Laporan Praktikum Kimia Dasar 1

ACARA V

KESETIMBANGAN

A.  PELAKSANAAN PRAKTIKUM

1.      Tujuan Praktikum         : Mempelajari kesetimbangan kompleks besi (III)-tiosianat.

2.      Waktu Praktikum         : Jum’at, 9 November 2012

3.      Tempat Praktikum        : Laboratorium Kimia Dasar, Lantai III,  Fakultas Matematika

                                       dan   Ilmu  Pengetahuan Alam, Universitas Mataram.

B.  LANDASAN TEORI

Banyak reaksi-reaksi kimia yang berjalan tidak sempurna artinya reaksi-reaksi tersebut berjalan sampai pada suatu titik dan akhirnya berhenti dengan meninggalkan zat-zat yang tidak bereaksi. Pada temperatur, tekanan dan konsentrasi tertentu, titik pada saat reaksi tersebut berhenti sama. Hubungan antara konsentrasi peraksi dan hasil reaksi tetap.

Pada saat ini reaksi dalam keadaan setimbang. Pada saat setimbang, kecepatan reaksi ke kanan sama dengan kecepatan reaksi ke kiri. Kesetimbangan disini merupakan kesetimbangan dinamis, bukan kesetimbangan statis. Jadi sebenarnya reaksi masih ada tetapi karena kecepatannya sama, seakan-akan reaksi berhenti.

A + B  C + D

Atas dasar ini dapat dianggap hampir semua reaksi berhenti pada kesetimbangan. Untuk reaksi sempurna, kesetimbangan sangat berat disebelah kanan. Untuk reaksi yang sangat berat di sebelah kanan. Untuk reaksi yang tidak berjalan, kesetimbangan sangat berat disebelah kiri. Kesetimbangan dibagi menjadi homogen dan heterogen. Homogen bila kesetimbangan terdapat pada satu fase (gas, cairan tunggal, fase padat tunggal). Heterogen bila kesetimbangan terdapat dalam lebih dari satu fase (gas, padat, gas cairan, padat cairan atau padat-padat) (Sukardjo, 1997:220).

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).

Tetapan kesetimbangan Kp dan tetapan kesetimbangan Kc diberi harga dalam konsentrasi-konsentrasi yang dinyatakan dalam mol per liter. Untuk suatu sistem kesetimbangan yang melibatkan gas, pengukuran biasanya dilakukan terhadap tekanan bukan konsentrasi. Dalam hal ini tetapan kesetimbangan dapat dihitung dari tekanan parsial gas-gas. Tetapan yang dihitung dengan cara ini disebut Kp. Untuk sistem kesetimbangan :

     2H₂O_(g)                 2H_2(g) + O_2(g)

Kp dinyatakan sebagai :

Kp =

Tekanan total sama dengan jumlah tekanan parsial :

P = pH₂O + pH₂ + pO₂

Dari persamaan hukum gas ideal nampak bahwa tekanan parsial suatu gas berbanding lurus dengan konsentrasi c dalam mol per liter :

pV = nRT                    c =  =

Jadi, secara numeris Kp dan Kc saling berhubungan. Untuk persamaan kesetimbangan umum, wA + xB                yC + zD hubungan antara Kp dan Kc dinyatakan oleh :

Kc = Kp (  ) ^Dn

Atau

Kp = Kc (RT) ^Dn

Dengan Dn = (y + z) – (w + x). Jumlah molekul produk gas dikurangi dengan jumlah molekul pereaksi gas dalam persamaan kesetimbangan. Jika jumlah molekul pereaksi gas sama dengan jumlah molekul produk gas, Dn = 0 maka Kp = Kc (Keenan, 1999 : 560).

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) + O_2(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) , O_2(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,2007:146).

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 :

a.    Gelas kimia 200 ml

b.    Labu ukur 25 ml

c.    Pipet gondok 5 ml

d.   Pipet gndok 10 ml

e.    Pipet tetes

f.     Rubber bulb

g.    Spatula

h.    Tabung Reaksi

i.      Tissue

j.      Kertas label

2.    Bahan – Bahan Praktikum :

a.    Aquades (H₂O)_(l)

b.    Butiran Na₂HPO₄ (Natrium hidropospat)

c.    Larutan  Fe(NO₃)₃ 0,2 M (Besi (III) nitrat)

d.   Larutan KSCN 0,002 M (Kalium tiosanat)

e.    Larutan KSCN pekat (Kalium tiosanat)

D.  PROSEDUR PERCOBAAN

1.    Kesetimbangan besi (III )- tiosianat

a.    10 ml KSCN 0,002 M dimasukkan kedalam gelas kimia dan ditambahkan 2 tetes Fe(NO₃)₃ 0,2 M kemudian diaduk.

b.    Larutan tersebut dibagi kedalam 4 tabung reaksi.

c.    Tabung pertama digunakan sebagai larutan pembanding.

d.   Kedalam tabung reaksi kedua ditambahkan 1 tetes KSCN pekat.

e.    Kedalam tabung reaksi ketiga ditambahkan 3 tetes Fe(NO3)3  0,2 M

f.     Kedalam tabung reaksi keempat ditambahkan beberapa butir Na2HPO4.

g.    Semua pristiwa yang terjadi dicatat.

2.    Kesetimbangan besi (III )- tiosianat yang semakin encer

a.    Disediakan 5 tabung reaksi yang bersih dan diberi nomor. Kedalam lima tabung reaksi ini dimasukkan masing-masing 5 ml KSCN 0,002 M. kedalam tabung reaksi pertama tambahkan 5 ml larutan Fe(NO3)3 0,2 M. tabung ini digunakan sebagi tabung standar.

b.    Diukur 10 ml Fe(NO3)3 0,2 M dan ditambahkan air hingga volumenya menjadi 25 ml. diukur 5 ml dari larutan ini dan dimasukkan kedalam tabung reaksi kedua (hitung konsentrasi larutan). Selebihnya disimpan untuk pengerjaan berikutnya.

c.    Diukur 10 ml Fe(NO3)3, sisa larutan diatas, ditambahkan air hingga volumenya tepat menjadi 25 ml dan dimasukkan kedalam tabung reaksi ketiga.

d.   Pada tabung berikutnya dilakukan pengerjaan yang sama sampai 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 samadan diukur tinggi larutan dalam masing-masing tabung sampai cm. selanjutnya dengan cara yang sama, disamakan intensitas warna larutan pada tabung 3, 4 dan 5 bandingkan dengan tabung 1.

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 cm (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.	Tabung I berwarna merah bata Tabung ke II yang ditetesi KSCN pekat berwarna lebih pekat daripada tabung I Tabung ke III berwarna merah bata tetapi lebih pekat dari tabung I dan II Sedangkan tabung ke IV jernih dan ada endapan di dasar tabung 1.    Tabung reaksi pertama yang menjadi standar berwarna merah kehitam-hitaman 2.    Tabung reaksi kedua, warnya juga merah kehitam-hitaman tapi tidak sepekat tabung standar 3.    Tabung reaksi berwarna merah marun (merah kehitam-hitaman tapi lebih cerah dari tabung 2) 4.    Tabung reaksi keempat warna larutannya merah marun, lebih muda dari tabung ke 3 5.    Tabung reaksi ke lima warnanya merah darah Perbandingan warna= T1:T2:T3:T4 0,95:0,71:0,42:0,042

F.   ANALISIS DATA

1.    Percobaan pertama

Diasumsikan bahwa:

a.    Fe (NO₃)₃ dan KSCN dalam bentuk ion

b.    Pada tabung 1 dianggap berbebtuk FeSCN²⁺

Fe⁺_(aq) + SCN^-                FeSCN²⁺

Jika :

−        Tabung I (standar) : warna merah

Tabung ini digunakan sebagai tabung standar yang dibandingkan dengan :

−        Tabung II + KSCN pekat : warna larutan merah darah (lebih pekat dari tabung I)

−        Tabung III + Fe (NO₃)₃: warna larutan hitam pekat (warna lebih pekat dari tabung I dan tabung II)

−        Tabung IV + Na₂HPO₄: warna larutan bening dan terdapat endapan

Persamaan reaksi pada tabung IV

FeSCN²⁺_(aq) + Na₂HPO_4(s)                    FePO_4(aq) + HSCN_(aq) + 2Na⁺_(aq)

2.    Percobaan kedua

v Perbandingan tinggi tabung

T₁   =

      =

      = 0,95

T₂  =

      =

      = 0,71

T₃  =  

      = 

        = 0,42

T₄  =

        =

     = 0,04

v Perhitungan konsentrasi

[ FeSCN²⁺] = T  konsentrasi standar

n Fe²⁺  =  M V

= 0,2  M  0,005 L

= 0,001 mol

n SCN^- = M  V

= 0,002  M  0,005 L

= 0,00001 mol

  Fe³⁺_(aq)               +  SCN^-_(aq)                                FeSCN²⁺._(aq)

Mula-mula         0,001 mol          0,00001 mol

Bereaksi          0,00001 mol        0,00001 mol                   0,00001 mol

Setimbang       0,00099 mmol      -                                     0,00001 mol

                                                    

[ FeSCN²⁺]⁰ =

             =

             =

             = 0,001 M

[ FeSCN²⁺]₁ = T₁  [ FeSCN²⁺]⁰

                                           = 0,95 0,001 M

                           = 0,00095 M

[ FeSCN²⁺]₂ = T₂  [ FeSCN²⁺]⁰

                     = 0,71 0,001 M

                     = 0,00071 M

[ FeSCN²⁺]₃ = T₃  [ FeSCN²⁺]⁰

                            = 0,42 0,001 M

                      = 0,00042 M

[ FeSCN²⁺]₄  = T₄  [ FeSCN²⁺]⁰

                  = 0,04 0,001 M

             = 0,00004 M

v Perhitungan Konsentrasi Fe³⁺ mula – mula

Pengenceran I

M₁ V₁ = M₂ V₂

              M₂ =

             =

            = 0,08 M

Pengenceran II

M₂ V₂ = M₃ V₃

M₃ =

=

= 0,032 M

Pengenceran III

M₃ V₃  = M₄ V₄

 M₄ =

 =

 = 0,0128 M

Pengenceran IV

M₄ V₄    = M₅ V₅

M₅   =

 =

 = 0,00512 M

v  Perhitungan konsentrasi Fe³⁺ setimbang

[Fe³⁺]    = [Fe³⁺] _{mula – mula} -   [ FeSCN²⁺] _setimbang

[Fe³⁺]_{stb 1}       = 0,08 M – 0,00095 M

                   = 0,07905 M

                   = 0,079 M

[Fe³⁺]_{stb 2}       = 0,032 M -  0,00071 M

                   = 0,03129 M

[Fe³⁺]_{stb 3}       = 0,0128M - 0,00004M

                   = 0,01238 M

[Fe³⁺]_{stb 4}       = 0,00512 M -  0,00004 M

                   = 0,005038 M

                   = 0,005 M

v  Perhitungan konsentrasi SCN^- setimbang

[SCN^-]_{mula – mula} = 0,002 M

[SCN^-]_stb  = [SCN^-]_{mula – mula} - [ FeSCN²⁺] _setimbang

[SCN^-]_{stb 1} = 0,002 M – 0,00095 M

                 = 0,00105 M

[SCN^-]_stb2  = 0,002 M – 0,00071 M

                 = 0,00129 M

[SCN^-]_stb3 = 0,002 M – 0,00042 M

                = 0,00158 M

[SCN^-]_stb4  = 0,002 M – 0,00004 M

                 = 0,00196 M

v  Ka = [Fe³⁺] [ FeSCN²⁺] [SCN^-]

Ka₁        = 0,079 x 0,00095 x 0,001

= 75,05 x 10_­­^-9 M

Ka₂      = 0,03129 x 0,00071 x 0,00129

= 28,65 10^-9 M

Ka₃        = 0,01238 x 0,00004 x 0,00158

= 8,21 10^-9 M

Ka₄        = 0,005 x 0,00004 x 0,00196

= 0,392. 10^-9 M

v  Kb =

                     

                        Kb₁       =

                  = 7,5 10^-2 M

                       Kb₂       =  

                  = 1,72 10^-2 M

                        Kb₃       =  

                  = 0,36 10^-2 M

                        Kb₄       =

                  = 1,02 10^-2 M

v Kc  =

        

Kc₁     =  

     = 12,02 M

                                    Kc₂      =                  

     = 17,58 M

                        Kc₃      =         

           = 21,47 M

                        Kc₄      =        

     = 4,08 M

v  Tabel Analog

No.	[Fe3+]	[SCN-]	[FeSCN2+]	Ka	Kb	Kc
1	M	M	M	7,5.10-9­ M	7,5. 10-2M	12,02 M
2	M	M	M	28,65.10-9M	1,72. 10-2M	17,58 M
3	M	M	M	8,21. 10-9M	0,36. 10-2M	21,47 M
4	M	M	M	0,392. 10-9M	1,02. 10-4M	4,08 M

  

G.      PEMBAHASAN

Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mempelajari reaksi-reaksi kesetimbangan kompleks besi (III)-tiosianat. Pada percobaan pertama dimana tabung 1 dijadikan sebagai pembanding atau standar bagi tabung lainnya. Diperoleh data bahwa setelah larutan besi nitrat direaksikan dengan larutan ion tiosianat menghasilkan larutan yang berwarna hitam pekat. Reaksi yang terbentuk adalah:

Fe⁺_(aq) + SCN^- _(aq)               FeSCN²⁺_(aq)

Perubahan warna ini terjadi karena adanya perubahan konsentrasi larutan. Seperti yang diketahui bersama bahwa ada beberapa faktor yang mempengaruhi kesetimbangan kimia yaitu perubahan konsentrasi, perubahan tekanan, perubahan volume dan perubahan suhu. Sedangkan katalis hanya berfungsi sebagau suatu zat yang mempercepat tercapainya keadaan setimbang. Jika dilakukan pada sistem tertutup sehingga dapat dikatakan katalis tidak mempengaruhi terhadap pergeseran kesetimbangan. Untuk tabung kedua ketika larutan awal ditambah (KSCN pekat) maka kesetimbangan akan bergeser ke arah produk. Pada tabung ketiga, larutan awal ditambah dengan larutan Fe(NO₃) 0,2 M, warna laruta yang semula merah berubah menjadi hitam pekat dan lebih pekat daripada tabung 1 maupun tabung 2. Hal ii dikarenakan larutan atau zat yang ditambahkan pada tiap-tiap tabung berbeda konsentrasinya. Pada tabung keempat. Larutan awal ditambah dengan beberapa butir N₂HPO₄, hasilnya adalah warna yang semula merah menjadi bening dan terdapat endapan. Adanya endapan pada larutan tersebut terjadi karena adanyaunsur logam pada larutan FeSCN, sedangkan warna berubah menjadi bening karena adanya reaksi antara FeSCN³⁺ dengan NaHPO₄, dimana Fe³⁺ akan berikatan dengan ion PO₄^3- membentuk FePO₄. Kemudian ion SCN^- akan diikat oleh H⁺ dan membentuk HSCN, sedangkan Na⁺ tidak berikatan dengan senyawa lain. Reaksi yang terbentuk adalah:

FeSCN²⁺_(aq) + Na₂HPO_4(s)                    FePO_4(aq) + HSCN_(aq) + 2Na⁺_(aq)

Fe³⁺  berikatan dengan PO₄^3- membentuk FePO₄ yang sukar larut. Penambahan PO₄^3-  sama dengan mengurangi Fe³⁺ , sehingga intensitas warna larutan berkurang.

Pada percobaan kedua yaitu kesetimbangan besi (III) tiosianat ayng semakin encer. Dari tabung 1-5 terjadi pengurangan kepekatan atau intensitas warna. Hal ini disebabkan karena adanya penambahan volume aquades dari tabung 1-5. Pada saat perbandingan dan penyetaraan intensitas tabung standar (tabung 1) dengan 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. Dalam penyeragaman warna ini juga tidak dapat diamati dari samping tabung karena dengan cara ini akan menghalangi mata dalam mengamati warna pada tabung yaitu cahaya yang masuk ke dalam tabung akan di biaskan terlebih dahulu ke tabung reaksi lalu dibiaskan menuju mata sehingga larutan terlihat lebih pekat. Oleh karea itu dalam mengamati warna sebaiknya dari atas tabung agar cahaya yang dipantulkan ke dalam tabung akan langsung dibiaskan ke mata. Untuk menentukan kesetimbangan dalam suatu sistem dapat diketahui dengan mengitung konstanta kesetimbangan. Secara teoritis seharusnya nilai dari suat kesetimbangan adalah konstan. Namun dari hasil analisis data diperoleh nilai Ka, Kb dan Kc yang berbeda-beda atau menunjukkan nilai yang tidak konstan. Ini disebabkan oleh kurang teliti dalam menyamakan atau menyetaraan warna pada tabung I dengan tabung 2,3,4 dan 5, sehigga mempengaruhi juga dalam mengukur volumenya kurang teliti.

H.  KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat ditarik adalah kesetimbangan kimia dipengaruhi oleh konsentrasi dan volume zat yang ditambahkan pada saat pencampuran dan pengenceran. Perubahan konsentrasi dapat ditandai dengan perubahan warna larutan. Jika konsentrasi pereaksi ditambahkan maka kesetimbangan akan bergeser ke arah produk. Pengaruh konsentarsi pada kesetimbangan akan lebih kuat dibandingkan pengaruh volume. Diperoleh juga nilai ketetapan kesetimbangan yang tidak konstan dikarenakan oleh ketidaktelitian dalam menyetarakan warna sehingga dalam mengukur volume juga berpengaruh. 

DAFTAR PUSTAKA

Firman, H. 2007. Penelitian Pendidikan Kimia. Bandung: Jurusan Kimia FMIPA UPI.

Keenan, W. Charles. 1984. Kimia Untuk Universitas. Jakarta : Erlangga.

Keenan, W. Charles. 1999. Kimia Untuk Universitas. Jakarta : Erlangga.

Purwoko, Agus Abh. 2006. Kimia Dasar 1. NTB : Mataram University Press.

Stephen, Bresnick. 2002. Istilah Kimia Umum. Jakarta: Erlangga.

Sukardjo. 1997. Kimia Fisika. Yogyakarta: Rineka Cipta.