral, maka tidak ada lelehan senyawa kovalen yang dapat menghantarkan arus listrik walaupun bersifat polar (Utami, 2011). b.

Teori Bronsted-Lowry J.N. Bronnsted dan T.M. Lowry pada tahun 1923, mengemukakan teori asam basa yang

dikenal dengan teori asam basa bronsted-lowry yaitu mengartikan asam sebagai suatu molekul yang melepaskan proton (H+) yang sering disebut sebagai donor proton, sedangkan basa merupakan suatu molekul yang menerima proton (H+) yang sering disebut sebagai aseptor proton. Teori ini khusus digunakan untuk reaksi dalam larutan dengan pelarut air. Jika suatu asam kehilangan proton yang tertinggal adalah suatu basa, dan basa ini disebut sebagai basa konjugat. Jika asamnya lemah maka basa konjugatnya kuat tergantung pada afinitas basa konjugat untuk H+ (Herawa, 2008). c.

Teori lewis Gilbert N. Lewis seorang kimiawan dari Amerika Serikat pada tahun 1923,

mendfinisikan asam basa berdasarkan teori ikatan kimia. Menurut Lewis, asam adalah penerima (akseptor) pasangan electron bebas. Sementara itu, basa adalah pemberi atau donor pasangan electron bebas. Teori asam-basa lewis lebih luas dalam mendeskripsikan asam-basa bila dibandingkan dengan dua teori sebelumnya (Utami, 2011). Ahli kimia banyak mengemukakan teori yang mendeskripsikan tentang asam. Berdasarkan teori-teori tersebut asam dapat dibagi dalam berbagai macam spesifikasi. Asam secara spesifikasi tersebut ialah asam monoprotik dan asam poliprotik. Asam lemah monoprotik (HA) di dalam larutan selalu berada dalam kesetimbangan dengan ion – ionnya (H3O+ dan A-) HA + H2O → H3O+ + Adengan tetapan disosiasi (Ka) 𝑎= atau jika dinyatakan dalam –log Ka = pKa

[𝐻3 𝑂+ ][𝐴− ] [𝐻𝐴]

(2.1)

𝑝𝐾𝑎 = 𝑝𝐻 +

log[𝐻𝐴] [𝐴− ]

(2.2)

Asam lemah adalah salah satu yang tidak terionisasi seluruhnya ketika asam lemah tersebut dilarutkan dalam air. Asam etanoat (asam asetat) adalah asam lemah yang khas. Asam etanoat bereaksi dengan air untuk menghasilkan ion hidroksonium dan ion etanoat, tetapi reaksi kebalikannya lebih baik dibandingkan dengan reaksi ke arah produk. Ion bereaksi dengan sangat mudah untuk membentuk kembali asam dan air. Asam poliprotik adalah asam yang dapat kehilangan lebih dari satu proton. Konstanta disosiasi untuk proton pertama dapat dinotasikan sebagai Ka1 dan konstanta disosiasi untuk proton yang berurutan sebagai Ka2, dan lain-lain. Asam fosfat, H3PO4, adalah contoh dari asam poliprotik karena dapat kehilangan tiga proton (Kennedy, 1990). Titrasi adalah suatu metode penentuan kadar (konsentrasi) suatu larutan dengan larutan lain yang telah diketahui konsentrasinya. Titrasi merupakan suatu metoda untuk menentukan kadar suatu zat dengan menggunakan zat lain yang sudah dikethaui konsentrasinya. Titrasi biasanya dibedakan berdasarkan jenis reaksi yang terlibat di dalam proses titrasi, sebagai contoh bila melibatan reaksi asam basa maka disebut sebagai titrasi asam basa, titrasi redox untuk titrasi yang melibatkan reaksi reduksi oksidasi, titrasi kompleksometri untuk titrasi yang melibatan pembentukan reaksi kompleks dan lain sebagainya.Titrasi asam-basa sering disebut juga dengan titrasi netralisasi. Reaksi netralisasi terjadi antara ion hidrogen sebagai asam dengan ion hidroksida sebagai basa dan membentuk air yang bersifat netral. Berdasarkan konsep lain reaksi netralisasi dapat juga dikatakan sebagai reaksi antara donor proton (asam) dengan penerima proton (basa) (Rivai, 1995). Potensial dalam titrasi potensiometri dapat diukur sesudah penambahan sejumlah kecil volume titran secara berturut-turut atau secara kontinu dengan perangkat automatik. Presisi dapat dipertinggi dengan sel konsentrasi. Elektroda indikator yang digunakan dalam titrasi potensiometri tentu saja akan bergantung pada macam reaksi yang sedang diselidiki. Jadi untuk suatu titrasi asam basa, elektroda indikator dapat berupa elektroda hidrogen atau sesuatu elektroda lain yang peka akan ion hidrogen, untuk titrasi pengendapan halida dengan perak nitrat, atau perak dengan klorida akan digunakan elektroda perak, dan untuk titrasi redoks (misalnya, besi(II)) dengan dikromat yang digunakan kawat platinum semata-mata sebagai elektroda redoks (Khopkar, 1990). Proses titrasi potensiometri dapat dilakukan dengan bantuan elektroda indikator dan elektroda pembanding yang sesuai. Kurva titrasi yang diperoleh dengan menggambarkan grafik potensial terhadap volume pentiter yang ditambahkan, mempunyai kenaikan yang

tajam di sekitar titik kesetaraan. Informasi dari grafik dapat diperkirakan titik akhir titrasi. Titrasi potensiometri larutan asam-basa ini tidak membutuhkan indikator untuk menentukan titik ekivalen maupun titik akhirnya (Annisa, 2009). Titik ekivalen titrasi adalah titik dimana titran ditambahkan tepat bereaksi dengan seluruh zat yang dititrasi tanpa adanya titran yang tersisa. Titik ekivalen menyatakan jumlah mol titran setara dengan jumlah mol titrat menurut stoikiometri.

Gambar 2.1 Kurva titrasi asam kuat dan basa kuat (kiri) dan kurva titrasi asam kuat dan basa lemah (kanan) (Sumber : Skoog, 1994). Kurva titrasi (kiri) awalnya pH naik sedikit demi sedikit. Hal ini dikarenakan skala naiknya pH bersifat logaritmik, yang berarti pH 1 mempunyai keasaman 10 kali lipat daripada pH 2. Kosentrasi ion hidronium pada pH 1 adalah 10 kali lipat kosentrasi ion hidronium pada pH 2. Kemudian naik tajam hingga didekat titik ekivalen.Titik ini menginformasikan jika ion hidronium yang tersisa tinggal sedikit, dan hanya membutuhkan sedikit ion hidroksida untuk menaikkan pH. Kuva titrasi (kanan) awalnya asam kuat memiliki pH yang rendah, kemudian pH naik perlahan saat permulaan, kemudian pH meningkat cepat mendekati titik ekivalen dengan pH titik ekivalen tidak tepat pada pH 7. Penentu kekuatan asam atau basa adalah adalah posisi kesetimbangan reaksi disosiasi asam atau basa dalam air. Tingkat ionisasi atau disosiasinya yaitu jumlah ion H+ dan ion OHyang dilepaskan oleh spesi asam dan basa. Suatu asam HA dimisalkan dalam air akan mengalami reaksi disosiasi sebagai berikut: HA + H2O

H3O+ + A-

Asam kuat adalah zat dimana reaksi kesetimbangan disosiasinya mengarah jauh ke arah kanan, akibatnya pada keadaan setimbang hampir seluruh asam HA terdisosiasi menjadi H3O+ dan A-. Sedangkan asam lemah kebalikan dengan asam kuat yaitu reaksi kesetimbangan

disosiasinya mengarah jauh ke arah kiri, jadi sangat sedikit sekali HA yang akan terdisosiasi menjadi H3O+ dan A- (Skoog, 1994). Titrasi suatu asam monoprotik, pH pada setengah titik ekivalen secara sederhana dihubungkan dengan pK. Beberapa asam-basa Bronsted [HA] dan [A]: HA

H+ + A-

Pada titik setengah ekivalen, bila molaritas [A]- sama dengan [HA], pH larutan sepadan dengan pK. Persamaan ini disebut persamaan Henderson-Hasselbach:

pK  pH  log (Tim Penyusun, 2015).

A HA

(2.3)

BAB 3 METODOLOGI PERCOBAAN

3.1

Alat dan Bahan

3.1.1 Alat - Gelas piala 250 ml - Buret - Corong gelas - Gelas ukur - Neraca analitik 3.1.2 Bahan - Asam fosfat - NaOH - Akuades

3.2

Skema Kerja

3.2.1 pK Suatu Asam X Asam X - dilarutkan dalam 100 mL dalam gelas piala 250 mL. - dititrasi dengan larutan NaOH. - dialurkan data sebagai pH lawan volume NaOH. - ditetapkan volume kesataraan. - ditentukan tetapan asam. - dilakukan pengulangan titrasi. Hasil

3.2.2 Titrasi Asam Fosfat

Larutan Asam Fosfat - dipipet sebanyak 25 mL dengan konsentrasi X ke dalam gelas piala 250 mL. diencerkan kira-kira 100 mL - dicelupkan elektroda-elektrodanya. - dititrasi dengan larutan NaOH. - dialurkan dalam grafik hubungan antara pH dengan volume NaOH. - ditetapkan molaritas asam. - ditetapkan nilai pKa1 dan pKa2 Hasil

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.

2016.

Material

Safety

Data

Sheet

Acetate

Acid.

[serial

online].

http://www.sciencelab.com/msds/php?msdsId=9927572. Diakses tanggal 6 November 2016. Anonim.

2016.

Material

Safety

Data

Sheet

Aquades.

[serial

online].

http://www.sciencelab.com/msds/php?msdsId=9927062. Diakses tanggal 6 November 2016. Anonim. 2016.

Material

Safety Data Sheet

Sodium Hidroxide.

[serial

online].

http://www.sciencelab.com/msds/php?msdsId=99077062. Diakses tanggal 6 November 2016. Anonim.

2016.

Material

Safety

Data

Sheet

Phosphoric

Acid.

[serial

online].

http://www.sciencelab.com/msds/php?msdsId=9927593. Diakses tanggal 6 November 2016. Chang, R. 2005. Kimia Dasar Konsep-konsep Inti Edisi Ketiga Jilid 2. Jakarta: Erlangga. Day, J.R dan Underwood. 1986. Analisa Kimia Kuantitatif. Jakarta: Erlangga. Gandjar, Gholib Ibnu. 2007. Kimia Analisis Farmasi. Yogyakarta: Pustaka pelajar. Khopkar, S.M. 2003. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI-Press. Oxtoby. 2001. Prinsip-prinsip kimia modern edisi 4. Jakarta: Erlangga. Rivai, Harizul. 1995. Asas Pemeriksaan Kimia. Jakarta: Universitas Indonesia. Svehla, G. 1990. Vogel Buku Teks Analisa Kuantitatif Anorganik. Edisi V. Jakarta: Kalman Media Pustaka. Tim Praktikum Kimia Fisika II. 2016. Penuntun Praktikum Kimia Fisik II. Jember: Universitas Jember. Watson, D.G. 1801. Analisis Farmasi : BA untuk Mahasiswa Farmasi dan Praktisi Kimia Farmasi. Jakarta : EGC. Sciencelab, 2018. Material Safety Data Sheet of Acetat Acid. [Serial http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9927593 (Diakses pada 10 2018). Sciencelab, 2018. Material Safety Data Sheet of Aquades. [Serial http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9927321 (Diakses pada 10 2018). Sciencelab, 2018. Material Safety Data Sheet of Carbon. [Serial http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9924998 (Diakses pada 10 2018).

Online] Oktober Online] Oktober Online] Oktober

Sciencelab, 2018. Material Safety Data Sheet of Natrium Hydroxide. [Serial http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9924998 (Diakses pada 10 2018). Sciencelab, 2018. Material Safety Data Sheet of Oxalid Acid. [Serial http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9926350 (Diakses pada 10 2018). Sciencelab, 2018. Material Safety Data Sheet of Phenolphthalein. [Serial http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9926477 (Diakses pada 10 2018). Sukardjo.1984. Kimia Anorganik. Bina aksara:Yogyakarta. Sukardjo. 1989. Kimia Fisika. Jakarta: Bina Aksara.

Online] Oktober Online] Oktober Online] Oktober