KELARUTAN, AKTIVITAS, DAN KOEFISIEN AKTIVITAS ELEKTROLIT KUAT A. TUJUAN 1. Mengukur kelarutan Barium Iodat dalam larutan KCl dalam berbagai kekuatan ion. 2. Menghitung kelarutan Barium Iodat pada I= 0 dengan jalan ekstrapolasi. 3. Menghitung kefieien aktifitas rata-rata Barium Iodat pada berbagai nilai I dan menguji penggunaan hukum pembatas Debye- Huckle B. WAKTU DAN TEMPAT Hari/ Tanggal : Rabu/ 27 April 2011 Pukul : 07.00 s/d 09.40 WIB Tempat :Laboratorium kimia fisika C. TEORI DASAR Salah satu cara untuk memperlihatkan bagaimana ketergantungan aktivitas ion pada kekuatan ion adalah dengan jalan mempelajari perubahan kelarutan elektrolit yang sedikit larut (misalnya Barium Iodat ) sebagai akibat adanya penambahan elektrolit lain(bukan ion senama, misalnya KCl). Agar hukum Debye-Huckle dapat digunakan, konsentrasi larutan elektrolit yang sedikit larut tersebut harusdapat diukur dengan tepat walaupun konsentrasinya rendah. Selain itu
23
Embed
file · Web viewMengukur kelarutan Barium Iodat dalam larutan KCl dalam berbagai kekuatan ion. ... rata Barium Iodat pada berbagai nilai I dan menguji penggunaan hukum
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
KELARUTAN, AKTIVITAS, DAN KOEFISIEN AKTIVITAS ELEKTROLIT KUAT
A. TUJUAN
1. Mengukur kelarutan Barium Iodat dalam larutan KCl dalam berbagai kekuatan ion.
2. Menghitung kelarutan Barium Iodat pada I= 0 dengan jalan ekstrapolasi.
3. Menghitung kefieien aktifitas rata-rata Barium Iodat pada berbagai nilai I dan menguji
penggunaan hukum pembatas Debye-Huckle
B. WAKTU DAN TEMPAT
Hari/ Tanggal : Rabu/ 27 April 2011
Pukul : 07.00 s/d 09.40 WIB
Tempat :Laboratorium kimia fisika
C. TEORI DASAR
Salah satu cara untuk memperlihatkan bagaimana ketergantungan aktivitas ion pada
kekuatan ion adalah dengan jalan mempelajari perubahan kelarutan elektrolit yang sedikit
larut (misalnya Barium Iodat ) sebagai akibat adanya penambahan elektrolit lain(bukan ion
senama, misalnya KCl). Agar hukum Debye-Huckle dapat digunakan, konsentrasi larutan
elektrolit yang sedikit larut tersebut harusdapat diukur dengan tepat walaupun konsentrasinya
rendah. Selain itu kelarutannya dalam air harus berada dalam batas kisaran hukum Debye-
Huckle (yaitu kelarutan ion <0,01 M untuk elektrolit 1-1)
Barium iodat adalah elektrolit yang memenuhi kriteria diatas dan konsentrasinya
dapat ditentukan dengan menggunakan metoda volumetric yang sederhana. Dengan
menganalisis data yang diperoleh akan didapat koefisien aktivitas rata-rata (ϒ±).
Aktivitas atau koefisien aktivitas suatu ion secara percobaan tidak dapat ditentukan,
karena itu didefinisikan aktivitas rata-rata (α±) dan koefisien aktivitas rata-rata (ϒ±) yang
untuk elektrolit 1-2 (uni-bivalen) didefinisikan sebagai berikut :
α± = (α+α-2)1/3
ϒ±=(ϒ+ϒ-2)1/3
c±=(c+c-2)1/3
Bila nilai konsentrasi (c) dinyatakan dalam mol/liter, maka berdasarkan definisi diatas akan
diperoleh:
α±=ϒ±c±=Kɑ1/3=konstanta
Dalam hal ini, Kɑ adalah hasil kali aktivitas kelarutan yang dapat diturunkan sebagai
berikut :
Ba(IO3)2 Ba2++2IO3-
Kɑ=[Ba2+]ɑ[IO3-]ɑ
2
Misalnya, dalam larutan terdapat elektrolit lain yang tidak mengandung ion senama
dengan Ba(IO3)2 misalnya KCl dan anggap kelarutan Ba(IO3)2 adalah s mol/liter, maka c+
(konsentrasi ion Ba2+ dalam larutan )=S mol/liter dan c- =(konsentrasi ion IO3- dalam larutan =
2s mol/liter.
Dari persamaan (1) akan diperoleh :
c±=1,59S
Dengan menggabungkan persamaan (5) dan (2) akan diperoleh :
K ɑ 1/31,59 x ϒ ± =konstanta=S0
Dimana S0 adalah kelarutan teoritis bila ϒ± mendekati satu (=1) yaitu pada keadaan kekuatan
ion sama dengan nol (I=0). Karena ϒ± selalu menurun dengan meningkatnya kekuatan ion,
maka baik kelarutan (S) dan hasil kali kelarutan (Ksp), dinyatakan dalam konsentrasi bukan
dalam aktivitas. Jika nilai S0 dapat ditentukan dengan jalan ekstrapolasi, kekuatan ion sama
dengan nol, maka ϒ± pada berbagai konsentrasi akan dapat dihitung (ϒ ±=S 0S )
Pada larutan elektrolit, S bergantung pada kekuatan ion yang didefinisikan sebagai :
I=1/2ƩCiZi2
Ci adalah konsentrasi ion ke i dalam mol/liter dan Zi adalah muatan ion ke i.
Kekuatan ion harus dihitung berdasarkan semua ion yang ada dalam larutan. Nilai I
terendah yang dapat digunakan untuk mengukur kelarutan dibatasi oleh kelarutan elektrolit
dalam air. Ekstrapolasi ke kekuatan ion sama dengan nol, dilakukan berdasarkan Teori
Debye-Huckle untuk elektrolit kuat.
Teori Debye-Huckle menyatakan bahwa untuk larutan dengan kekuatan ion yang
rendah (<0,01 untuk elektrolit uni-bivalen (1-1)), koefisien aktivitas rata-rata sutu elektrolit
yang berdisosiasi menjadi ion bermuatan Z+ dan Z-, dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan :
logϒ±=-A(Z+Z-)
A adalah tetapan dan untuk larutan dengan pelarut air pada suhu 250C nilainya adalah 0,509.
Dengan menggabungkan persamaan (6) dan (8) untuk Barium Iodat akan diperoleh,
LogS=logS0+2A√1)
Jadi pada kekuatan ion yang rendah, kurva log S sebagai fungsi √1 akan berupa garis lurus.
D. ALAT DAN BAHAN
ALAT :
1. labu erlenmeyer 250 mL 8 buah
2. Buret
3. Labu takar 250 mL
4. Labu takar 250 mL
5. Pipet 25 mL
BAHAN :
1. KCl 0,1 M
2. Ba(IO3)2
3. Na2S2O3 0,02 M
4. HCl 1 M
5. KI (0,5 gram/L)
6. Larutan kanji 1 %
E. PROSEDUR KERJA
Disiapkan 7 erlenmeyer
No labu 1 2 3 4 5 6 7
larutan
KCl (M)
(50mL)
0,1 0,05 0,02 0,01 0,005 0,002 air
Tambah Ba(IO3)2 ke tiap labu hingga larutan jenuh, kemudian ditutup
Panaskan dalam penangas air bersuhu 500C ± 5 menit
Diamkan selama ± 1 hari
Saring @ larutan
Pipet @ 5 mL larutan, tambah KI 0,5 g/L
Tambah 0,4 mL HCl 1 M
Titrasi @ larutan dengan 0,02 M Na2S2O3 hingga kuning muda
Tambah 2 tetes larutan kanji 1 %
Titrasi lagi hingga larutan jernih
F. DATA PENGAMATAN
No Labu
Erlenmeyer
Konsentrasi
HCl (M)
Jumlah
Na2S2O3(mL)
Konsentrasi
IO3- (M)
S Ba(IO3)2 Log S
1 0.1 2.9 0.0116 5.8 × 10-3 -2.24
2 0.05 1 0.004 2 × 10-3 -2.69
3 0.02 7.6 0,0304 15.2 × 10-3 -1.82
4 0.01 1.9 0.0076 3.8 × 10-3 -2.24
5 0.005 0.2 0.008 4 × 10-3 -2.39
6 0.002 1.2 0.0048 2.4 × 10-3 -2.62
7 0.001 0.8 0.0032 1.6 × 10-3 -2.79
No. Labu I I 1/2 S0/S= γ± Log γ±
1 0.1232 0.35 0.440 0.3563
2 0.058 0.24 0.570 0.244
3 0.0808 0.28 0.518 0.285
4 0.0252 0.158 0.690 0.1608
5 0.021 0.145 0.712 0.147
6 0.0116 0.107 0.778 0.1089
7 0.0064 0.08 0.829 0.081
G. PERHITUNGAN
1. Perhitungan Konsentrasi IO3 untuk masing-masing labu adalah :
Ba(IO3)2 → Ba 2+ + 2IO3-
Na2S2O3 → 2Na+ + S2O32-
S2O32- ~ 2IO3
-
V1 · M1 = V2 ∙ M2
Rumus yang digunakan untuk menentukan konsentrasi [ IO3- ] adalah :
[ IO3- ] =
[ S 2 O 32−]volumeS 2O 32−volumeIO 3−
Untuk Labu 1
[ IO3- ] =
0 , 02 M⋅2,9 mL5 mL = 0.0116 M
Untuk Labu 2
[ IO3- ] =
0 ,02 M⋅1 mL5 mL = 0.004 M
Untuk Labu 3
[ IO3- ] =
0 ,02 M⋅7 . 6mL5 mL = 0.0304 M
Untuk Labu 4
[ IO3- ] =
0 ,02 M⋅1 . 9 mL5mL = 0.0076 M
Untuk Labu 5
[ IO3- ] =
0 , 02 M⋅0 . 2 mL5 mL = 0.008 M
Untuk Labu 6
[ IO3- ] =
0 , 02 M⋅1 .2 mL5mL = 0.0048 M
Untuk Labu 7
[ IO3- ] =
0 ,02 M⋅0 . 8mL5 mL = 0.0032M
2. Perhitungan kelarutan Barium Iodat adalah :
Ba(IO3)2 → Ba 2+ + 2IO3-
S 2S
Sehingga, S Ba(IO3)2 = ½ [IO3-]
Untuk Labu 1
S Ba(IO3)2 = ½ ∙ 0,0116 = 5.8 × 10-3
Untuk Labu 2
S Ba(IO3)2 = ½ ∙ 0,004 = 2 × 10-3
Untuk Labu 3
S Ba(IO3)2 = ½ ∙ 0.0304 = 15.2 × 10-3
Untuk Labu 4
S Ba(IO3)2 = ½ ∙ 0,0076 = 3.8 × 10-3
Untuk Labu 5
S Ba(IO3)2 = ½ ∙ 0.008 = 4 × 10-3
Untuk Labu 6
S Ba(IO3)2 = ½ ∙ 0.0048 = 2.4 × 10-3
Untuk Labu 7
S Ba(IO3)2 = ½ ∙ 0.0032 = 1.6 × 10-3
3. Perhitungan kekuatan ion (I) untuk berbagai konsentrasi KCl adalah :
I = ½ ∑ Ci ∙ Zi2
Ion-ion yang terlibat : KCl → K+ + Cl-
Ba(IO3)2 → Ba 2+ + 2IO3-
I = ½ CiZi2
I = ½ { [K+]ZK+2 +[Cl-]ZCl-
2 + [Ba2+]ZBa2+2 + 2[IO3
-]ZIO3-2}
I = ½ { [K+](+1)2 +[Cl-](-1)2 + [Ba2+](+2)2 + 2[IO3
-](-1)2}
I = ½ { [K+] +[Cl-] + 4[Ba2+]+ 2[IO3-]}
[K+] = [Cl-] = [KCl]
[Ba2+] = ½ [IO3-] = [Ba(IO3)2]
Untuk Labu 1
[K+] = [Cl-] = [KCl] = 0,1 M
[Ba2+] = ½ [IO3-] = ½ (0.0116) = 0.0058
I = ½ { (0,1) + (0,1) + 4 ( 0,0058 ) + 2( 0,0116 ) }= 0,1232
Untuk Labu 2
[K+] = [Cl-] = [KCl] = 0,05 M
[Ba2+] = ½ [IO3-] = ½ (0,004) = 0,002
I = ½ { (0,05) + (0,05) + 4 ( 0,002) + 2( 0,004) }= 0,058
Untuk Labu 3
[K+] = [Cl-] = [KCl] = 0,02 M
[Ba2+] = ½ [IO3-] = ½ (0,0304) = 0,0152
I = ½ { (0,02) + (0,02) + 4 ( 0,0152) + 2( 0,0304 ) }= 0,0808
Untuk Labu 4
[K+] = [Cl-] = [KCl] = 0,01 M
[Ba2+] = ½ [IO3-] = ½ (0,0076 ) = 0,0038
I = ½ { (0,01) + (0,01) + 4 ( 0,0038 ) + 2( 0,0076 ) }= 0,0252
Untuk Labu 5
[K+] = [Cl-] = [KCl] = 0,005 M
[Ba2+] = ½ [IO3-] = ½ (0,008) = 0,004
I = ½ { (0,005) + (0,005) + 4 ( 0,004 ) + 2( 0,008 ) }= 0,021
Untuk Labu 6
[K+] = [Cl-] = [KCl] = 0,002 M
[Ba2+] = ½ [IO3-] = ½ (0,0048 ) = 0,0024
I = ½ { (0,002) + (0,002) + 4 ( 0,0024 ) + 2( 0,0048 ) }= 0,0116
Untuk Labu 7
[K+] = [Cl-] = [KCl] = 0 M
[Ba2+] = ½ [IO3-] = ½ (0,0032 ) = 0,0064
I = ½ { (0) + (0) + 4 ( 0,0016 ) + 2( 0,0032 ) }= 0,0064