Penentuan Tetapan Kesetimbangan Iod

BAB I

PENDAHULUAN

1.1       Latar Belakang

Keadaan setimbang  adalah suatu keadaaan dimana konsentrasi seluruh zat tidak lagi mengalami perubahan, sebab zat-zat diruas kanan terbentuk dan terurai kembali dengan kecepatan yang sama. Keadaan kesetimbangan ini bersifat dinamis, artinya reaksi terus berlangsung dalam dua arah dengan kecepatan yang sama. Pada keadaan kesetimbangan tidak mengalami perubahan secara mikroskopis (perubahan yang dapat diamati atau diukur). Kesetimbangan kimia dibedakan atas kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen. Pada kesetimbangan homogen semua zat yang ada dalam sistem kesetimbangan memiliki fase yang sama ada dalam bentuk gas dan larutan.

Kelarutan suatu senyawa bergantung pada sifat fisika dan kimia zat terlarut dan pelarut, juga bergantung pada faktor termperatur, tekanan, pH, larutan dan untuk jumlah yang lebih kecil, bergantung pada terbaginya zat terlarut. Jika kelebihan cairan atau zat pelarut ditambahkan ke dalam campuran dari dua cairan tidak bercampur, zat itu akan mendistribusi diri di antara kedua fase sehingga masing-masing menjadi jenuh. Jika zat itu ditambhakan ke dalam pelarut tidak tercampur dalam jumlah yang tidak cukup untuk menjenuhkan larutan, maka zat tersebut tetap berdistribusi di antara kedua lapisan dengan perbandingan konsentrasi tertentu.

Di lingkungan sekitar kita sering terjadi reaksi kimia, baik secara kita sadari atau tidak. Pada dasarnya semua reaksi dapat kembali ke keadaan semula. Biasanya terjadi pada reaksi bolak-balik atau yang sering kita sebut dengan keadaan setimbang. Dalam percobaan ini sistem kesetimbangan dan distribusi zat dapat dilihat pada sistem. Dengan demikian percobaan ini penting untuk dilakukan untuk meningkatkan pemahaman mengenai konsep kesetimbangan dan distribusi zat terlarut. 

1.2       Tujuan Percobaan

            Tujuan dilakukannya percobaan ini adalah untuk menentukan tetapan kesetimbangan iod.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Suatu reaksi dikatakan setimbang apabila reaksi pembentukan dan reaksi penguraian pada reaksi tersebut berlangsung dengan kecepatan yang sama sehingga tidak ada lagi perubahan pada sistem tersebut. Sebagian besar reaksi kimia bersifat reversibel artinya hanya reaktan-reaktan yang bereaksi membentuk produk, tetapi produk pun saling bereaksi untuk membentuk reaktan kembali.

Hal diatas dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan berikut :

aA + bB →  cC + dD
A dan B = Reaktan
C dan D = Produk
a, b, c, d = Koefisien rekasi

Jika laju reaksi pembentukan yaitu reaksi dari kiri ke kanan sama dengan laju rekasi kebalikan (penguraian) yaitu reaksi dari kanan ke kiri, maka reaksi dikatakan berada dalam keadaan seimbang. Seperti halnya dalam keseimbangan fisik, bila suatu reaksi mencapai keadaan setimbang bukan berarti reaksi-reaksi pembentukan dan reaksi kebalikan berhenti, tetapi hal ini menunjukkan bahwa laju kedua reaksi yang berlawanan tersebut telah sama (Kwee Le Tjien, 1987).

            Salah satu fakta yang penting tentang reaksi kimia reversibel (dapat-balik). Bilamana suatu reaksi kimia dimulai, hasil-hasil reaksi mulai menimbun, dan seterusnya akan bereaksi satu sama lain memulai suatu reaksi yang kebalikannya. Setelah beberapa lama, terjadilah kesetimbangan dinamis, yaitu jumlah molekul   (ion) dan setiap zat terurai, sama banyaknya dengan jumlah molekul yang terbentuk dalam suatu satuan waktu. Dalam beberapa hal, kesetimbangan ini terletak sama sekali berada di pihak pembentukan suatu atau beberapa zat, maka reaksi itu tampak seakan-akan berlangsung sampai selesai. Iod jauh lebih dapat larut dalam larutan kalium iodida dalam air daripada dalam air,  ini disebabkan oleh terbentuknya ion triiodida, I₃^-. Kesetimbangan berikut berlangsung dalam suatu larutan seperti ini :

I₂ + I^- → I₃^-

Jika larutan itu dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat, konsentrasi iod total, sebagai I₂ bebas dan I₃^- tak bebas diperoleh karena segera sesudah iod dihilangkan akibat interaksi dengan triosulfat, sejumlah iod baru dibebaskan dari tri-iodida agar kesetimbangan tidak terganggu. Namun jika larutan dikocok dengan karbon tetraklorida, dalam mana iod saja yang dapat larut cukup banyak, maka iod bebas dalam larutan air. Dengan menentukan konsentrasi iod dalam larutan karbon tetraklorida, konsentrasi ion iod bebas dalam larutan air dapat dihitung dengan menggunakan koefisien distribusi yang diketahui, dan dari situ konsentrasi total iod bebas yang ada dalam kesetimbangan. Dengan memperkurangkan harga ini dari konsentrasi awal kalium iodida, dapatlah disimpulkan konsentrasi KI bebas.

Tetapan kesetimbangan :
                                                K= ([I^-] x [I₂]) / ([I₃^-])

                                                                                                                          (Pudjaatmaka, 1990). 

Jika larutan iodium di dalam KI pada suasana netral maupun asam dititrasi maka :
                                                  I₃^- + 2S₂O₃^2-→ 3I^- + S₄O₆^2-
Selama zat antara S₂O₃I^- yang tidak berwarna adalah terbentuk sebagai :                                                                                                  S₂O₃^2- + I₃^-→ S₂O₃I^- + 2I^-
Yang mana berjalan terus menjadi :
                                                  2S₂O₃I^- + I^-  → S₄O₆^2- + I₃^-
Warna indikator muncul kembali pada
                                                  S₂O₃I^- + S₂O₃^2-  → S₄O₆^2- + I^-
Reaksi berlangsung baik di bawah PH = 5,0, sedangkan pada larutan alkali, larutan asam hypoiodos (HOI) terbentuk (Saptorahardjo, 2007).

              Ion triodida adalah salah satu senyawa yang tergolong dalam ion polihalida, dihasilkan melalui reaksi ion halida dengan halogen atau molekul antar halogen. Dalam reaksi ini, ion halida bertindak sebagai basa lewis (pemberi pasangan elektron) dan molekul sebagai asam lewis (penerima pasangan elektron). Larutan ion dalam KI, yaitu ion triodida, banyak digunakan dalam kimia analitik. Dapat diambil sebuah contoh adalah struktur dari Ion triodida dimana pasangan elektron ikatan digambarkan sebagai garis hitam. Pasangan elektron bebas dari atom I pusat digambarkan dengan titik-titik (Suminar, 1985).
              Untuk menyatakan berlangsung atau tidaknya reaksi dalam arah yang dituliskan maka harus ditinjau apakah energi gibbs dan campuran akan naik atau turun. Jika energi gibbs turun dengan berlangsungnya reaksi, maka reaksi berjalan spontan dalam arti yang dituliskan. Reaksi akan terus berlangsung disertai dengan penurunan energi gibbs sampai energi gibbs mencapai nilai minimum, yakni tercapainya keadaan kesetimbangan (Mulyani, 2000).

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1       Alat dan Bahan

            Alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu botol (labu erlenmeyer) bersumbat 250 mL, gelas ukur 10 mL, 25 mL, dan 250 mL, pipet ukuran 5 mL dan 25 mL, labu erlenmeyer 200 mL, buret 50 mL, dan botol semprot.

            Bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu larutan jenuh yod dalam karbon tetra klorida, larutan standar KI 0,1 M, larutan standar natrium tiosulfat 0,02 M, larutan amilum 1% (indikator), dan padatan kristal kalium yodida.

3.2       Skema Kerja

            20 mL larutan jenuh I₂ dalam CCl₄ dimasukkan dalam dua botol (erlenmeyer) 250 mL secara berturut-turut. Dimasukkan ke dalam botol A 200 mL air dan dimasukkan ke dalam botol B 200 mL larutan standar KI 0,1 M. Ditutup rapat kedua botol tersebut dan diguncangkan dengan kuat dan diletakkan dalam thermostat (diatur pada 30⁰C) selama 30-60 menit.  Dikeluarkan botol itu sesekali untuk diguncangkan.  Dicatat suhu. Dibiarkan larutan mencapai suhu kamar jika thermostat tidak tersedia. Diambil 5 atau 50 mL larutan dari lapisan CCl dari masing-masing botol setelah tercapai keseimbangan. Ditiup perlahan-lahan ke dalam pipet sampai ujungnya mencapai lapisan bawah karena lapisan CCl dibawah lapisan air. Ditambahkan 2 gram padatan kristal KI dan 20 mL air pada masing-masing cuplikan. Dititrasi dengan larutan standar natrium tiosulfat sambil diguncangkan dengan menggunakan larutan amilum (10 mL) sebagai indikator. Ditambahkan indikator menjelang akhir titrasi pada larutan berwarna kuning pucat. Diambil 50 mL larutan dari lapisan air dari botol A dan ditirasi dengan larutan natrium tiosulfat. Dilakukan hal yang sama dengan 25 atau 50 mL dari botol B.

BAB IV

DATA HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

4.1       Data Hasil Pengamatan

Tabel 4.1 Data Hasil Pengamatan

No	Sampel	Volume Titran (mL)
1.	Iod dalam air	16,5
2.	Iod dalam KI	8

4.2       Pembahasan

            Reaksi kesetimbangan adalah reaksi bolak-balik (reversible) yang menunjukan reaktan bereaksi membentuk produk dan produk dapat bereaksi balik membentuk reaktan. Kesetimbangan kimia bersifat dinamis sehingga juga sering disebut kesetimbangan dinamis. Kesetimbangan dinamis adalah suatu reaksi bolak-balik pada saat keadaan konsentrasi tetap tapi sebenarnya tetap terjadi reaksi (terus-menerus). Tetapan kesetimbangan (K) adalah hasil kali produk dipangkatkan koefisien reaksinya dibagi hasil kali reaktan dipangkatkan koefisien reaksinya. Ciri-ciri keadaan suatu reaksi bolak-balik dikatakan setimbang adalah terjadi dalam wadah tertutup, pada suhu dan tekanan tetap, reaksinya berlangsung terus-menerus (dinamis) dalam dua arah yang berlawanan, laju reaksi ke reaktan sama dengan laju reaksi ke produk, konsentrasi produk dan reaktan tetap dan terjadi secara mikroskopis pada tingkat partikel zat.

Le chatelier menyebutkan, "jika suatu reaksi kesetimbangan diganggu dari luar (konsentrasi zat-zat yang ada dalam reaksi kesetimbangan itu ditambah atau dikurangi), maka reaksi kesetimbangan akan memberikan aksi terhadap gangguan tersebut".

Pergeseran kesetimbangan kimia dipengaruhi beberapa faktor, diantaranya:

      1.       Konsentrasi zat

Jika konsentrasi salah satu zat ditambah, maka reaksi kesetimbangan akan bergeser dari arah (menjauhi) zat yang ditambah konsentrasinya.

Jika konsentrasi salah satu zat dikurangi, maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah zat dikurangi konsentrasinya.

      2.      Temperatur

Apabila temperatur sistem dinaikkan maka reaksi kesetimbangan bergeser ke arah reaksi yang membutuhkan kalor (endoterm).

Apabila temperatur sistem dikurangi maka rekasi kesetimbangan akan bergeser ke arah zat yang melepaskan kalor (eksoterm).

      3.      Tekanan atau Volume

Apabila tekanan pada sistem ditambah/volume diperkecil maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah molekul yang lebih kecil. 

Apabila tekanan pada sistem diperkecil/volume ditambah maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah molekul yang lebih besar. 

Bila zat padat atau zat cair dicampur ke dalam dua pelarut yang berbeda atau tidak saling bercampur, maka zat tersebut akan terdistribusi ke dalam dua pelarut dengan kemampuan kelarutannya. Koefisien distribusi adalah perbandingan konsentrasi kesetimbangan zat dalam dua pelarut yang berbeda yang tidak bercampur. Faktor yang mempengaruhi koefisien distribusi adalah konsentrasi zat terlarut dalam pelarut 1 dan pelarut 2, dirumuskan:

                                                                    K= C1/C2

            Percobaan ini dilakukan untuk menetapkan kesetimbangan iodida dengan ion iodida menghasilkan ion triiodida. Iod jauh dapat lebih larut dalam kalium iodida daripada dalam air. Hal ini disebabkan terbentuknya ion triiodida. Kesetimbangan berikut berlangsung dalam suatu larutan seperti reaksi iod. Berbeda halnya dengan iod yang dilarutkan dalam air dimana iod sangat sedikit kelarutannya sehingga perlu ditambahkan kalium iodide untuk melarutkannya. Hal ini disebbakan oleh perbedaan kepolaran dimana air bersifat polar sedangkan iod bersifat non polar.

            Perlakuan pertama dilakukan dengan memasukkan larutan jenuh iod dalam CCl₄ kedalam dua erlenmeyer dengan volume yang sama. Erlenmeyer A ditambahkan dengan air dan erlenmeyer B ditambahkan dengan larutan standar KI juga dengan volume yang sama. Hal ini bertujuan untuk membandingkan kedalam larutan apakah Iod lebih mudah larut. Kedua larutan tidak saling melarut, karena terbentuk gumpalan-gumpalan pada dasar erlenmeyer. Iod lebih mudah larut dalam larutan kalium iodida daripada dalam air dengan endapan yang terbentuk lebih sedikit. Hal ini disebabkan oleh perbedaan kepolaran dari larutan yang digunakan. Kedua larutan tersebut didiamkan agar endapan yang  terbentuk lebih banyak. Setelah didiamkan terbentuk dua lapisan, dimana lapisan atas merupakan lapisan KI dan lapisan bawah merupakan lapisan I₂. Lapisan bawah diambil dan dititrasi.

Metode titrasi yang digunakan pada percobaan ini adalah titrasi yodometri, karena menggunakan larutan standar natrium tiosulfat dan amilum sebagai indukatornya. Sebelum dititrasi kedua larutan ditambahkan kristal KI dan air dengan jumlah yang sama. Titik akhir titrasi ditandai dengan hilangnya warna larutan menjadi bening. Pada erlenmeyer A, larutan mengalami perubahan warna pada volume titran 16,5 mL sedangkan pada erlenmeyer B larutan mengalami perubahan warna menjadi bening pada volume titran 8 mL. Berdasarkan titrasi tersebut maka didapatkan koefisien distribusi 0,48 dan tetapan kesetimbangan sebesar 0,1. 

BAB V

KESIMPULAN

            Berdasarkan pembahasan diatas maka didapatkan kesimpulan:

1.      Kelarutan iod dalam kalium iodida lebih besar daripada dalam air

2.      Titrasi dilakukan menggunaka metoda titrasi yodatometri.

3.  Titrasi pada erlenmeyer A menggunakan titran dengan volume 16,5 mL dan pada erlenmeyer B 8 mL.

4.      Koefisien distribusi yang didapatkan sebesar 0,48.

5.      Tetapan kesetimbangan yang didapatkan sebesar 0,1.

DAFTAR PUSTAKA

Kwee Le Tjien.  1987. Kimia Fisik Untuk Universitas. Terjemahan dari Physical    Chemistry for University oleh Bird Tony. PT Gramedia, Jakarta

A. Saptorahardjo. 2007. Konsep Dasar Kimia Analitik. Terjemahan dari Basic Concept of Analytical Chemistry oleh Khopkar. UI-Press, Jakarta

Pudjaatmaka, A. H. 1990. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semi Mikro Bagian I. Terjemahan dari Qualitative Inorganic Micro and Semimicro oleh Svehla. PT Kalman Media Pustaka, Jakarta

Mulyani, Sry. 2000. Kimia Fisik I . JICA,  Malang

Suminar.1985. Kimia Dasar , Prinsip dan Terapan. Terjemahan dari Principle  and Modern Applied of Basic Chemistry oleh Petrucci, Ralph,H. Erlangga, Jakarta