Praktikum "Kesetimbangan Larutan Iodin"

• Tujuan Percobaan
1. Menentukan konstanta kesetimbangan distribusi iodin diantara dua pelarut
2. Menentukan konstanta kesetimbangan konsentrasi iodin, ion iodida dan ion triiodida
• Pendahuluan

Kesetimbangan adalah keadaan dimana reaksi berakhir dengan suatu campuran yang mengandung baik zat pereaksi maupun hasil reaksi. Hukum kesetimbangan adalah kali konsentrasi setimbang zat yang berada di ruas kiri. Masing-masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya. Suatu reaksi dikatakan setimbang apabila reaksi pembentukan dan reaksi penguraian pada reaksi tersebut berlangsung dengan kecepatan yang sama sehingga tidak ada lagi perubahan pada sistem tersebut (Bird. 1987).

Sebagian besar reaksi kimia bersifat reversibel artinya hanya reaktan-reaktan yang bereaksi membentuk produk, tetapi produkpun saling bereaksi untuk memnetuk reaktan kembali. Hal di atas dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan berikut:

aA+bB --->cC+dD

A dan B = Reaktan

C dan D = Produk 

a, b, c, d = Koofisien rekasi

Jika laju reaksi pembentukan yaitu reaksi dari kiri ke kanan sama dengan laju rekasi kebalikan (penguraian) yaitu reaksi dari kanan kek kiri, maka reaksi dikatakan berada dalam keadaan seimbang. Sepeerti halanya dalam keseimbangan fisik, bila suatu reaksi mencapai keadaan seimbang bukan berarti reaksi rekasi pembentukan dan reaksi kebalikan berhenti sama sekali, tetapi hal ini menunjukkan bahwa laju kedua reaksi yang berlawanan tersebut telah sama (Bird. 1987).

Salah satu fakta yang penting tetntang reaksi kimia reversibel (dapat-balik). Bilamana suatu reaksi kimia dimulai, hasil-hasil reaksi mulai menimbun, dan seterusnya akan bereaksi satu sama lain memualai suatu reaksi yang kebalikannya. Setelah beberapa lama, terjadilah kesetimbangan dinamis, yaitu jumlah molekul (atau ion) dan setiap zat terurai, sama banyaknya dengan jumlah molekul yang terbentuk dalam suatu satuan waktu. Dalam beberapa hal, kesetimbangan ini terletak sama sekali berada di pihak pembentukan suatu atau beberapa zat, maka reaksi itu tampak seakan-akan berlangsung sampai selesai (Svehla. 1990)

• Dasar Teori

Nernst pertama kalinya memberi pernyataan yang jelas mengenai hukum distribusi ketika tahun 1891, ia menunjukkan bahwa suatu zat terlarut akan membagi dirinya antara dua cairan yang tidak dapat bercampur sedemikian rupa sehingga angka banding konsentrasi pada kesetimbangan adalah konstanta pada suatu temperatur tertentu. Menurut hukum distribusi Nernst, bila ke dalam dua pelarut yang tidak saling bercampur dimasukkan solut yang dapat larut dalam kedua pelarut tersebut maka akan terjadi pembagian kelarutan (Soebagio. 2002).

Hukum distribusi atau partisi dapat dirumuskan bila suatu zat terlarut terdistribusi antara dua pelarut yang tak-dapat-campur, maka pada suatu temperature yang konstan untuk setiap spesi molekul terdapat angka banding distribusi yang konstan antara kedua pelarut itu, dan angka banding distribusi ini tidak bergantungpada spesi molekul lain apapun yang mungkin ada. Harga angka banding berubah dengan sifat dasar kedua pelarut, sifat dasar zat terlarut, dan temperatur (Svehla. 1990).

Dalam praktek solut akan terdistribusi dengan sendirinya ke dalam dua pelarut tersebut setelah dikocok dan dibiarkan terpisah. Perbandingan konsentrasi solut di dalam kedua pelarut tersebut tetap dan merupakan suatu tetapan pada suhu tetap. Tetapan tersebut disebut tetapan distribusi atau koefisien distribusi. Koefisien distribusi dinyatakan dengan berbagai rumus sebagai berikut: Kd= C₂/C₁ atau Kd= Co/Ca dengan Kd = Koefisien distribusi, dan C₁, C₂, Co, dan Ca adalah konsentrasi solut pada pelarut 1,2 organik dan air (Soebagio. 2002).

Sesuai dengan kesepakatan, konsentrasi solute dalam pelarut organik dituliskan di atas dan konsentrasi solut dalam pelarut di tuliskan di bawah. Dari rumus tersebut jika harga Kd besar, solut secara kuantitatif akan cenderung terdistribusi lebih banyak ke dalam pelarut organik begitu pula terjadi sebaliknya. Rumus tersebut di atas hanya berlaku bila;

1. solut tidak terionisasi dalam salah satu pelarut,
2. solut tidak berasosiasi dalam salah satu pelarut,
3. zat terlarut tidak dapat bereaksi dengan salah satu pelarut atau adanya reaksi-reaksi lain (Soebagio. 2002)

Dalam penentuan harga tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi haruslah mengetahui hubungan kuantitatif antara pereaksi dengan hasil reaksi dari suatu reaksi kesetimbangan (Nasrudin. 2010).

Iod mampu larut dalam air dan juga dalam kloroform. Akan tetapi, perbedaan kelarutannya dalam kedua pelarut tersebut cukup besar. Dengan mengekstraksi larutan iod dalam air ke dalam kloroform, menghitung konsentrasi awal dari iod dalam air dengan cara titrasi, maka dapat diperoleh konsentrasi iod dalam kedua pelarut tersebut, sehingga koefisien distribusi iod dalam sistem kloroform air dapat ditentukan (Anonim. 2011).

Apabila kedua pelarut yang berbeda kepolaran dalam kelarutan dicampurkan maka mereka tidak akan bisa bercampur. Diperlukannya suatu zat perantara untuk dapat membuat pelarut berbeda kepolaran tersebut bercampur. Dalam hal ini zat antara merupakan suatu zat yang dapat bercampur dalam keadaan polar apabila dilarutkan dalam suatu pelarut polar dan juga dapat bercampur apabila dilarutkan dalam pelarut nonpolar (Syabatini. 2009).

Suatu dasar agar solut dapat terekstrak dari fasa air ke fasa organik adalah suatu solut tersebut harus menjadi tidak bermuatan (Soebagio. 2002). Iod jauh lebih dapat larut dalam larutan kalium iodida dalam air daripada dalam air, ini disebabkan oleh terbentuknya ion triiodida, I₃^-. Kesetimbangan berikut berlangsung dalam suatu larutan seperti ini:

 I₂ + I^{- ___>} I₃

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

 K= ([I^-] x [I₂])/([I₃^-]) (Svehla. 1990).

            Jika larutan iodium di dalam KI pada suasana netral maupun asam dititrasi maka:

I₃^- + 2S₂O₃^2- --->3I^- + S4O₆^2-

            Selama zat antara S₂O₃I^- yang tidak berwarna adalah terbentuk sebagai:

S₂O₃^2- + I₃^-  ---> S₂O₃I^- + 2I^-

              Yang mana berjalan terus menjadi:

2S₂O₃I^- + I^- ---> S₄O₆^2- + I₃^-

              Warna indikator muncul kembali pada 

S₂O₃I^- + S₂O₃^2-  --->  S₄O₆^2- + I^-

Reaksi berlangsung baik di bawah PH = 5,0, sedangkan pada larutan alkali, larutan asam hypoiodos (HOI) terbentuk (Khopkar. 2007).

            Iodium, I₂, sedikit larut di dalam air namun larut dalam air yang mengandung ion I^-, misalnya dalam larutan KI. I₂ dan I^- dalam larutan air akan membentuk ion tri-iodida, I₃^- dan reaksinya merupakan reaksi kesetimbangan. Untuk reaksi :

I_2(g) + I^-_(aq)   --->  I₃^-_(aq)

            Kesetimbangan ini berlangsung dalam larutan air, untuk itu perlu menghitung konsentrasi-konsentrasi yang bersangkutan dalam air. Dari percobaan penentuan tetapan distribusi di atas dapat dihitung nilai Kd kemudian dengan rumus:

Kd = [I₂]H₂O/[I₂]HCl₃

Dapat dihitung konsentrasi (I₂) H₂O dengan persamaan [I₂] H₂O = Kd [I₂]HCl₃ dan selanjutnya dapat dihitung [I₃^-] H₂O dan [I^-] H₂O

• Alat dan Bahan
1. Alat
• Labu ukur 50 mL
• Corong
• Stirrer
• Kertas label
• Statif
• Ring corong pisah
• Botol akuades
• Pinset
• Buret 10 dan 5mL
• Sendok sungu
• Gelas beker 250mL
• Sendok sungu
• Gelas beker 250mL
• Neraca analitik
• Corong pisah 250mL
• Gelas arloji
2. Bahan
• Kristal I2
• Larutan KI 0,1 M
• Larutan Na2S2O3 0,1 M
• Kloroform
• Indicator amilum
• Akuades
• Cara Kerja
1. Penentuan konstanta kesetimbangan distribusi (kd) odine

25 mL kloroform

Erlenmeyer 250 mL

Dimasukkan 0,5 garm kristal I₂
Diaduk larutan hingga homogen
Dipindahkan kedalam corong pisah 250 mL
Ditambahkan 25 mL akuades
Dikoconk dan didiamkan beberapa menit hingga tampak dua lapisan
Dipisahkan kedua larutan tersebut
Ditambahkan indikator amilum kedalam masing-masing larutan
Dititrasi dengan Na₂S₂O₃ 0,1 M
Diulangi percobaan diatas dengan variasi massa kristal I₂ masing-masing 1,0 dan 1,5 gram

lihat juga praktikum lainnya