Modul Praktikum Kimia-1

BUKU PANDUAN PRAKTIKUM

KIMIA

Laboratorium Kimia Sekolah Tinggi Teknik – PLN Menara PLN, Jl. Lingkar Luar Barat, Duri Kosambi, Cengkareng Jakarta Barat 11759, Telp.(021)5440342-44

BUKU PANDUAN PRAKTIKUM

KIMIA

Tim Penyusun Drs. Abdul Rahman Arigayota Enjang Hidayat Yusnita Rahayu, S.Si

Laboratorium Kimia Sekolah Tinggi Teknik – PLN Menara PLN, Jl. Lingkar Luar Barat, Duri Kosambi, Cengkareng Jakarta Barat 11759, Telp.(021)5440342-44

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

1

TATA TERTIB PRAKTIKUM DI LABORATORIUM KIMIA STT-PLN

1.

Semua praktikan wajib hadir 10 menit sebelum tes awal dimulai, dan menandatangani daftar hadir. Apabila praktikan terlambat hadir maka tidak diperkenankan mengikuti praktikum.

2.

Selama mengikuti praktikum, peserta diwajibkan memakai kelengkapan praktikum, yaitu kemeja, jas praktikum berwarna putih lengan panjang, dan sepatu (dilarang memakai sandal atau sepatu sendal). Tas dan jaket diletakkan di tempat yang telah disediakan.

3.

Sebelum memulai praktikum peserta praktikum harus mengumpulkan Tugas Rumah dan Laporan Sementara yang formatnya sudah ditentukan kepada asisten. Laporan data pengamatan dapat diminta lagi setelah mengikuti tes awal.

4.

Peserta yang tidak lulus pada tes awal tidak diperkenankan mengikuti praktikum.

5.

Semua praktikan wajib mencatat semua hasil pengamatan dari percobaan yang dilakukan di dalam Laporan Data Pengamatan. Pada akhir percobaan semua hasil pengamatan harus di acc dan ditandatangani asisten.

6.

Laporan Praktikum (lihat bagian contoh penulisan) harus sudah diserahkan kepada asisten sehari setelah praktikum atau sesuai kesepakatan.

7.

Setiap peserta harus membersihkan meja kerja dan alat-alat yang telah dipakai sebelum meninggalkan ruang praktikum, peserta harus mengembalikan botolbotol kimia yang telah ditutup rapat ke tempat semula dan membersihkan meja praktikum yang telah selesai digunakan.

8.

Setiap peserta harus menjaga kebersihan Laboratorium, bekerja dengan tertib, tenang, teratur dan bersikap sopan baik saat berbicara maupun bergaul.

9.

Setiap peserta harus melaksanakan semua modul praktikum dan mematuhi budaya Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3) Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

2

10. Ketidakhadiran praktikan pada waktu yang telah dijadwalkan mendapatkan sanksi dinyatakan GUGUR. 11. Ketidakhadiran karena sakit, percobaannya dapat dilakukan di luar jadwal praktikum dengan persetujuan sisten, Dispensasi perubahan jadwal karena sakit/ inhal hanya diperbolehkan satu kali selama periode praktikum. 12. Butir nomor 11 tidak berlaku bagi mereka yang sakit dan diopname di rumah sakit (dengan surat keterangan dari rumah sakit) 13. Peserta praktikum harus harus mengganti alat yang hilang/rusak selama praktikum berlangsung dengan alat yang sama, sebelum mengikuti praktikum minggu berikutnya. 14. Apabila peserta praktikum melanggar hal-hal yang telah diatur di atas maka yang bersangkutan dapat dikeluarkan dari laboratorium dan tidak diperkenankan untuk melanjutkan praktikum pada hari itu. Kegiatan praktikum dianggap batal dan tidak diperkenankan inhal. 15. Hal-hal yang belum disebutkan di atas dan diperlukan untuk kelancaran praktikum akan diatur kemudian.

Jakarta, September 2013 Laboratorium Kimia STT – PLN

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

3

DAFTAR ISI

Halaman judul ……………………………………………………………………………..........

1

Tata tertib praktikum …………………………………………………………………..........

2

Daftar isi ………………………………………………………………………............................. Tabel Periodik Unsur ................................................................................................

4 5

Jadwal praktikum kimia …………………………………………....................................

6

Susunan penulisan laporan praktikum kimia …………………………………..... Perc. A : pengenalan alat dan budaya k3 ……………………………………….....

7 10

Perc. K - 1 : pemisahan dan pemurnian reaksi pengendapan (dekantasi dan penyaringan) ……………………………………….... Perc. K - 2 : pemisahan dan pemurnian (distilasi) ………………….....……….

21 27

Perc. K - 3 : elektrokimia i – analisis daya hantar listrik …………………......

33

Perc. K - 4 : elektrokimia ii – penentuan kemurnian logam cu dalam kawat tembaga komersil dengan reaksi elektrolisis ……....

42

Perc. K - 5 : penentuan massa jenis padatan dan cairan ……………………

50

Perc. K - 6 : pembuatan dan penentuan konsentrasi larutan …………….. Perc. K - 7 : penentuan pH larutan ……………………………………………………..

54 63

Perc. K - 8 : pemurnian air dengan cara penukar ion ..…......………………... Perc. K - 9 : adsorpsi isotermis …..........................................…......………………...

72 75

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

4

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

5

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

6

P P P P P P P P

Kel. I B

Kel. II A

Kel. II B

Kel. III A

Kel. III B

Kel. IV A

Kel. IV B

1

Kel. I A

Nomor Kelompok

K-4

K-4

K-3

K-3

K-2

K-2

K-1

K-1

2

K-5

K-5

K-4

K-4

K-3

K-3

K-2

K-2

3

K-6

K-6

K-5

K-5

K-4

K-4

K-3

K-3

4

K-7

K-7

K-6

K-6

K-5

K-5

K-4

K-4

5

K-1

K-1

K-7

K-7

K-6

K-6

K-5

K-5

6

K-2

K-2

K-1

K-1

K-7

K-7

K-6

K-6

7

Acara Test Minggu Ke - …

JADWAL PRAKTIKUM KIMIA

K-3

K-3

K-2

K-2

K-1

K-1

K-7

K-7

8

K-8

K-8

K-8

K-8

K-8

K-8

K-8

K-8

9

Responsi

Responsi

Responsi

Responsi

Responsi

Responsi

Responsi

Responsi

10

SUSUNAN PEMBUATAN LAPORAN PRAKTIKUM

I.

PENULISAN tangan)

LAPORAN

SEMENTARA

PRAKTIKUM

(ditulis

LAPORAN SEMENTARA Percobaan K-1 : JUDUL NAMA/ NIM

: ...................................................................................................

KEL/SHIFT

: .................................................................................................

TANGGAL

: ................................................................................................

I. TUJUAN II. CARA KERJA (dalam bentuk diagram blok) III. ALAT DAN BAHAN IV. DATA PENGAMATAN Praktikan : Nama / NIM

: 1. …………………………

Jakarta, ......................, Tanda tangan Asisten

: 2. ………………………… (…………………………….)

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

7

II.

COVER LAPORAN RESMI PRAKTIKUM (diketik/ tulis tangan)

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM KIMIA (JUDUL PERCOBAAN)

Disusun Oleh : Nama Praktikan Jurusan/NIM Kelompok/ Shift Nama Asisten LABORATORIUM KIMIA STT-PLN JAKARTA 2013

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

8

III.

PENULISAN LAPORAN RESMI PRAKTIKUM (ditulis tangan)

PERCOBAAN K-1 JUDUL PERCOBAAN I. TUJUAN II. DASAR TEORI II. PENGOLAHAN DATA III. ANALISIS HASIL PENGAMATAN IV. KESIMPULAN DAN SARAN V. JAWABAN TUGAS DAN PERTANYAAN VI. DAFTAR PUSTAKA VII. LAMPIRAN * LAPORAN DATA PENGAMATAN (ASLI DAN SUDAH DITANDATANGANI ASISTEN)

nb : di bawah daftar pustaka dituliskan : PRAKTIKAN : 1. …………………… NIM ………. 2. …………………… NIM ………. (teman kelompok)

Tanda tangan Asisten, (………………………)

3. …………………… NIM ………. (teman kelompok)

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

9

PERCOBAAN A : PENGENALAN ALAT DAN BUDAYA K3 Tujuan Percobaan : Mengenalkan beberapa alat yang sederhana penggunaannya dan mengenalkan budaya Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3) di laboratorium. Percobaan ini sebagai pendahulu bagi percobaanpercobaan selanjutnya. A. Pengenalan Alat Berikut akan diuraikan beberapa rangkaian alat yang akan digunakan pada praktikum kimia di laboratorium kimia. 1. Beaker Glass Alat ini digunakan sebagai tempat larutan dan dapat digunakan untuk memanaskan larutan atau pemekatan. Alat ini tidak dapat digunakan sebagai alat pengukur.

2. Erlenmeyer Erlenmeyer biasanya digunakan untuk tempat larutan yang akan dititrasi. Walaupun mempunyai skala, tapi bukan merupakan alat pengukur. Erlenmeyer dapat digunakan untuk memanaskan larutan. 3. Tabung reaksi Tabung reaksi digunakan untuk mereaksikan zat-zat kimia dalam jumlah sedikit. Terbuat dari gelas dan dapat dipanaskan.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

10

4. Corong Corong digunakan untuk memasukkan suatu cairan ke dalam suatu wadah dengan mulut sempit, seperti labu ukur, buret, botol, dll. Biasanya terbuat dari gelas, tapi ada juga yang terbuat dari plastik. 5. Pipet tetes (pipet pasteur) Pipet tetes digunakan untuk mengambil bahan berbentuk larutan dalam jumlah kecil. 6. Gelas arloji Gelas arloji terbuat dari gelas yang digunakan sebagai tempat zat yang akan ditimbang. 7. Gelas ukur Gelas ukur digunakan untuk mengukur volume zat kimia dalam bentuk cair, tersedia dalam bermacam-macam ukuran. Gelas ukur tidak dapat digunakan untuk mengukur larutan dalam kondisi panas.

8. Labu ukur Labu ukur digunakan untuk mengukur volume larutan dalam bentuk cair dengan akurat. Biasanya digunakan pada proses pengeceran larutan dan tersedia dalam berbagai macam ukuran.

9. Spatula Terbuat dari logam/plastik sebagai alat bantu untuk mengambil bahan padat atau kristal.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

11

10. Buret Buret digunakan untuk melakukan titrasi. Terbuat dari gelas, mempunyai skala dan kran. Zat yang digunakan untuk menitrasi ditaruh di buret. 11. Pipet ukur Pipet ukur digunakan untuk mengambil larutan dengan volume tertentu, berskala dan umumnya terbuat dari gelas.

12.Corong pisah Corong pisah dapat digunakan untuk ekstraksi cair-cair. Larutan dengan berat jenis yang lebih besar akan berada pada lapisan yang lebih bawah. 13. Kertas saring Kertas saring digunakan untuk menyaring larutan dari partikel padat dan tersedia dalam beberapa ukuran partikel (dalam mikron). 14. Pengaduk gelas Pengaduk gelas terbuat dari gelas dan tersedia dalam berbagai ukuran panjang. Selain untuk mengaduk juga digunakan untuk mendekantasi cairan dari wadahnya. 15. Termometer Termometer digunakan untuk mengukur suhu suatu zat. Berbagai teknik dan bentuk yang digunakan dalam termometer bergantung pada beberapa faktor seperti tingkat ketelitian dan kisaran suhu yang diukur. 16. Pemanas (Hot Plate) Pemanas digunakan untuk memanaskan atau mengeringkan sampel. Biasanya bagian atasnya terbuat dari keramik.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

12

17. Alat destilasi Merupakan suatu peralatan pemisahan senyawa kimia yang didasarkan pada perbedaan titik didih. Distilasi merupakan suatu proses menguapkan suatu cairan, mengembunkan uapnya, kemudian mengumpulkannya pada tempat yang lain.

18. Timbangan Timbangan analitis dapat digunakan untuk menimbang sampel dengan tingkat ketelitian yang tinggi (mg). Sebelum menimbang sampel, timbangan perlu ditarakan. Bila ada bahan kimia yang tercecer di timbangan, maka alat timbangan harus dibersihkan. 20. Desikator Desikator merupakan wadah dari gelas dan dilengkapi dengan zat penyerap air seperti silika gel atau CaCl2 anhidrous. Desikator digunakan untuk melindungi sampel, reagen atau endapan dari kelembaban.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

13

B. Prosedur Umum Praktikum Kimia 1) Penanganan padatan Gunakan spatula bersih untuk mengambil padatan dari botol reagen. Jangan pernah gunakan spatula yang kotor. Selain itu, jangan pernah mengembalikan padatan yang tidak digunakan ke dalam botol reagen, apabila padatan tersisa maka dibuang. Gambar di bawah menunjukkan bagaimana cara mengambil dan menimbang padatan dengan benar menggunakan kertas.

(Teknik mengambil padatan) 2) Penanganan Larutan Saat memindahkan cairan dari botol reagen, mula-mula buka penutup botol dan pegang tutuip atau letakkan di atas kertas/tisu bersih. Jangan pernah menaruh tutup botol di tempat yang dapat mengotori/menyebabkan kontaminasi. Tuang larutan dengan perlahan dan hati-hati agar larutan tidak tumpah. Dapat juga digunakan batang pengaduk untuk membantu menuang larutan, yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

14

3) Teknik menutup gelas Selama pelaksanaan penelitian, kadang kala botol reagen harus ditutup untuk melindungi reaktan dari kontaminasi luar. Berikut ini ditunjukkan cara menutup dengan tepat.

(teknik menutup gelas) 4) Mengukur Volume Larutan Pada kebanyakan alat gelas terdapat skala untuk mengukur volume. Sebelum menggunakan suatu alat gelas untuk mengukur volume, harus dipastikan bahwa skala yang terdapat pada gelas sudah dikalibrasi dan perlu diketahui cara untuk membaca skala dengan tepat. Gelas beker dan Erlenmeyer dapat digunakan untuk mengukur volume secara kasar, gelas ukur dengan skala yang sesuai dapat digunakan untuk mengukur volume dengan keakuratan sedang. Pipet banyak digunakan untuk memindahkan larutan dengan volume tertentu dari satu wadah ke wadah yang lain. Metode pemindahan larutan dengan menggunakan pipet merupakan metode yang paling akurat.

Dalam mengukur larutan, letak larutan harus sejajar dengan mata. Berikut gambarnya.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

15

5) Pemanasan Dalam memanaskan suatu larutan maupun padatan, dapat digunakan hot plate atau pembakar Bunsen. Selalu berhati-hati pada saat memanaskan agar tidak terbakar dan jangan memanaskan material dengan suhu terlalu tinggi agar tidak terjadi ledakan. Gunakan pemanasa hot plate sesuai petunjuk manual. Dalam menggunakan pemanas Bunsen, panaskan material di bagian api yang berwarna biru. Atur perpindahan panas dengan menyesuaikan jarak anatar pembakar dengan objek. Jarak disesuaikan dari bagian yang terpanas dari api. 6) Penyaringan (filtrasi) Dalam praktek kimia kadang kala perlu dilakukan proses untuk memisahkan larutan dari padatan. Pada saat dilakukan proses dekantasi sederhana, larutan harus dituang perlahan-lahan agar padatan tertinggal. Saat melakukan penyaringan larutan, kita harus menggunakan kertas saring dang corong gelas. Teknik melipat kertas saring ditunjukkan pada gambar di bawah, hal ini bertujuan untuk mempercepat proses penyaringan.

(teknik melipat kertas saring) Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

16

C. Pengenalan Budaya Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3) di Laboratorium. Kegiatan praktikum kimia merupakan bagian tak terpisahkan dari mata kuliah Kimia yang diberikan pada semester 1 di jurusan Mesin, Sipil dan Elektro. Praktikum dilakukan guna menjaga kesinambungan aspek-aspek teoritis dan ketrampilan praktis dalam pemahan ilmu kimia, diharapkan dengan pelaksanaan praktikum kimia dapat menambah pengetahuan mahasiswa tentang ilmu kimia yang memiliki kesiambungan dengan bidang studi masing-masing. Selain itu, ketrampilan bekerja di laboratorium dapat diperoleh mahasiswa melalui kegiatan praktikum. Semakin sering dan serius mahasiswa bekerja di laboratorium maka mereka akan semakin terampil. Ketrampilan ini diharapkan dapat mendukung kelancaran penelitian tugas akhir atau bahkan penunjang kelancaran tugas apabila terjun di dunia kerja nanti. Berikut ini beberapa hal yang harus diperhatikan selama mahasiswa menjalani praktikum kimia : 1. Ledakan Kecil. Beberapa wadah tertutup, terutama yang terbuat dari gelas, dapat pecah saat dipanaskan. Selain itu, beberapa jenis bahan kimia dapat bereaksi dengan hebat secara tidak terduga. 2. Keracunan. Gas beracun dapat dihindari dengan langkah-langkah pencegahan sederhana dengan menggunakan kap pada saat terbentuk gas beracun. 3. Terbakar. Kadang alat gelas yang panas tidak nampak panas. Jika kita mendekatkan punggung tangan ke objek yang kemungkinan panas, kita dapat mengukur dari radiasi panas yang dihasilkan jika alat tersebut terlalu panas untuk dipegang. jika kulit terbakar, segera siram bagian yang terbakar dengan air dingin, dan bertahu asisten praktikum untuk mendapatkan pertolongan pertama. 4. Tumpahan. Asam dan basa pekat bersifat sangat larut dalam air. Jika kita ketumpahan asam atau basa, segera bilas bagian yang terkena Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

17

dengan air. Sebisa mungkin hindari tumpahan mengenai mata, karean dapat berakibat fatal. Waktu pencucian yang disarankan adalah 15 menit. 5. Bahan kimia yang mempunyai sifat mudah meledak, mudah terbakar, korosif, karsinogenik dan beracun. 6. Alat-alat gelas yang mudah pecah dan dapat mengenai tubuh kita. Hal-hal yang seharusnya kita lakukan pada saat bekerja di laboratorium antara lain adalah : 1. Tahap Persiapan a. Mengetahui secara pasti (tepat dan akurat) apa yang akan dikerjakan pada saat praktikum, dengan membaca petunjuk praktikum, mengetahui tujuan dan cara kerja serta bagaimana data percobaan akan diperoleh, mengetahui hal-hal atau tindakan yang harus dihindarkan, misalnya menjauhkan bahan yang mudah terbakar dengan sumber api, membuang sampah dan limbah praktikum pada tempat yang ditentukan, dsb. b. Mengetahui sifat-sifat bahan yang akan digunakan apakah bersifat mudah terbakar, bersifat racun, karsinogenik atau membahayakan dan sebagainya, sehingga dapat terhindar dari potensi bahan kimia yang digunakan. c. Mengetahui alat dan bagaimana merangkai alat serta cara kerja alat yang akan digunakan. d. Mempersiapkan peralatan pelindung tubuh seperti, jas laboratorium berwarna putih lengan panjang, sarung tangan, sepatu, masker, dsb sesuai kebutuhan praktikum. 2. Tahap Pelaksanaan a. Mengenakan peralatan pelindung tubuh dengan baik. b. Mengambil dan memeriksa peralatan dan bahan yang akan digunakan. c. Merangkai alat yang digunakan dengan tepat, dan mengambil bahan kimia secukupnya. Penggunaan bahan kimia JANGAN SAMPAI BERLEBIHAN karena dapat menyebabkan pencemaran Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

18

lingkungan. d. Membuang sisa percobaan pada tempatnya sesuai dengan sifat bahan yang digunakan. e. Bekerja dengan tertib, tenang, tekun, catat data-data yang diperlukan. 3. Tahap Pasca Pelaksanaan a. Kembalikan peralatan dan bahan yang digunakan sesuai posisi semula. b. Hindarkan bahaya yang mungkin terjadi dengan mematikan peralatan listrik, kran air, menutup tempat bahan kimia dengan rapat (dengan tutupnya semula). c. Bersihkan meja kerja. d. Keluar dari laboratorium dengan tertib. Pengetahuan sifat bahan menjadi suatu keharusan sebelum bekerja di laboratorium. Sifat-sifat bahan secara rinci dan lengkap dapat dibaca pada Material Safety Data Sheet (MSDS) di internet. Berikut secara sederhana disampaikan sifat bahan berdasarkan kode gambar yang ada pada kemasan bahan kimia. Simbol Berbahaya (Hazard Simbol) Pelabelan zat berbahaya menentukan tingkat bahaya bahan kimia (hazardous chemicals), antara lain : Toxic (beracun). Produk ini dapat menyebabkan kematian atau sakit yang serius bila bahan kimia tersebut masuk ke dalam tubuh melalui pernafasan, menghirup uap, bau atau debu, atau penyerapan melalui kulit Corrosive (korosif). Produk ini dapat merusak jaringan hidup, menyebabkan iritasi pada kulit, gatal-gatal bahkan dapat menyebabkan kulit mengelupas. Awas! Jangan sampai terpecik pada mata.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

19

Explosive (mudah meledak). Produk ini dapat meledak dengan adanya panas, percikan bunga api, guncangan atau gesekan. Beberapa senyawa membentuk garam yang eksplosif pada kontak (singgungan dengan logam/ metal) Oxidizing (pengoksidasi). Senyawa ini dapat menyebabkan kebakaran. Senyawa ini menghasilkan panas pada kontak dengan bahan organik dan agen pereduksi (reduktor) Flammable (mudah terbakar). Senyawa ini memiliki titik nyala rendah dan bahan yang bereaksi dengan air atau membasahi udara (berkabut) untuk menghasilkan gas yang mudah terbakar (seperti misalnya hidrogen) dari hidrida metal. Sumber nyala dapat dari api bunsen, permukaan metal panas, loncatan bunga api listrik, dan lain-lain. Harmful (berbahaya). Bahan kimia irritan menyebabkan luka bakar pada kulit, berlendir, mengganggu sistem pernapasan. Semua bahan kimia mempunyai sifat seperti ini (harmful) khususnyabila kontak dengan kulit, dihirup atau ditelan.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

20

PERCOBAAN K-1 : PEMISAHAN DAN PEMURNIAN REAKSI PENGENDAPAN (DEKANTASI DAN PENYARINGAN) A. Tujuan Percobaan 1. Mempelajari mekanisme terbentuknya garam pada reaksi asam – basa 2. Mempelajari teknik dasar pemisahan dan pemurnian suatu zat padat dari larutannya B. Dasar Teori Suatu zat dengan sifat yang berlawanan, seperti asam dan basa cenderung bereaksi satu sama lain. Reaksi asam basa merupakan pusat kimiawi sistem kehidupan, lingkungan dan proses-proses industri yang penting. Bila larutan asam direaksikan dengan larutan basa, maka +

-

sebagian dari ion H asam akan bereaksi dengan sebagian ion OH basa membentuk air. H3O+(aq) + OH-(aq) 2H2O(l) Karena air bersifat netral, maka reaksi asam dengan basa disebut reaksi penetralan. Persamaan diatas hanya memperhitungkan sebagian ion-ion yang ada dalam larutan. Sementara itu, ion negatif sisa asam dan ion positif sisa basa akan bergabung membentuk garam. Bila garam tersebut sukar larut dalam air, maka ion-ionnya akan bergabung membentuk endapan. Jadi reaksi asam-basa juga disebut dengan reaksi penggaraman karena : Asam + Basa  Garam + Air Persamaan berikut menunjukkan apa yang terjadi pada semua ion-ion selama terjadi reaksi penetralan atau reaksi penggaraman. +

-

+

-

HCl(aq) + NaOH(aq)  H (aq) + Cl (aq) + Na (aq) + OH (aq) Pembentukan air

:

Pembentukan garam

:

+

-

H (aq) + OH (aq)  H2O(l) + Na (aq) + Cl (aq)  NaCl(aq)

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

21

+

-

NaCl adalah garam yang mudah larut dalam air, jadi ion – ion Na dan Cl tetap dalam larutan. Apabila larutan tersebut diuapkan, maka akan didapat Kristal natrium klorida (NaCl). Berikut ini adalah rumus stoikiometri reaksi penggaraman (penetralan) : nA. MA. VA = nB. MB. VB

Dimana, A dan B menunjukkan asam basa; n adalah valensi; M adalah konsentrasi molar; dan V adalah volume. Dengan menggunakan stokiometri kimia, dapat ditentukan banyak garam yang terbentuk dari reaksi tersebut.

mol =

massa (gram) Mr (g/mol)

Molaritas (M) =

mol volume (L)

Suatu senyawa terbagi menjadi dua kelompok, murni dan campuran. Senyawa campuran terbagi lagi menjadi campuran homogen dan heterogen. Suatu campuran tidak terbatas pada cair-cair, melainkan juga cair-gas, cair-padat, padat-padat, gas-gas, dll. Berikut ini adalah beberapa metode memisahkan campuran menjadi komponennya dengan menggunakan perbedaan sifat kimia dan fisika masing-masing komponennya. a. Penyaringan (filtrasi) Adalah proses pemisahan zat padat dari campuran zat cairnya melalui media kertas berpori, dimana zat padat tidak bias melewati pori-pori kertas sedangkan zat cair bias lolos. Penyaringan merupakan metoda pemurnian cairan dan larutan yang paling mendasar. Penyaringan tidak hanya digunakan dalam skala kecil di laboratorium tetapi juga di skala besar pemurnian air.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

22

b. Dekantasi Adalah proses pemisahan zat padat dari zat cair yang saling tidak larut (pada temperatur tertentu) dengan cara menuangkan zat cairnya, sehingga akibatnya cairan tersebut akan terpisah dari zat padat yang tercampur. Dekantasi ini digunakan apabila kedua zat yang bercampur ini sudah terpisah sendiri, padat di bawah cair. c. Rekristalisasi Metoda ini sederhana, material padatan ini terlarut dalam pelarut yang cocok pada suhu tinggi (pada atau dekat titik didih pelarutnya) untuk mendapatkan larutan jenuh atau dekat jenuh. Ketika larutan panas perlahan didinginkan, Kristal akan mengendap karena kelarutan padatan biasanya menurun bila suhu diturunkan. Pengotor hampir tidak akan mengkristal karena konsentrasinya dalam larutan tidak terlalu tinggi untuk mencapai jenuh. d. Distilasi Adalah metode pemisahan berdasarkan perbedaan titik didih komponenkomponen yang ada di dalam campuran, biasanya campuran antara dua zat cair. Bisa juga dilakukan untuk zat cair yang mempunyai perbedaan tekanan uap cukup besar. Ada beberapa macam distilasi : distilasi sederhana, distilasi bertingkat, distilasi uap dan distilasi vakum.

e. Ekstraksi Adalah teknik yang sering digunakan bila senyawa organik (sebagian besar hidrofob) dilarutkan atau didispersikan dalam air. Pelarut yang tepat (cukup untuk melarutkan senyawa organik; seharusnya tidak hidrofob) ditambahkan pada fasa larutan dalam airnya, campuran kemudian diaduk dengan baik sehingga senyawa organik diekstraksi dengan baik. Lapisan organik dan air akan dapat dipisahkan dengan corong pisah, dan senyawa organik dapat diambil ulang dari lapisan organik dengan menyingkirkan pelarutnya.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

23

C. Alat dan Bahan Alat neraca analitik

corong

Bahan NaCl

cawan petri gelas beker botol pencuci tabung reaksi

oven labu ukur pemanas bunsen kompor listrik

AgNO3 akuades kertas saring CuSO4

HCl sampel garam kotor

D. Cara Kerja a) Reaksi pembentukan endapan i.

Reaksi pengendapan antara NaCl dan AgNO3 Timbang 2 gram padatan NaCl, larutkan dalam 100 mL akuades. Tempatkan dalam gelas beker, simpan (larutan garam). Ambil larutan AgNO3 sebanyak 5 mL dan tuang ke dalam tabung reaksi. Tambahkan 5 mL larutan NaCl secara bertetes-tetes. Amati hasil reaksi apa saja yang terbentuk. Tuliskan mekanisme reaksinya. Diamkan reaksi antara NaCl dan AgNO3 di atas selama 10 menit hingga endapan terbentuk sempurna. Sementara itu, siapkan kertas saring dan peralatan penyaringan. Timbang kertas saring, catat massanya. Kemudian saring hasil reaksi di atas, hingga endapan tersaring semua. Keringkan kertas saring + endapan di oven pada suhu 105 ℃ selama 10 menit. Timbang berat kertas saring + endapan. Hitung berat endapan yang dihasilkan dari reaksi.

ii.

Reaksi pengendapan antara HCl dan AgNO3

Ambil 5 mL larutan AgNO3, tambahkan larutan HCl secara bertetestetes. Amati reaksi yang terjadi. Apabila terbentuk endapan, saring endapan. Mula-mula timbang kertas saring kosong, kemudian keringkan kertas saring yang telah digunakan untuk pengendapan dalam oven suhu Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

24

105 ℃ selama 10 menit, timbang. Bandingkan hasil reaksi yang teramati pada reaksi (i) dan (ii). iii. Reaksi pengendapan Larutkan 5 gram tembaga(II)sulfat (CuSO4) ke dalam 25 mL air. Saring larutan ini dan uapkan di atas pemanas Bunsen sehingga volumenya menjadi ± 10 mL. singkirkan api dan biarkan dingin. Perhatikan apa yang akan muncul kemudian setelah larutan dingin. b) Pemurnian garam dapur  Pemurnian tanpa penyaringan (a) Timbang sampel garam kotor sebanyak 5 gram, masukkan ke dalam gelas beker. Tambahkan air sebanyak 50 mL, diamkan selama 10 menit. Dekantasi larutan secara perlahan-lahan (jangan sampai endapan ikut terlarut). Panaskan larutan sampai terbentuk kristal garam. Timbang kristal garam yang terbentuk. Pemurnian dengan penyaringan (b) Timbang sampel garam kotor sebanyak 5 gram, masukkan ke dalam gelas beker. Tambahkan air, kemudian aduk. Saring larutan dengan menggunakan kertas saring. Larutan hasil penyaringan kemudian dipanaskan sampai air habis menguap dan terbentuk kristal garam. Timbang kristal garam yang terbentuk. Bandingkan hasil pemurnian garam (a) dan (b) 

E. Pengolahan Data 1. Tuliskan mekanisme reaksi masing-masing reaksi diatas 2. Jelaskan mengapa bisa terbentuk endapan pada reaksi di atas 3. Bandingkan masing metode penyaringan yang digunakan pada percobaan di atas berdasarkan hasil yang diperoleh. Jelaskan mengapa hasil yang diperoleh berbeda.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

25

F. Pertanyaan/Tugas Rumah 1. Bandingkan keuntungan dan kerugian proses dekantasi dengan proses penyaringan? 2. Sebutkan contoh larutan yang digunakan untuk proses penyaringan ! 3. Sebutkan contoh larutan yang digunakan untuk proses dekantasi ! 4. Untuk air minum apakah kita dapat memperolehnya dengan proses dekantasi dan penyaringan? Jelaskan dan berikan contohcontohnya! G. Daftar Pustaka Arigayota, A. R., dkk., 2008, Petunjuk Praktikum Kimia, STTPLN, Jakarta Rosenberg, J. L., 1996, Kimia Dasar (diterjemahkan oleh E. Jasjfi), ed-6, Erlangga, Jakarta

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

26

PERCOBAAN K – 2 : PEMISAHAN DAN PEMURNIAN(DISTILASI)

A. Tujuan Percobaan 1. Mempelajari proses-proses dasar teknik cara pemisahan dan pemurnian satu atau beberapa zat dari campurannya dengan teknik distilasi. 2. Menentukan beberapa sifat dasar materi/zat melalui sifat fisik maupun kimia melalui beberapa reaksi kimia. B. Dasar Teori Titik Didih Tekanan uap cairan meningkat dengan kenaikan suhu dan gelembung akan terbentuk dalam cairannya. Tekanan dalam gelembung sama dengan jumlah tekanan atmosfer dan tekanan hidrostatik akibat tinggi cairan di atas gelembung. Proses terbentuknya gelembung di seluruh bagian larutan disebut dengan mendidih, dan temperatur saat mendidih ini disebut dengan titik didih. Titik didih pada tekanan atmosfer 1 atm disebut dengan titik didih normal.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

27

Titik didih akan berubah bergantung pada tekanan atmosfer. Bila tekanan atmosfer lebih tinggi dari 1 atm, titik didih akan lebih tinggi dari titik didih normal. sementara bila tekanan atmosfer lebih rendah dari 1 atm, titik didihnya akan lebih rendah dari titik didih normal. Titik didih dan perubahannya dengan tekanan bersifat khas untuk tiap senyawa. Jadi titik didih adalah salah satu sarana untuk mengidentifikasi zat. Titik didih ditentukan oleh massa molekul dan kepolaran molekul. Diantara molekul dengan jenis gugus fungsional polar yang sama, semakin besar massa molekulnya, semakin tinggi titik didihnya. Di pihak lain, bahkan untuk massa molekul rendah, molekul dengan kepolaran besar akan mengalami gaya intermolekul yang kuat yang mengakibatkan titik didihnya lebih tinggi. senyawa pentana (C5H12) heksana (C6H14) oktana (C8H18)

Td (°C) 36,11 68,74 125,7

senyawa butanol (C4H9OH) dietil eter (C2H5OC2H5) metil propil eterpropileter (CH3OC3H7) (Titik didih beberapa senyawa organik)

Td (°C) 108 34,5 39

Energi yang diperlukan untuk mengubah cairan menjadi gas pada STP (0℃, 1 atm) disebut dengan kalor penguapan. Bila gas mengembun menjadi cairan, sejumlah sama kalor akan dilepaskan. Kalor ini disebut dengan kalor kondensasi. Terdapat beberapa zat yang cenderung terdekomposisi secara perlahan dengan pemanasan. Beberapa zat seperti ini sukar diuapkan, walaupun zat-zat ini berwujud cair pada temperatur kamar, sebab akan terdekomposisi sebelum mencapai titik didih. Jadi, tidak semua zat memiliki titik didih normal. Proses penguapan cairan dan mengkondensasikan uapnya di wadah lain dengan pendinginan disebut dengan distilasi. Metoda ini paling Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

28

sering digunakan untuk memurnikan cairan. Campuran cairan dapat dipisahkan menjadi cairan komponennya menggunakan perbedaan titik didihnya. Teknik ini disebut sebagai distilasi fraksional. a. Distilasi sederhana untuk larutan tunggal Distilasi adalah suatu proses dimana suatu larutan diuapkan, diembunkan kemudian dikumpulkan. Distilasi digunakan untuk memurnikan atau memisahkan suatu senyawa dari campurannya. Tiap larutan memiliki perbedaan volatilitas, tergantung pada mudah tidaknya molekul dari larutan lepas dari permukaan larutan. Semakin tinggi volatilitas suatu senyawa, maka titik didihnya semakin rendah. Tekanan uap adalah tekanan suatu uapa pada kesetimbangan dengan fase bukan uap. b. Distilasi untuk campuran dua larutan Distilasi sederhana untuk campuran dua larutan tidak akan memberikan hasil yang sempurna. Jika kedua larutan dipanaskan, maka keduanya akan menguap dan bercampur. Larutan yang lebih volatile akan lebih cepat menguap daripada larutan dengan volatilitas rendah, dan akan menghasilkan destilat yang lebih banyak di gelas tampung. Apabila kedua larutan memiliki volatilitas yang jauh berbeda, akan menyebabkan larutan yang terlebih dahulu terdistilasi menjadi semakin murni. Bagian yang terdistilasi terakhir adalah larutan kedua yang sifatnya lebih murni dibandingkan larutan pertama. Sedangkan larutan yang terdistilasi di bagian pertengahan mengandung campuran dari kedua larutan. Campuran dari kedua larutan tersebut dapat dipisahkan dengan cara mengganti gelas tampung secara berkala dan melakukan sejumlah proses distilasi ulang.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

29

C. Alat dan Bahan Alat Gelas beker Labu distilasi Erlenmeyer Neraca Analitik Pisau

Thermometer Kondensor Pemanas

Bahan Sampel air kotor Batu didih Etileter/air 25% Akuades Stopwatch

Daun/batang : Kayu putih, cengkeh Kulit jeruk, Kayu manis, dll

D. Cara Kerja a. Pemurnian Air Ambil 25 mL sampel air kotor dengan menggunakan gelas beker. Masukkan ke dalam labu distilasi, tambahkan batu didih. Fungsi penambahan batu didih di sini adalah untuk mencegah bumping (letupan). Nyalakan kondensor dan pemanas. Naikkan suhu pemanas sampai laju destilasi (cairan) ke dalam gelas tampung sekitar 2-3 tetes per detik. Catat temperatur larutan per 5 tetes destilat dihasilkan. Lanjutkan distilasi sampai hanya tersisa sejumlah kecil residu di labu destilasi. b. Pemisahan campuran dua larutan Masukkan 25 mL campuran etileter/air 25% (v/v) ke dalam labu distilasi. tambahkan 1 atau 2 batu didih. Nyalakan kondensor dan pemanas. Naikkan suhu pemanas sampai diperoleh laju tetesan 2-3 tetes per detik. Catat suhu uap setiap terkumpul 5 tetes distilat. Lanjutkan sampai hanya tersisia 40 mL larutan dalam labu destilasi (jangan sampai larutan habis). c. Penyulingan minyak atsiri Timbang 10 gram daun-daunan atau kulit buah yang mengandung bahan kimia alami dan bermanfaat, seperti kayu-putih, cengkeh, lemon, dll, bahan-bahan tersebut kemudian dicuci bersih dan dirajang halus. Kemudian masukkan ke dalam labu destilasi 500 mL dan tambahkan 100 mL air. Periksa instalasi dan semua sambungan alat destilasi dengan seksama. Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

30

Pastikan tidak ada yang salah pasang dan kendur. Nyalakan keran air untuk pendingin kondensor (dengan bukaan kecil). Nyalakan pemanas untuk labu distilasi. Lakukan operasi distilasi selama 30 menit, mulai dari tetesan pertama. Simpan hasilnya pada labu Erlenmeyer dan pisahkan di tempat yang aman. Tabel. Tumbuhan dan buah yang mengandung bahan kimia alami No

Tumbuhan

Produk Minyak

1

Cengkeh (Syzygium aromaticum)

Minyak cengkeh (85% eugenol)

2

Kayu putih (±500 species: Eucalyptus critriodora, E. smithii, E. globulus, E. robusta) Kulit buah jeruk lemon (Citrus limon, C. medica)

minyak kayu putih (mayoritas: cineole, piperitone)

3

4

5

Kayu manis (Cinnamomum cassiavera, Cinnamomum iners, Cinnamomum zeylanicum) Nilam (Pogostemoncablin (Blanco), Pogostemon heyneanus, Pogostemon hortensis)

minyak lemon (lemon oil, mengandung: d-limonene dan citral) Minyak kayu manis (mayoritas mengandung: cinnamon dan saffrol) Minyak nilam (patchouli oil, mengandung senyawaan: patchouli alkohol, patchouli campur, eugneno, benzaldehyde, cinnamic aldehide, cadinene)

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

31

E. Pengolahan Data 1. Jelaskan masing-masing fungsi penggunaan dan penambahan alat dan bahan 2. Jelaskan terjadinya proses pemisahan antara etileter dengan air, pada suhu berapa terjadi pemisahan antara 2 senyawa tersebut. 3. Jabarkan dan jelaskan masing-masing hasil reaksi yang terbentuk. Jelaskan sifat senyawa destilat tersebut. F. Pertanyaan / Tugas Rumah 1. Sebutkan teknik-teknik cara pemisahan dan pemurnian 2. Apa perbedaan titik didih dengan tituk uap 3. Sebutkan contoh larutan yang dapat digunakan untuk destilasi 4. Gambarkan peralatan destilasi sederhana! Terangkan pula bagaimana cara kerja distilasi sederhana tersebut sehingga dapat diperoleh senyawa yang murni! Tunjukkan arah aliran air pendingin pada kondensor dan apa sebabnya arahnya harus demikian. G. Daftar Pustaka Anonim, Menyuling dan menepungkan minyak atsiri jeruk purut, ebook pangan.com Arigayota, A. R., dkk., 2008, Petunjuk Praktikum Kimia, STTPLN, Jakarta Wheet, R., 2011, Organik Chemistry Laboratory Procedures, Departement of Chemical Technology, Texas State Technical College http://feriandi.student.umm.ac.id/2010/07/28/minyak-kayu-putih/

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

32

PERCOBAAN K-3 : ELEKTROKIMIA I – ANALISIS DAYA HANTAR LISTRIK A. Tujuan Percobaan 1. Mengukur pengaruh konsentrasi terhadap daya hantar listrik berbagai senyawa. 2. Mempelajari pengaruh konsentrasi terhadap daya hantar listrik larutan elektrolit. B. Dasar Teori Elektrokimia adalah bidang ilmu kimia yang mempelajari hubungan peristiwa kimiawi dengan arus listrik. Peristiwa ini biasa terjadi atas hubungan timbal balik, yaitu proses reaksi kimia menimbulkan energi atau arus listrik. Peristiwa lain yaitu dengan memberikan arus listrik ke dalam suatu senyawa kimia akan dapat menimbulkan reaksi kimia. Peristiwa lain yang berhubungan dengan masalah ini adalah : 1. Kemampuan suatu senyawa untuk menghantarkan arus listrik 2. Peristiwa reaksi kimia redoks dan perubahan potensial listrik 3. Hubungan reaksi redoks dengan sel elektrokimia Daya hantar listrik larutan elektrolit bergantung pada jenis dan konsentrasinya. Beberapa larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik dengan baik meskipun konsentrasinya kecil, larutan ini dinamakan elektrolit kuat. Sedangkan larutan elektrolit yang mempunyai daya hantar lemah meskipun konsentrasinya tinggi dinamakan elektrolit lemah. Dalam kehidupan sehari-hari kita banyak menemukan contoh larutan elektrolit dan larutan non elektrolit. Seperti misalnya : Larutan elektrolit : larutan garam dapur, larutan cuka makan, larutan asam sulfat, air laut, dll. Larutan non elektrolit : larutan gula, larutan urea, larutan alkohol, larutan glukosa.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

33

Larutan elektrolit dan non elektrolit Berdasarkan sifat daya hantar listriknya, larutan dibagi menjadi dua yaitu larutan elektrolit dan larutan non elektrolit. Sifat elektrolit dan non elektrolit didasarkan pada keberadaan ion dalam larutan yang menghantarkan arus listrik. Jika dalam larutan terdapat ion, larutan tersebut bersifat elektrolit. Jika dalam larutan tersebut tidak terdapat ion, larutan tersebut bersifat non elektrolit. Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik, sedangkan larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik. Larutan elektrolit lemah dan larutan elektrolit kuat Larutan elektrolit kuat adalah larutan yangdapat menghantarkan arus listrik dengan baik. Hal ini disebabkan karena zat terlarut akan terurai sempurna (derajat ionisasi = 1) menjadi ion-ion, sehingga dalam larutan tersebut banyak mengandung ion-ion. Sebagai contoh larutan NaCl, jika padatan NaCl dilarutkan dalam air maka NaCl akan terurai sempurna menjadi ion Na+ dan Cl-. Perhatikan reaksi berikut : NaCl  Na+ + ClLarutan elektrolit lemah adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan lemah. Hal ini disebabkan karena zat terlarut akan terurai sebagian (derajat ionisasi << 1) menjadi ion-ion sehingga dalam larutan tersebut sedikit mengandung ion. Air murni merupakan penghantar listrik yang buruk. Akan tetapi jika dalam air tersebut ditambahkan zat terlarut maka sifat daya hantarnya akan berubah sesuai dengan jenis zat yang dilarutkan. Contoh, jika dalam air ditambahkan garam dapur, maka larutan ini akan dapat menghantarkan listrik dengan baik. Tetapi jika dalam air ditambahkan gula pasir, maka daya hantar listriknya tidak berbeda dengan air murni.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

34

Derajat Disosiasi Disosiasi adalah penguraian suatu senyawa menjadi beberapa zat lain yang lebih sederhana. Derajat disosisasi adalah perbandingan antara jumlah mol yang terurai dengan jumlah mol mula-mula. Dalam larutan elektrolit kuat, zat-zat elektrolit terurai seluruhnya menjadi ion-ionnya (terionisasi sempurna) dan dalam larutan elektrolit lemah, zat-zat elektrolit hanya sebagian saja yang terurai menjadi ion-ionnya (terionisasi sebagian). Sedangkan zat-zat non elektrolit dalam larutan tidak terurai menjadi ion-ion. Berikut ini, beberapa contoh reaksi ionisasi untuk elektrolit kuat : HCl + H2O → H3O +(aq) + Cl-(aq) NaOH + H2O → Na+(aq) + OH- (aq) Jumlah zat elektrolit yang terionisasi dibandingkan dengan jumlah zat semula dapat dinyatakan derajat disosiasi (α) dan ditulis dengan rumus berikut ini :

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

35

Berdasarkan rumus diatas, maka nilai α untuk :  Elektrolit kuat, α = 1  Elektrolit lemah, 0 < α < 1  Non elektrolit, α = 0 Suatu asam atau basa yang merupakan suatu elektrolit kuat disebut asam atau basa kuat. Dengan demikian jika asam merupakan elektrolit lemah, maka ia merupakan asam lemah, karena hanya mengandung sedikit ion H-, demikian juga dengan basa lemah akan terdapat sedikit ion OH-. Banyak senyawa dalam suhu kamar terurai secara spontan dan menjadi bagian-bagian yang lebih sederhana, peristiwa ini dikenal dengan istilah disosiasi. Reaksi disosiasi merupakan reaksi kesetimbangan, beberapa contoh reaksi disosiasi sebagai berikut : N2O4 (g) ⇄ 2 NO2 (g) NH4Cl (g) ⇄ NH3 (g) + HCl(g) Harga derajat disosiasi terletak antara 0 dan 1, jika a = 0 berarti tidak terjadi penguraian; a = 1 berarti terjadi penguraian sempurna; 0 < a < 1 berarti disosiasi pada reaksi setimbang (disosiasi sebagian). Daya Hantar Listrik Daya hantar listrik (G) suatu larutan bergantung pada jenis dan konsentrasi ion di dalam larutan. Daya hantar listrik berhubungan dengan pergerakan suatu ion di dalam larutan. Ion yang mudah bergerak mempunyai daya hantar listrik yang besar. Daya hantar listrik (G) merupakan kebalikan dari tahanan ( R ), sehinggga daya hantar listrik mempunyai satuan ohm-1. Bila arus listrik dialirkan ke dalam suatu larutan melalui dua elektroda, maka daya hantar listrik (G) berbanding lurus dengan luas permukaan elektroda (A) dan berbanding terbalik dengan jarak kedua elektroda (l). diketahui Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

36

persamaan :

……………(1) Dimana k adalah daya hantar jenis dalam satuan ohm-1. cm-1. Daya Hantar Ekivalen Kemampuan suatu zat terlarut untuk menghantarkan arus listrik disebut daya hantar ekivalen yang didenifisikan sebagai daya hantar satu gram ekivalen zat terlarut diantara dua elektroda dengan jarak kedua elektroda 1 cm. yang dimaksud dengan berat ekivalen adalah berat molekul dibagi jumlah muatan positif atau negatif. Contoh berat ekivalen BaCl2 adalah Mr BaCl2 dibagi dua. Volume larutan (cm3) yang mengandung satu gram ekivalen zarut diberikan oleh :

Dimana, C adalah konsentrasi (ekivalen/cm-3), bilangan 1000 menunjukkan 1 L = 1000 cm3. Volume dapat juga dinyatakan sebagai hasil kali luas (A) dan jarak kedua elektroda (l).

Dengan l sama dengan 1 cm, ……..(2) Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

37

Subtitusikan persamaan (2) ke dalam persamaan (1), diperoleh :

Sedangkan Daya Hantar Listrik (DHL) mempunyai lambang L. disini R berbanding terbalik dengan L, menurut rumus :

C. Alat dan Bahan Alat

Bahan

Gelas beker Kabel Listrik Multimeter Sumber tegangan AC Lampu

Minyak tanah Akuades Kristal garam Asam asetat Ammonium hidroksida

HCl NaOH NaBr NaI NH4Cl

D. Cara Kerja (i) Menentukan daya hantar listrik berbagai senyawa Siapkan 4 buah gelas beker, yang masing-masing diisi dengan 50 mL minyak tanah, akuades, kristal garam dan larutan NaCl jenuh. Ukurlah daya hantar setiap larutan tersebut dengan menyusun rangkaian listrik seperti pada skema alat. Dari hasil yang diperoleh, tentukan sifat zat terhadap arus listrik (konduktor lemah, konduktor Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

38

kuat atau isolator). Catatlah jika lampu menyala atau timbul gelembung pada elektroda. Bersihkan elektroda dengan air dan dikeringkan dengan tisu. Ulangi cara kerja di atas dengan larutan lain yang tersedia (larutan nonelektrolit diuji terlebih dahulu kemudian disusul dengan larutan elektolit), hal tersebut bertujuan agar larutan non elektrolit tidak terkontaminasi dengan larutan elektrolit.

(ii) Mempelajari pengaruh konsentrasi terhadap daya hantar listrik larutan elektrolit Buatlah masing-masing konsentrasi 50 mL, larutan pada table dengan konsentrasi 0,05 ; 0,1 ; 0,5 dan 1,0 M. Tabel Larutan Penghantar Listrik kelompok I CH3COOH NH4OH

HCl NaOH

kelompok II NaCl NaBr

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

NaI NH4Cl 39

Kemudian untuk setiap larutan diukur daya hantar listriknya. Pengukuran selalu dimulai dari larutan terencer. Catat data yang diperoleh. Gambarkan grafik Daya Hantar Listrik (DHL) larutan kelompok I terhadap konsentrasinya. Tentukan senyawa mana yang merupakan elektrolit kuat dan lemah. Terangkan perbedaan pengaruh pengenceran pada elektrolit kuat dan elektrolit lemah. Gambarkan grafik DHL larutan kelompok II terhadap konsentrasinya. Bandingkan DHL kation dan anion segolongan (antara Cl-, Br- dan I-) dan (antara Na+ dan NH4+). Bagaimanakah pengaruh ukuran ion terhadap DHL? Dalam pengukuran konduktivitas dianjurkan untuk mengukur dari konsentrasi kecil ke konsentrasi besar. Hal ini untuk mencegah banyaknya ion ion yang menempel pada logam konduktivitimeter. Sehingga terkontaminasinya ion-ion pada larutan lain juga semakin kecil. E. Pengolahan Data 1. Buatlah kuva [konsentrasi larutan] Vs L untuk masing-masing larutan di atas 2. Jrlaskan daya hantar listrik masing-masing larutan di atas! 3. Jelaskan faktor yang mempengaruhi daya hantar listrik dalam kaitannya dengan konsentrasi larutan, derajat disosiasi dan jari-jari anion-kation (energi ikat anion kation) 4. F. Pertanyaan / Tugas Rumah 1. Jelaskan pengertian senyawa elektrolit dan non elektrolit. Berikan contohnya masing-masing 2. Sebutkan senyawa apa saja yang merupakan sumber ion dari larutan elektrolit? Jelaskan. 3. Bagaimana cara muatan melewati larutan? 4. Diantara larutan yang digunakan pada percobaan ini, mengapa ada zat yang mempunyai daya hantar dan ada yang tidak. Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

40

5. Pada percobaan baru-baru ini diketahui buah-buahan memiliki kemampuan menghantarkan arus. Jelaskan hal tersebut. G. Daftar Pustaka Brady, J. E., 1999, Kimia Universitas Asas dan Struktur, Binarupa Aksara, Jakarta Hendayana, S., 1994, Kimia Analitik Instrumentasi, IKIP Semarang Press, Semarang

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

41

PERCOBAAN K-4 : ELEKTROKIMIA II – PENENTUAN KEMURNIAN LOGAM Cu DALAM KAWAT TEMBAGA KOMERSIL DENGAN REAKSI ELEKTROLISIS A. Tujuan Percobaan 1. Dapat mempelajari proses-proses dasar sel elektrolisis. 2. Dapat memperoleh gambaran mengenai hubungan antara listrik dengan perubahan kimia suatu bahan/materi 3. Dapat menguji kemurnian Cu dalam kawat tembaga. B. Dasar Teori Elektrokimia adalah bidang ilmu kimia yang mempelajari hubungan peristiwa kimiawi dengan arus listrik. Peristiwa ini bisa terjadi atas hubungan timbal balik, yaitu proses reaksi kimia menimbulkan energi atau arus listrik. Peristiwa lain yaitu dengan memberikan arus listrik ke dalam suatu senyawa kimia akan menimbulkan reaksi kimia. Sebagai bagian dari elektrokimia, Elektrolisis adalah peristiwa penguraian elektrolit oleh arus listrik searah dengan menggunakan dua macam elektroda. Elektroda tersebut adalah katoda (elektroda negatif) dan anoda ( elektroda positif). Beda potensial antara dua elektroda yang dicelupkan di dalam larutan dapat dengan mudah ditentukan. Hasilnya adalah jumlah potensial dua elektroda dimana data yang diperlukan untuk mengkarakterisasi reaksi di antara dua elektroda dapat dilakukan. Sel elektrokimia sederhana di sebut sel galvani. Perhatikan sel galvani berikut : 2+ + Cu | Cu (1 M) || Pt (1M) | Pt

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

42

Proses ini disebut elektrolisis. Dalam suatu sel elektrolisis sebaliknya, suatu sumber luar (dari) energi listrik digunakan untuk memaksa reaksi kimia agar berlangsung dengan arah berlawanan arah. Dalam sel ini, katoda didefinisikan sebagai elektroda dimana terjadi reduksi, dan anoda adalah elektroda dimana terjadi oksidasi. Pada anoda terjadi reaksi oksidasi, yaitu anion (ion negatif) ditarik oleh anoda dan jumlah elektronnya berkurang sehingga bilangan oksidasinya bertambah. a. Ion OH- dioksidasi menjadi H2O dan O2. Reaksinya:

b. Ion sisa asam yang mengandung oksigen (misalnya NO3, SO42-) tidak dioksidasi, yang dioksidasi air. Reaksinya:

c. Ion sisa asam yang lain dioksidasi menjadi molekul, contoh:

Pada katoda terjadi reaksi reduksi, yaitu kation (ion positif) ditarik oleh katoda dan menerima tambahan elektron, sehingga bilangan oksidasinya berkurang. a. Ion H+ direduksi menjadi H2. Reaksinya:

b. Ion logam alkali (IA) dan alkali tanah (IIA) tidak direduksi, yang direduksi air.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

43

c. Ion logam lain (misalnya Al3+, Ni2+, Ag+ dan lainnya) direduksi. Contoh:

Contoh elektrolisis : a. Elektrolisis larutan HCl dengan elektroda Pt, reaksinya :

b. Elektrolisis larutan NaOH elektroda Pt, reaksinya :

Elektrolisis merupakan proses yang penting dalam industri, sebab elektrolisis memiliki banyak kegunaan, antara lain : - Pembentukan unsur-unsur logam yang tidak terdapat bebas di alam - Penyepuhan atau electroplating (melapisi logam dengan logam mulia, misal Ni, Cr, atau Au). - Pemurnian logam (misal Ag, Cu, Au). Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

44

-

Pembuatan senyawa ( misal NaOH) Pembuatan gas (misal O2, H2, Cl2).

Hukum Faraday Akibat aliran arus listrik searah ke dalam larutan elektrolit, akan terjadi perubahan kimia dalam larutan tersebut. Menurut Michael Faraday (1834) lewatnya arus 1 F mengakibatkan oksidasi 1 massa ekivalen suatu zat pada suatu elektroda (anoda) dan reduksi 1 massa ekivalen suatu zat pada elektroda yang lain (katoda). Hukum Faraday I : - Massa zat yang timbul pada elektroda karena elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah listrik yang mengalir melalui larutan

Dimana, W = massa zat yang diendapkan (g) Q = jumlah arus listrik = muatan listrik (C) E = tetapan = grek I = kuat arus listrik (A) t = waktu (s) grek = gram ekivalen zat Ar = massa atom relatif n = valensi ion F = bilangan Faraday = 96.500 C Gram ekivalen = massa zat sebanding dengan 1 mol elektron = 6,02 x 1023 elektron. Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

45

1 grek ~ 1 mol elektron Jika arus listrik 1 F dialirkan ke dalam larutan AgNO3 maka akan didapatkan 1 gram ekivalen Ag. Ag+(aq) + e  Ag(s) 1 mol e ~ 1 mol Ag ~ 1 gram ekivalen Ag Untuk mendapatkan 1 gram ekivalen Ag diperlukan 1 mol elektron. 1 gram ekivalen Ag = I mol elektron = 1 mol Ag = 108 gram Ag Jika listrik 1 F dialirkan ke dalam larutan CuSO4 maka akan diendapkan 1 grek Cu. Cu2+(aq) + 2 e  Cu(s) 2 mol elektron ~ 1 mol Cu 1 mol elektron ~ ½ mol Cu 1 grek Cu = 1 mol elktron = ½ mol Cu = (1/2 x 64) gram Cu = 32 gram Cu Q = banyaknya arus listrik yang dialirkan (Coulomb) = I . t (Ampere. detik)

Muatan 1 elektron Muatan 1 mol elektron

= 1,6 x 10-19C = (6,02 x 1023) x (1,6 x 10-19) C ~ 96.500 C =1F

C. Alat dan Bahan Alat Sumber tegangan DC Magnetic Stirrer Pinset Oven Neraca Analitik

Bahan Multimeter Elektroda platina (anoda & katoda) Gelas beker Erlenmeyer

Sampel kawat Cu HNO3 Akuades Alkohol

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

46

D. Cara Kerja (i) Membersihkan elektroda Platina Proses membersihkan elektroda platina dilakukan pada awal dan akhir reaksi. Mula-mula, bersihkan elektroda platina dengan membenamkan dalam asam nitrat 1 : 3 selama 5 menit. Kemudian bilas dengan air suling sampai bersih. Kemudian keringkan elektroda dalam oven pada suhu 105 o C, kemudian dinginkan dan timbang dengan neraca analitis. Hindari menyetuh platina yang sudah bersih dengan tangan. (ii) Pembuatan larutan sampel kawat tembaga Potong potong kawat tembaga, kemudian ditimbang, diperoleh berat sampel kawat tembaga (Mo). Catat massa kawat tembaga awal. Larutkan logam tersebut ke dalam larutan asam nitrat (gunakan larutan asam nitrat seminimal mungkin). Kemudian tambahkan akuades hingga volume 50 mL. diperoleh larutan sampel. (iii) Menentukan kadar Cu murni dalam kawat tembaga Masukkan elektroda platina ke dalam larutan sampel yang akan dianalisis seperti pada gambar di bawah.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

47

Jalankan pengaduk dan tutup rangkaian untuk memulai elektrolisis. Kemudian aliri dengan arus listrik sekitar 2 – 4 A dan voltase dibawah 4 V. larutan dielektrosis pada range voltase tersebut sampai warna biru ion tembaga hilang (bening) (biasanya sekitar 30-45 menit). Untuk menghentikan elektrolisis, matikan pengaduk, namun jangan mengganggu arus (jangan dimatikan). Ambil elektroda platina kemudian cuci dengan air suling (akuades) kemudian masukkan ke dalam alkohol dan keringkan ke dalam oven pada suhu 105 oC selama 5 menit kemudian dinginkan dan timbang. Hitung persentase berat tembaga yang dihasilkan selama proses elektrolisis ini.

Dimana,

Ao At Mo

= massa katoda sebelum elektrolisa (g) = massa katoda setelah elektrolisa (g) = massa sampel kawat tembaga (g)

E. Pengolahan Data 1. Tuliskan mekanisme reaksi yang terjadi 2. Tentukan persentase Cu murni yang ada dalam kawat tembaga 3. Jabarkan proses elektrolisis yang terjadi sehingga terbentuk endapan Cu 4. Jelaskan fungsi penambahan bahan dan penggunaan alat dalam percobaan. 5. Apa yang terjadi bila saat reaksi tiba-tiba arus listrik dimatikan? F. Pertanyaan/Tugas Rumah 1. Gambarkan sel volta 2. Apa yang dimaksud dengan anoda dan katoda 3. Jabarkan aplikasi pemanfaatan elektrokimia dalam kehidupan. Jabarkan salah satunya.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

48

G. Daftar Pustaka A.A. Andian., 2008, Bahan Ajar Kimia Dasar, Fakultas Teknik UNY, Yogyakarta Rosenberg, J. L., 1996, Kimia Dasar (diterjemahkan oleh E. Jasjfi), ed-6, Erlangga, Jakarta

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

49

PERCOBAAN K-5 : PENENTUAN MASSA JENIS PADATAN DAN CAIRAN A. Tujuan Percobaan 1. Menghitung dan mencari massa jenis suatu benda 2. Menentukan beberapa sifat dasar materi/zat dilihat dari massa jenisnya B. Dasar Teori Satuan dasar SI untuk massa adalah Kilogram (kg), setara dengan obyek buatan. Kilogram baku internasional adalah sepotong aliase platinum-iridium yang disimpan di Sevres, Perancis. Seperseribu bagian dari 1 kg adalah gram, g. dalam laboratorium, satuan yang paling lazim digunakan adalah gram dan milligram. Rapatan suatu zat didefinisikan sebagai massa persatuan volume. Satuan yang lazim digunakan dalam laboratorium kimia adalah gram per sentimeter kubik (g/cm3). Rapatan zat padat berbeda dengan faktor lebih dari 100. Diantara gas selisih itu juga sangat besar, tetapi sebagai suatu kelompok, gas-gas pada kondisi biasa dapat dianggap mempunyai rapatan sekitar seperseribu rapatan cairan dan gas. Rapatan gas sering dinyatakan dalam gram per-liter. Gas hidrogen paling kecil rapatannya, dan zat padat osmium dan iridium paling tinggi rapatannya. Erat berkaitan dengan rapatan ialah bobot jenis (specific grafity). Bobot jenis suatu zat ialah angka banding massanya dan massa air pada volume yang sama pada temperatur tertentu. Untuk menentukan bobot jenis suatu cairan, dapat digunakan suatu wadah dengan volume cermat, yang disebut labu volumetric (volumetric flask)/ labu ukur. Misal, apabila suatu labu ukur 5 mL mengandung 4,99 g air pada 25 ℃. Bila diisi dengan bensin, diketahui berat bensin pada volume tersebut adalah 3,58 g. maka bobot jenis bensin adalah : bobot jenis

=

massa contoh bensin massa air bervolume sama

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

=

3,58 g 4,99 g

= 0,717

50

Perhatikan bahwa bobot jenis tak bersatuan. Besaran ini merupakan angka banding tak berdimensi. Jika dibandingkan dengan air pada temperatur 0 – 30 ℃, bobot jenis secara numeris sama dengan rapatan sampai 2 atau 3 angka yang bermakna, karena rapatan air dengan tiga angka bermakna adalah 1,00 g/cm3 dalam jangka temperatur ini. Rapatan bensin dapat dihitung dengan menggunakan volume labu ukur yang telah diketahui: massa 3,58 g rapatan = = = 0,716 g/cm3 volume 5 cm3

C. Alat dan Bahan Alat Gelas ukur 50 mL Gelas ukur 1 L Neraca Analitis

Bahan Thermometer Hydrometer Gelas Beker

Sampel padatan (a, b, c) Akuades Minyak tanah Minyak trafo Minyak goreng

D. Cara Kerja (i) Penentuan berat jenis larutan secara gravimetric dan volumetri Timbang gelas ukur 50 mL kosong, catat massa gelas ukur kosong (Mo). kemudian masukkan air ke dalam gelas ukur dengan variasi volume 15 mL, 25 mL dan 50 mL. Catat volumenya sampai ketelitian 0,1 mL (V). timbang kembali gelas ukur yang telah berisi air (Mt). Hitung massa jenis air. Bandingkan ketiga hasil massa jenis air yang diperoleh. Ulangi langkah percobaan diatas dengan menggunakan minyak trafo, minyak tanah, dan minyak goreng untuk menentukan masingmasing massa jenis larutan tersebut. Penentuan massa jenis larutan menggunakan rumus : Mt - Mo berat jenis padatan (g/mL) = V

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

51

(ii)

Penentuan berat jenis larutan menggunakan hydrometer Ambil larutan sampel yang sama dengan percobaan (i), kemudian masukkan dalam gelas ukur 1 L. masukkan hydrometer (sesuaikan dengan interval berat jenis sampel. Ukur suhu larutan. Diperoleh berat jenis larutan. Bandingkan hasil yang diperoleh pada percobaan (i) dan percobaan (ii). Jelaskan. (iii)

Penentuan berat jenis padatan tak larut dalam air Ambil akuades sebanyak 20-30 mL dengan menggunakan gelas ukur, catat volume air (Va). kemudian timbang massa air tersebut (Ma) sampai ketelitian 0,01 g. Ambil sampel padatan (sampel a, b dan c), kemudian masukkan padatan ke dalam gelas ukur yang telah berisi air (jangan sampai tumpah). Catat volume akhir setelah ditambah batu (Vb). timbang gelas ukur berisi padatan diatas, catat massa akhir (Mb). Penentuan berat jenis padatan dapat diperoleh dengan rumus : Mb - Ma berat jenis padatan = Vb - Va Ulangi percobaan diatas dengan mengganti air dengan minyak tanah dan minyak kelapa. Bandingkan hasil berat jenis padatan yang diperoleh dengan ketiga media tersebut. E. Pengolahan Data 1. Bandingkan massa jenis yang diperoleh larutan dengan menggunakan variasi massa dan volume masing-masing larutan. jelaskan 2. Tentukan massa jenis masing-masing sampel padatan a, b dan c yang diperoleh dengan menggunakan tiga jenis media larutan yang berbeda. Bandingkan hasilnya. Jelaskan. 3. Bagaimana mengukur massa jenis padatan menggunakan hydrometer. Jelaskan.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

52

F.

Pertanyaan/ Tugas Rumah 1. Apakah perbedaan antara rapatan dengan bobot jenis? 2. Jika tangki bensin sebuah mobil muat 20 Liter, berapakah massa bensin (kg) bila tangki itu diiisi penuh dan diketahui berat jenis bensin adalah 0,68 g/mL. 3. Apakah berat jenis berpengaruh pada viskositas cairan?

G. Daftar Pustaka Pudjaatmaka, A. H., Ilmu Kimia Untuk Universitas : jilid I, ed-6 Day, R. A., dan Underwood, A. L., Analisis Kimia Kuantitatif, ed-5

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

53

PERCOBAAN K-6 : PEMBUATAN DAN PENENTUAN KONSENTRASI LARUTAN

A. Tujuan Percobaan 1. Dapat membuat larutan dengan konsentrasi tertentu (Molaritas dan Molalitas). 2. Dapat mengencerkan dan menentukan konsentrasi larutan yang telah dibuat. B. Dasar Teori Kata larutan (solution) sering dijumpai. Larutan merupakan suatu campuran homogen antara dua atau lebih zat yang berbeda jenis. Ada dua komponen utama pembentuk larutan, yaitu zat terlarut (solute) dan zat pelarut (solvent). Untuk menyatakan komposisi larutan secara kuantitatif digunakanlah konsentrasi. Konsentrasi adalah perbandingan jumlah zat terlarut dengan pelarut. Perbandingan ini dapat diungkapkan dengan dua cara, yaitu perbandingan jumlah zat terlarut dengan jumlah zat pelarut dan perbandingan jumlah zat terlarut dengan jumlah larutan. Larutan memiliki fasa, fasa larutan dapat berupa fasa gas, cair atau padat tergantung pada sifat kedua komponen pembentuk larutan. Apabila fasa larutan dan fasa zat-zat pembentuknya sama, zat yang berada dalam jumlah terbanyak umumnya disebut sebagai pelarut sedangkan zat yang lainnya sebagai zat terlarutnya. Pada umumnya zat yang sering digunakan sebagai pelarut (solvent) adalah air, selain air yang berfungsi sebagai pelarut ada juga pelarut yang menggunakan alkohol, ammonia, kloroform, benzene, minyak, asam asetat, dll. Namun jika suatu larutan menggunakan pelarut air, maka biasanya tidak disebutkan jenis pelarutnya. Konsentrasi suatu larutan menunjukkan berapa banyak jumlah suatu zat terlarut dalam larutan tersebut. Larutan yang menggunakan air sebagai pelarut dinamakan larutan dalam air atau aqueous (aq). Larutan Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

54

yang mengandung zat terlarut dalam jumlah banyak dinamakan larutan pekat. Jika jumlah zat terlarut sedikit, larutan dinamakan larutan encer. Konsentrasi merupakan cara untuk menyatakan hubungan kuantitatif antara zat terlarut dan zat pelarut. Untuk menyatakan konsentrasi larutan ada beberapa cara, antara lain : 1. Fraksi Mol Fraksi mol adalah perbandingan antara jumlah mol suatu komponen dengan jumlah mol seluruh komponen yang terdapat dalam larutan. Fraksi mol dinyatakan dengan X. 2. Persen Berat Persen berat menyatakan gram berat suatu zat terlarut dalam 100 gram larutan. 3. Molalitas (m) Molalitas menyatakan mol zat terlarut dalam 100 gram pelarut. 4. Molaritas (M) Molaritas menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam 1 liter larutan 5. Normalitas Normalitas menyatakan jumlah mol ekivalen zat terlarut dalam 1 liter larutan. Untuk asam, 1 mol ekivalennya sebanding dengan 1 mol ion H+. Untuk basa, 1 mol ekivalennya sebanding dengan 1 mol ion OH-. Antara Normalitas dan Molaritas terdapat hubungan : N = M x valensi Larutan gas dibuat dengan cara mencampurkan satu gas ke dalam gas lainnya. Karena semua gas telah bercampur dalam semua perbandingan, maka setiap campuran gas adalah homogen dan ini disebut sebagai larutan. Larutan cair dibuat dengan melarutkan gas, cairan atau padatan dalam suatu cairan. Jika yang berfungsi sebagai cairan adalah air, maka larutan tersebut disebut larutan berair. Larutan padatan adalah padatan-padatan dalam satu komponen terdistribusi tak beraturan pada atom atau molekul dari komponen lainnya. Larutan padatan sangat penting dalam kehidupan sehari-hari dan dikenal sebagai Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

55

alloy. Alloy dapat didefinisikan sebagai campuran dua unsur atau lebih yang mempunyai sifat-sifat logam. Baja merupakan alloy dari besi dan karbon. Banyak reaksi, baik di laboratorium maupun di alam lingkungan kita, satu atau lebih pereaksi berada dalam larutan-pereaksi tersebut larut dalam bermacam-macam cairan, misalnya air. Dalam badan kita misalnya, makanan larut dalam darah dan dibawa ke dalam sel, dimana terjadi reaksi yang kompleks dan disebut metabolisme. Suatu reaksi kimia dalam larutan perlu dilihat dengan terbentuknya suatu endapan. Dalam hasil reaksi terbentuk gas, seperti misalnya reaksi antara asam klorida dan natrium karbonat. Kadangkadang yang terjadi hanya perubahan warna dan malahan ada yang kelihatannya tidak terjadi perubahan sama sekali, karena semua pereaksi dan hasil reaksi larut dalam air dan tidak berwarna. Hal yang sering terjadi adalah bahwa satu dari dua pereaksi sudah cukup dalam bentuk larutan agar reaksi dapat terjadi. Jika larutan asam sulfat (H2SO4) ditambahkan ke dalam seng, H2SO4 akan bereaksi dengan Zn dan membentuk senyawa seng sulfat (ZnSO4) yang larut dalam air dan gelembung-gelembung gas hidrogen. Zn(aq) + H2SO4  ZnSO4(aq) + H2(g) Merupakan hal yang sangat umum dalam membicarakan larutan menggunakan kata-kata solute (zat terlarut) dan solvent (pelarut). Biasanya kita menggunakan kata solvent sebagai komponen, dimana secara fisika tidak berubah jika larutan terbentuk. Semua komponen lainnya yang larut dalam pelarut tersebut disebut solute (zat terlarut). Larutan garam dalam air misalnya, air yang cair adalah pelarut (solvent) dan garam yang padat dan terlarut dalam larutan disebut solute (zat terlarut). Jika kita ingin membandingkan secara kualitatif konsentrasi relatif dari larutan itu, kita menggunakan istilah pekat dan encer. Suatu larutan pekat adalah solute yang relatif konsentrasinya tinggi dan larutan encer Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

56

adalah solute yang konsentrasinya kecil. Suatu hal yang perlu diingat adalah larutan pekat dan larutan encer adalah istilah yang relatif. Larutan yang mengandung 0,001 g NaCl per liter adalah larutan yang encer jika dibandingkan dengan larutan yang lebih pekat yang mengandung 0,1 g NaCl per liter, tetapi larutan 0,1 g NaCl ini adalah larutan encer jika dibandingkan dengan larutan 10 g NaCl per liter. Sering dibutuhkan penentuan konsentrasi suatu larutan secara kuantitatif dan hal ini dapat dilihat bahwa ada beberapa cara untuk memperoleh konsentrasi larutan secara kuantitatif. Suatu istilah yang sangat berguna yang berkaitan dengan stoikiometri suatu reaksi dalam larutan disebut konsentrasi molar atau molaritas dengan simbol M, dinyatakan sebagai jumlah mol suatu solute dalam larutan dibagi dengan volume larutan yang ditentukan dalam liter. Molaritas (M) =

mol liter

Alasan molaritas merupakan konsentrasi yang sangat berguna adalah karena kita mengetahui molaritas suatu larutan, kita dapat menentukan jumlah mol solute yang diinginkan dengan cara mengukur volumenya yang tepat. Dalam pekerjaan sehari-hari di laboratorium, biasanya kita menggunakan larutan yang lebih rendah konsentrasinya dengan cara menambah pelarutnya, misalnya banyak laboratorium kimia membeli larutan senyawa kimia dalam air yang konsentrasinya pekat, sebab cara ini adalah cara yang sangat ekonomis. Biasanya senyawa kimia yang dibeli ini demikian pekatnya, sehingga larutan ini harus diencerkan. Proses pengenceran adalah mencampur larutan larutan pekat (konsentrasi tinggi) dengan cara menambahkan pelarut agar diperoleh volume akhir yang lebih besar. Melalui proses ini, mol solute tetap konstan dan hanya volumenya yang bertambah. Hal ini merupakan masalah yang dihadapi dalam pekerjaan yang berkaitan dengan pengenceran. Jika dikalikan molaritas Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

57

larutan M dengan volume V, kita dapatkan jumlah mol dari solute : mol M.V = x L = mol L Karena jumlah mol solute tetap sama selama pengenceran, maka hasil perkalian molaritas dengan volume senyawa yang semula digunakan (M1.V1) harus sama dengan hasil akhir senyawa tersebut setelah pengenceran (M2.V2). Hal ini menghasilkan persamaan : (M1.V1)

=

(M2.V2)

Standarisai dilakukan untuk mengetahui konsentrasi sebenarnya dari larutan yang dihasilkan. Standarisasi pada percobaan ini menggunakan metode asam basa yaitu proses penambahan larutan standar dengan larutan asam. Titrasi adalah cara analitis yang memungkinkan kita untuk mengukur jumlah yang pasti dari suatu larutan dengan mereaksikan dengan suatu larutan lain yang konsentrasinya diketahui. Analisis semacam ini yang menggunakan pengukuran volume larutan pereaksi disebut analisis volumetric. Pada suatu titrasi, salah satu larutan yang mengandung suatu pereaksi dimasukkan ke dalam buret, suatu lempengan gelas yang salah satu ujungnya mempunyai kran dan diberi tanda tera dalam milliliter dan sepersepuluh milliliter. Larutan dalam buret disebut pentitrasi dan selama titrasi, larutan ini diteteskan secara perlahan-lahan melalui kran ke dalam labu erlenmeyer yang mengandung larutan pereaksi yang lain. Larutan penitrasi ditambahkan sampai seluruh reaksi selesai yang dinyatakan dengan berubahnya warna indikator. Suatu zat yang umumnya ditambahkan ke dalam larutan dalam bejana penerima sehingga mengalami suatu macam perubahan warna. Perubahan warna ini menandakan telah tercapainya titik akhir titrasi, diberi nama demikian karena pada titik ini, penetesan larutan pentitrasi dihentikan dan volumenya dicatat. Salah satu reaksi yang sering digunakan dalam titrasi adalah netralisasi asam basa. Biasanya, sebagai larutan asam diletakkan pada Erlenmeyer atau gelas kimia. Indikator adalah suatu zat yang mempunyai Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

58

warna dalam keadaan asam atau basa yang berlainan. Misalnya lakmus dalam suasana asam akan berwarna merah sedangkan dalam keadaan basa akan berwarna biru. Indikator lain yang sering digunakan di laboratorium adalah fenolftalein. Fenolftalein dalam suasana asam tak berwarna sedangkan dalam suasana basa berwarna merah muda. C. Alat dan Bahan Alat Gelas ukur Labu ukur 100 mL Neraca analitik Labu ukur 50 mL pengaduk

Bahan Gelas arloji Pipet ukur Pipet pump Buret Erlenmeyer

Beker glass Statif

HClNaOH Akuades Indikator pp Methyl red

D. Cara Kerja (i) Pembuatan dan pengenceran larutan HCl Timbang gelas ukur kosong, catat beratnya. Kemudian ambil 2 mL larutan asam klorida, masukkan ke dalam gelas ukur yang telah ditimbang (lakukan dalam lemari asam). Siapkan labu takar 100 mL yang telah ditimbang beratnya, labu takar tersebut diisi dengan akuades sebanyak 20 mL. Masukkan 2 mL asam klorida ke dalam labu takar yang telah berisi air (lakukan dalam lemari asam). Di dalam labu takar tambahkan akuades hingga tanda batas. Labu takar ditutup dan dikocok hingga larutan homogen. Labu takar yang telah berisi larutan ditimbang beratnya. Larutan ini disebut larutan A. Dengan menggunakan pipet gondok atau pipet ukur, larutan asam klorida yang telah dibuat ( larutan A) dipindahkan ke dalam labu takar 50 mL yang baru. Kenudian, tambahkan akuades hingga tanda batas. Larutan HCl yang telah diencerkan ini disebut sebagai larutan B.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

59

(ii) penentuan konsentrasi larutan HCl Sebelum digunakan, buret dibilas dengan akuades, kemudian dibilas kembali dengan larutan NaOH yang akan digunakan. Buret diisi dengan larutan Natrium Hidroksida. Catat volume awal larutan natrium hidroksida dalam buret. Kemudian 10 mL asam klorida encer (larutan B) dipindahkan ke dalam Erlenmeyer dengan menggunakan pipet gondok atau piper ukur. Tambahkan indikator pp atau methyl red ke dalam larutan tersebut. Larutan B dalam Erlenmeyer dititrasi dengan larutan natrium hidroksida di dalam buret hingga terjadi perubahan warna. Begitu terjadi perubahan warna yang konstan, titrasi dihentikan. Catat volume akhir natrium hidroksida, lalu hitung volume natrium hidroksida yang diperlukan untuk titrasi dengan cara menghitung selisih volume awal dan volume akhir natrium hidroksida. Titrasi dilakukan sebanyak 2 kali. (iii) Pembuatan larutan NaOH Timbang 0,4 gram natrium hidroksida secara teliti dengan menggunakan neraca analitik. Begitu penimbangan selesai dilakukan, natrium hidroksida segera dipindahkan dari gelas arloji ke dalam gelas beker yang telah berisi 20 mL akuades hangat. Seluruh natrium hidroksida diaduk dengan pengaduk kaca hingga seluruh natrium hidroksida larut sempurna. Larutan dari gelas beker dipindahkan ke dalam labu takar 50 mL. akuades ditambahkan hingga tanda batas pada labu takar. Labu takar ditutup kemudian dikocok hingga homogen. Larutan yang diperoleh pada tahap ini disebut sebagai larutan C. 25 mL larutan C dipindahkan dengan menggunakan pipet gondok yang sesuai ke dalam labu takar 100 mL yang baru. Kemudian akuades ditambahkan hingga tanda batas. Kocok hingga homogen. Larutan yang diperoleh disebut larutan D.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

60

(iv) Penentuan konsentrasi larutan NaOH Sebelum digunakan, buret dibilas dengan akuades, kemudian dibilas kembali dengan larutan HCl 0,1 M yang akan digunakan. Buret diisi dengan larutan HCl 0,1 M. Catat volume awal larutan HCl dalam buret. Pindahkan 10 mL larutan NaOH encer (larutan D) ke dalam Erlenmeyer dengan menggunakan pipet gondok atau pipet ukur. Tambahkan 2-3 tetes indikator metal merah ke dalam larutan tersebut. Larutan dalam Erlenmeyer dititrasi dengan larutan HCl 0,1 M di dalam buret hingga terjadi perubahan warna. Begitu terjadi perubahan warna yang konstan, titrasi dihentikan. Catat volume akhir HCl yang tersisa dalam buret. Hitung volume HCl yang digunakan dalam reaksi titrasi dengan menghitung selisih volume awal dan volume akhir HCl dalam buret. Titrasi dilakukan sebanyak 2 kali. E. Pengolahan Data 1. Hitung konsentrasi NaOH dan HCl yang diperoleh dari metode titrasi. 2. Jabarkan perhitungan pembuatan NaOH? Berapa konsentrasi NaOH seharusnya menurut perhitungan? 3. Tuliskan mekanisme reaksi yang ada dalam percobaan 4. Jabarkan fungsi penambahan bahan dalam percobaan ini 5. Jabarkan perhitungan reaksi pengenceran yang ada percobaan ini ( pengenceran HCl dan NaOH) F. Pertanyaan/ Tugas Rumah 1. Apa yang dimaksud dengan larutan standar? 2. Apa pengertian titrasi? 3. Hitunglah molaritas suatu larutan yang dibuat dengan melarutkan 20 gram NaCl dalam 400 mL akuades 4. Berapa gram bobot soda api (NaOH) yang diperlukan untuk membuat 300 mL larutan NaOH 0,4 M

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

61

G. Daftar Pustaka Brady, J., 2003, Kimia Universitas Asas dan Struktur Jilid I, Binarupa Aksara, Jakarta Sastrohamidjojo, H., 2001, Kimia Dasar, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

62

PERCOBAAN K-7 : PENENTUAN pH LARUTAN

A. Tujuan Percobaan 1. Memahami skala pH dan terampil melakukan berbagai pengukuran pH. 2. Mengetahui konsep kesetimbangan asam basa suatu larutan. 3. Mengenal larutan buffer.

B. Dasar Teori Asam dan basa sudah dikenal sejak dahulu. Istilah asam (acid) berasal dari bahasa latin acetum yang berarti cuka. Seperti diketahui, zat utama dalam cuka adalah asam asetat. Istilah basa (alkali) berasal dari bahasa arab yang berarti abu. Juga sudah lama diketahui bahwa asam dan basa saling menetralkan. Sejak berabad-abad yang lalu, para pakar mendefinisikan asam dan basa berdasarkan sifat larutan airnya. Larutan asam mempunyai rasa asam dan bersifat korosif (merusak logam, marmer dan berbagai bahan lain). Sedangkan larutan basa berasa agak pahit dan bersifat kaustik (licin, seperti bersabun). Namun demikian, tidak dianjurkan mengenali asam dan basa dengan cara mencicipi karena berbahaya. Asam dan basa dapat dikenali menggunakan indikator asam basa, misalnya lakmus merah dan lakmus biru. Larutan asam mengubah lakmus biru menjadi merah, sebaliknya larutan basa mengubah lakmus merah menjadi biru. Larutan yang tidak mengubah warna lakmus, baik lakmus merah maupun lakmus biru, disebut bersifat netral. Air murni bersifat netral. Beberapa contoh larutan di bawah ini : Larutan bersifat asam : larutan cuka, air heruk, air aki Larutan bersifat basa : air kapur, air abu, larutan sabun, larutan ammonia, larutan soda Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

63

Beberapa definisi asam basa digunakan dalam ilmu kimia. Table di bawah merangkum tiga definisi umum asam basa : Definisi asam Arrhenius BronstedLowry Lewis

Definisi basa

menghasilkan ion H+ (proton) di larutan donor (pemberi) proton

menghasilkan ion OH- di dalam larutan aseptor (penerima) proton

penerima pasangan elektron

donor pasangan elektron

Teori Arrhenius sangat terbatas dalam penggunaanya, yaitu (1) hanya dapat diaplikasikan pada larutan, dan (2) hanya memiliki satu jenis basa. Sebagai catatan, jangan sampai terbalik antara teori Bronsted Lowry dengan teori Lewis, yaitu bahwa menurut teori Bronsted-Lowry asam adalah donor proton, sedangkan menurut teori Lewis suatu asam adalah penerima pasangan elektron. Dalam percobaan ini, akan digunakan teori asam basa paling sederhana, yaitu teori asam-basa Arrhenius.

Teori Asam-Basa Arrhenius Dalam air, asam melepaskan ion H+ sedangkan basa melepaskan ion OHUntuk menjelaskan penyebab sifat asam dan basa, sejarah perkembangan ilmu kimia mencatat berbagai teori. Pada tahun 1777, Lavoisier mengemukakan bahwa asam mengandung oksigen. Unsur itu yang dianggap bertanggung jawab atas sifat-sifat asam (nama oksigen diberikan oleh Lavoisier yang berarti pembentuk asam). Namun pada tahun 1810, Humphrey Davy menemukan bahwa asam hidrogen klorida tidak mengandung oksigen. Daavy kemudian menyimpulkan bahwa Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

64

hidrogenlah dan bukan oksigen yang merupakan unsur dasar dari setiap asam. Kemudian pada tahun 1814, Gay Lussac menyimpulkan bahwa asam adalah zat yang dapat menetralkan alkali dan kedua golongan senyawa itu hanya dapat didefinisikan kaitan satu dengan yang lain. Konsep yang cukup memuaskan tentang asam dan basa, dan yang tetap diterima hingga sekarang, dikemukakan oleh Arrhenius pada tahun 1884. Menurut Arrhenius, asam adalah zat yang dalam air melepaskan ion H+ sedangkan basa melepaskan ion OH-. Jadi, pembawa sifat asam adalah ion H+ sedangkan pembawa sifat basa adalah OH-. Asam Arrhenius dirumuskan sebagai HxZ yang dalam air mengalami ionisasi sebagai berikut : Contoh : Asam klorida (HCl) dan asam sulfat (H2SO4) dalam air akan terionisasi sebagai berikut:

Jumlah ion H+ yang dapat dihasilkan oleh 1 molekul asam disebut valensi asam. Sedangkan ion negatif yang terbentuk dari asam setelah melepas ion H+ disebut ion sisa asam. Nama asam sama dengan nama ion sisa asam dengan didahului kata asam. Berikut ini beberapa contoh asam dan reaksi ionisasinya :

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

65

Basa Arrhenius adalah hidroksida logam, M(OH)x, yang dalam air terurai sebagai berikut : Jumlah ion OH- yang dapat dilepaskan oleh satu molekul basa disebut valensi basa. Berikut ini beberapa contoh basa :

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

66

Indikator Asam Basa Indikator asam basa adalah zat warna yang mempunyai warna berbeda dalam larutan yang bersifat asam dan dalam larutan yang bersifat basa. Oleh karena itu, indikator asam basa dapat digunakan untuk membedakan larutan asam dan larutan basa. Contohnya adalah kertas lakmus. Lakmus berwarna merah pada larutan asam dan berwarna biru pada lakmus basa. Di dalam laboratorium, indikator yang sering digunakan selain kertas lakmus adalah fenolftalein, metal merah dan metal jingga. Beberapa indikator asam basa :

Kekuatan Asam Basa Asam kuat dan basa kuat terionisasi seluruhnya dalam air, sedangkan asam lemah dan basa lemah terionisasi sebagian dalam air.

Derajat Keasaman (pH) larutan

pH larutan menyatakan konsentrasi ion H+ dalam larutan Asam cuka 2 M lebih asam daripada asam cuka 1 M. pernyataan ini mudah dipahami dan tidak memerlukan penjelasan. Akan tetapi, untuk memahami bahwa HCl 1 M lebih asam daripada asam cuka 1 M, diperlukan sedikit penjelasan. Pembawa sifat asam adalah H+, oleh karena itu tingkat keasaman larutan tergantung pada konsentrasi ion H+ dalam larutan. HCl adalah asam kuat, sedangkan asam cuka adalah asam lemah. Jadi walaupun konsentrasi kedua asam tersebut sama, tetapi HCl mengandung ion H+ lebih banyak, sehingga HCl 1 M lebih asam daripada asam cuka 1 M. Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

67

Konsentrasi H+ dalam larutan sangatlah kecil. Contohnya, konsentrasi H+ dalam air adalah 1 x 10-7 M. untuk menghindari penggunaan bilangan yang kecil, maka konsentrasi H+ dinyatakan dengan : pH = - log [H+] dengan cara yang sama maka : pOH = - log [OH-] pKw = - log Kw contoh : jika konsentrasi ion H+ = 0,1 M, maka nilai pH = - loh 0,1 = - log 10-1 = 1 jika konsentrasi ioh H+ = 0,01 M, maka nilai pH = - log 0,01 = - log 10-2 =2 Makin besar konsentrasi ion H+, makin kecil nilai pH. Larutan dengan pH = 1 adalah 10 kali lebih asam daripada larutan dengan Bagaimana hubungan antara pH dengan pOH? Dari persamaan (2) pH = 2 diperoleh : Kw = [H+] . [OH-] pKw = pH + pOH pada suhu kamar, harga Kw = 1 x 10-14, maka : - Larutan netral ; pH = pOH = 7 - Larutan asam : pH < 7 - Larutan basa : pH > 7

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

68

C. Alat dan Bahan Alat

Bahan

Labu ukur 100 mL Tabung reaksi 5 buah pH universal pH meter Gelas beker

HCl Akuades NaH2PO4 HC2H3O2 ZnSO4

Thymol blue Methyl yellow Congo red Bromocressol green

NaCl Na2CO3 NaC2H3O2 NaHSO4 Methyl violet

D. Cara Kerja (i) Pembuatan variasi konsentrasi larutan asam Buatlah larutan HCl dengan konsentrasi 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; dan 0,5 M dengan volume masing-masing 100 mL. larutan ini dibuat dari pengenceran larutan HCl 0,5 M. (ii)

Penggunaan indikator untuk menentukan pH larutan Siapkan 5 buah tabung reaksi, kemudian masukkan 4-5 tetes 0,1 M HCl ke dalam masing-masing gelas. Kedalam masing-masing gelas tersebut tambahkan 1 tetes indikator sebagai berikut:

Indikator Methyl Violet Thymol Blue Methyl Yellow

Range pH 0

1

2

Yellow

xxx

Red

3

4

5

Congo Red

Violet

Bromocresol Green

Yellow

7

Violet xxx

Red

6

Yellow xxx

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

Yellow xxx

Orange Red xxx

Blue

69

Bandingkan warna yang diperoleh dengan informasi dalam tabel untuk menentukan pH dari larutan. Misalnya, pH antara 2-3 atau 4-5 Ulangi prosedur diatas dengan larutan di bawah ini : 0,1 M NaH2PO4 0,1 M HC2H3O2 0,1 M ZnSO4 Amati warna diperoleh dan tentukan pH yang sesuai untuk larutan tersebut. (iii) Penggunaan pH meter untuk menentukan pH larutan Ambil 5 mL 0,1 M larutan dari masing – masing senyawa di bawah ini ke dalam gelas beker : NaCl Na2CO3 NaC2H3O2 NaHSO4 Harus dipastikan bahwa elektroda pH meter telah dicuci dengan akuades dan dikeringkan dengan menggunakan tisu (hati-hati) pada setiap pengukuran. Setelah mengukur pH, tambahkan satu tetes bromocresol green ke dalam larutan, kemudian catat perubahan pH yang terjadi. Tuliskan persamaan ionik untuk masing-masing larutan yang memiliki pH kurang dari 6 dan lebih dari 8. Kemudian jelaskan apakah warna yang terjadi dengan menggunakan bromocresol green sesuai.

E. Pengolahan Data 1. Tentukan masing-masing pH larutan HCl dengan variasi konsentrasi diatas, menurut warna yang terbentuk setelah penambahan pH indikator. 2. Bandingkan hasil diatas dengan hasil yang diperoleh dari pH indikator, pH universal dan pH meter. Jelaskan. 3. Apa keuntungan dan kekurangannya pengukuran pH pada masing-masing metode.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

70

F. Pertanyaan/ Tugas Rumah 1. Sebutkan masing-masing 5 contoh larutan yang bersifat asam lemah dan asam kuat. 2. Sebutkan masing-masing 5 contoh larutan yang bersifat basa lemah dan basa kuat. 3. Sebutkan 10 contoh pH indikator berikut rentang pH nya. G. Daftar Pustaka Rosenberg, J. L., 1996, Kimia Dasar (diterjemahkan oleh E. Jasjfi), ed-6, Erlangga, Jakarta Day, R. A., dan Underwood, A. L., Analisis Kimia Kuantitatif, ed-5

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

71

PERCOBAAN K-8 : PEMURNIAN AIR DENGAN CARA PENUKAR ION

A. Tujuan Percobaan 1. Mempelajari proses pemurnian air dengan menggunakan proses penukar ion 2.

Dapat mengetahui ion positif dari penyusun garam dapat dipisahkan oleh resin penukar kation dan ion negatif dipisahkan oleh resin penukar anion.

B. DASAR TEORI Penukar ion pada umumnya digunakan untuk maksud menukar ion yang sama muatannya antar larutan (air) dan zat padat yang tidak larut (resin), bila saling bersikontak. Resin penukar ion terdiri dari resin kation dan resin anion. Resin kation diberi simbol RH, dan resin anion diberi simbol ROH. Bila air melewati resin ini, maka akan terjadi hal-hal sebagai berikut : a. Ion positif dari garam dalam air akan diambil oleh resin kation dan ion negatif akan diambil oleh resin anion. Contoh garam dalam air adalah NaCl, maka akan terjadi reaksi sebagai berikut, NaCl + RH  RNa + HCl (air)

(resin kation)

HCl yang terbentuk akan melewati resin penukar anion, sehingga terjadi reaksi sebagai berikut, HCl + ROH  RCl + H2O (air murni)

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

72

C. ALAT DAN BAHAN 1. Instalasi alat penukar ion 2.

Biuret

3.

Pipet

4.

Erlenmeyer

5.

Labu ukur

6.

Statif

7.

KlamAlat analisa

8.

Botol semprot

9.

Bahan-bahan kimia terkait metode

D. CARA KERJA 1. Tutup semua keran 2.

Masukkan contoh air ke dalam bejana A

3.

Buka keran T1, bila air dalam tabung B sampai tanda, tutup kembali keran T1.

4.

Buka keran T3, sehingga air yang telah melewati penukar kation (tabung B), masuk ke erlenmeyer D (untuk contoh pengujian kation) dan air dalam erlenmeyer D samapai tanda, tutup keran T3

5.

Tentukan jumlah logam besi (Fe) dengan alat yang tersedia

6.

Buka keran T2, sehingga air mengalir ke tabung C (penukar anion), bila air dalam tabung C telah sampai tanda, tutup keran T2.

7.

Buka keran T4, sehingga air masuk ke erlenmeyer E, bila air dalam erlenmeyer E telah sampai tanda, tutup keran T4.

8.

Tentukan jumlah klorida (Cl) dengan alat yang tersedia.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

73

E. TUGAS RUMAH 1. Tulis tentang siklus kejadian air alam 2.

Tulis macam-macam kontaminan air alam

3.

Tulis akibat-akibat (kerusakan) yang timbul bila air ketel yang dipergunakan tidak memenuhi persyaratan.

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

74

PERCOBAAN K-9 : ADSORPSI ISOTERMIS

F. Tujuan Percobaan 1. Memahami proses terjadinya reaksi adsorbsi 2. Memahami pemanfaatan reaksi adsorbsi dalam kehidupan seharihari G. Dasar Teori Adsorbsi Adsorbsi adalah peristiwa penyerapan cairan pada permukaan zat penyerap (adsorbsi). Zat yang diserap disebut adsorbat. Zat padat terdiri dari atom-atom atau molekul-molekul yang saling tarik menarik dengan gaya Van Der Waals. Kalau ditinjau molekul-molekul di dalam zat padat, maka gaya tarik menarik antara satu molekul dengan molekul yang lain disekelilingnya adalah seimbang. Lain halnya dengan molekul-molekul yang letaknya di permukaan, gaya tarik kedua molekul tersebut tidak seimbang karena pada salah satu arah disekililing molekul tersebut tidak ada molekul lain yang menariknya. Akibatnya zat tersebut akan menarik molekul-molekul gas atau solute ke permukaannya. Fenomena ini disebut adsorpsi. Adsorpsi dipengaruhi : - Macam adsorben - Macam zat yang diadsorbsi (adsorbat) - Konsentrasi masing-masing zat - Luas permukaan - Temperatur - Tekanan Untuk adsorben dengan luas permukaan tertentu, makin tinggi konsentrasi adsorbat makin besar zat yang dapat diserap. Proses adsorbsi berada dalam keadaan setimbang apabila kecepatan desorbsi sama dengan kecepatan adsorbsi. Apabila salah satu zat ditambah atau dikurangi maka akan terjadi kesetimbangan baru. Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

75

Desorbsi adalah kebalikan adsorbsi, yaitu peristiwa terlepasnya kembali adsorbat dari permukaan adsorben. Adsorpsi isotermis adalah adsorbsi yang terjadi pada temperatur tetap. Adsorbsi larutan oleh zat padat ada 3 kemungkinan : a. Adsorbsi positif Yaitu apabila solute realtif lebih besar daripada adsorbent. Contoh : adsorbsi zat warna terhadap logam aluminium atau kromium b. Adsorbsi negatif Yaitu apabila solven relatif lebih besar teradsorbsi daripada solute dalam larutan. Contoh : alkaloid dengan karbon aktif c. Berdasarkan kondisi kita mengenal dua jenis adsorbsi o Adsorbsi fisika (physisorption) Apabila adsorbsi berjalan pada temperatur rendah dan prosesnya reversible. Jumlah asam yang hilang karena diadsorb = pengurangan konsentrasi asam dalam larutan. o Adsorbsi kimia (chemisorption, activated adsorbsion) Apabila adsorbsi berjalan pada temperatur tinggi disertai dengan reaksi kimia yang irreversible. H. Alat dan Bahan Alat Cawan porselin Pemanas Desikator Erlenmeyer

Bahan Kertas saring Corong Buret Magnetic stirrer

Karbon Asam asetat NaOH Indikator pp

I.

Cara Kerja Proses adsorbsi isotermis Buatlah larutan asam dengan konsentrasi 0,15; 0,12; 0,09; 0,06; 0,03; dan 0,015 M dengan volume masing-masing 100 mL. larutan dibuat dari Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

76

pengenceran larutan 0,15 M. Panaskan karbon dalam cawan poselin, jaga jangan sampai membara, kemudian didinginkan dalam desikator. Masukkan ke dalam enam buah labu erlenmeyer dengan berat karbon masing-masing 1 gram. Kemudian ke dalam labu Erlenmeyer berisi karbon, dimasukkan larutan asam asetat dengan variasi konsentrasi yang telah dibuat. Satu Erlenmeyer yang tidak ada karbon aktifnya diisi 100 mL 0,03 M larutan asam asetat, contoh ini akan dipakai sebagai control. Tutup semua labu tersebut dan kocoklah secara periodic selama 30 menit, kemudian biarkan diam untuk paling sedikit 1 jam agar terjadi kesetimbangan. Saringlah masing-masing larutan memakai kertas saring halus, buang 10 mL pertama dari filtrate untuk menghindari kesalahan akibat adsorbsi karena kertas saring. Titrasi 25 mL larutan filtrate dengan 0,1 M NaOH baku dengan indikator pp. lakukan dua kali untuk masing-masing larutan. Tentukan pH masing-masing larutan yang telah diadsorbsi. J. Pengolahan Data 1. Buatlah grafik [konsentrasi larutan sebelum adsorbsi] Vs pH larutan ; dan grafik [konsentrasi larutan setelah adsorbsi] Vs pH larutan 2. Jelaskan masing-masing grafik diatas dan apa kaitannya perubahan grafik dengan adanya adsorben (karbon) 3. Hitung mol asam yang teradsorb pada masing-masing tabung K. Pertanyaan/ Tugas Rumah 1. Jelaskan pengertian adsorbsi, adsorben dan adsorbat 2. Apakah gas dapat mengalami reaksi adsorbsi? Jelaskan. 3. Sebutkan macam-macam reaksi adsorbsi! L. Daftar Pustaka http://www.chemeng.ui.ac.id/~lab~dpk

Petunjuk Praktikum Kimia - Laboratorium Kimia STT-PLN

77