Percobaan Kesetimbangan Kimia
I. Tujuan
Menentukan pengaruh konsentrasi dalam suatu reaksi kesetimbangan.
II. Dasar Teori
Kesetimbangan kimia adalah proses dinamis ketika reaksi ke depan dan reaksi balik terjadi pada laju yang sama tetapi pada arah yang berlawanan. Konsentrasi pada setiap zat tinggal tetap pada suatu suhu konstan. Banyak reaksi kimia tidak sampai berakhir dan mencapai satu titik konsentrasi zat-zat bereaksi dan produk tidak ada lagi berubah dengan berubahnya waktu. Molekul-molekul tetap berubah dari produk menjadi pereaksi tetap tanpa perubahan nefto konsentrasinya (Stephen,2002).
Kebanyakan reaksi kimia berlangsung secara reversible. Ketika reaksi itu baru mulai proses reversible hanya berlangsung ke arah pembentukan produk, namun ketika molekul produk telah terbentuk maka proses sebaliknya yaitu pembentukan molekul reaktan dari molekul produk mulai berjalan. Kesetimbangan kimia tercapai bila kecepatan reaksi tekanan telah sama dengan kecepatan reaksi ke kiri dan konsentrasi reaktan dan konsentrasi produk tidak berubah lagi. Jadi, kesimpulannya, kesetimbangasn kimia adalah proses dinamis (Purwoko,2006).
Dua model kesetimbangan yang sangat luas digunakan adalah model isoterm Langmuir dan isoterm Freundlich. Bila nilai tetapan pada masing-masing persamaan diketahui maka pada keadaan setimbangan untuk setiap konsentrasi larutan akan memberikan konsentrasi terjerap yang tertentu. Tetapan yang ada di masing-masing persamaan dicari dengan cara membandingkan data kesetimbangan hasil penelitian dengan hasil perhitungan. Penentuan waktu kesetimbangan merupakan langkah awal karena semua data kesetimbangan diambil pada waktu dimana kesetimbangan dianggap telah tercapai (Heltina dan Indriani,2009).
Topik kesetimbangan kimia merupakan bagian esensial dalam kimia, karena mendasari konsep kimia lanjut misalnya kesetimbangan larutan, kesetimbangan fasa, dan kesetimbangan reaksi sel elektrokimia. Konsep esensial dalam kesetimbangan kimia adalah mol dan stoikhiometri, konsentrasi dan tetapan kesetimbangan, prinsip Le Chatelier's dan reaksi fasa gas dan hukum gas ideal. Definisi konsentrasi berlebih pada sistem kesetimbangan adalah jumlah mol yang tidak bereaksi (bagi pereaksi) atau jumlah mol yang dihasilkan pada reaksi kimia (bagi hasil reaksi). Apabila produk reaksi sudah ada sebelum keadaan setimbang terjadi, maka konsentrasi setimbang konsentrasi zat yang dihasilkan oleh reaksi dan zat yang ada sebelum reaksi berlangsung (Mutiah, 2017).
Kesetimbangan kimia didalamnya terdapat konsep pereaksi, hasil reaksi, reaksi reversible, dan laju reaksi. Laju reaksi merupakan dasar pemahaman kesetimbangan kimia. Untuk memahami kesetimbangan kimia dengan benar diperlukan pemahaman dengan benar tentang konsep-konsep lain yang mendasarinya, yaitu konsep pereaksi, hasil reaksi, reaksi reversible, dan laju reaksi. Pada saat mempelajari laju reaksi, pengaruh temperatur melibatkan konsep energi kinetik dan teori tumbukan, yaitu peningkatan temperatur akan meningkatkan kecepatan gerakan molekul, peningkatan gerakan molekul akan meningkatkan energi kinetik dan laju tumbukan molekul. Reaktan dapat bereaksi menghasilkan produk jika molekul yang bertumbukan memiliki energi kinetik total sama atau lebih besar dari energi aktivasi (Umam dkk.,2015).
Baca juga : Laporan Praktikum Volume Molar Gas
III. Alat dan Bahan
3.1 Alat
Alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu 2 buah gelas ukur 10 ml, 1 buah statif beserta klem, 1 buah gelas beker, tabung reaksi secukupnya, 1 buah corong pisah, 1 buah pipet tetes, dan 1 buah rak tabung reaksi.
3.2 Bahan
Bahan yang digunakan yaitu :
1. NH4OH 2M 10 ml
2. NH4Cl 0,2 gr
3. HCl 25 ml
4. CH3COOH 2M 5ml
5. KONS 3 tetes
6. CH3COONa secukupnya
7. K2CrO4 0,1 M 5 ml
8. CuSO4 0,2 M 10 ml
9. Akuades secukupnya
10. Indikator universal 4 tetes
11. Indikator metil jingga 2 tetes
IV. Cara Kerja
4.1 Sistem Amonia dalam air
Sebanyak 10 ml larutan NH4OH 0,5 M ditambah dengan 1 tetes indikator PP. Selanjutnya larutan dibagi kedalam dua tabung reaksi masing-masing 10 ml. Tabung 1 ditambahkan NH4Cl padat sedikit demi sedikit hingga padatan tercampur sempurna. Selanjutnya, amati perubahan warna yang terjadi dan hasil pengamatan dicatat.
4.2 Sistem Asetat dalam air
Sebanyak 10 ml larutan CH3COOH 2 M dibagi ke dalam dua tabung reaksi masing-masing 5 ml. Pada tabung ditetesi masing-masing 2 tetes indikator metil jingga. Tabung 1 ditambahkan CH3COONa padat sedikit demi sedikit, kemudian dikocok dengan hati-hati agar padatan larut dalam larutan. Selanjutnya, amati perubahan warna yang terjadi dan bandingkan volume larutan pada tabung 1 setelah ditambahkan CH3COONa padat dan sebelum ditambahkan, hasil pengamatan dicatat.
4.3 Sistem Kromat Bikromat dalam cair
Sebanyak 10 ml larutan K2CrO4 0,1 M dibagi kedalam dua buah tabung reaksi masing-masing 5 ml dan pH larutan tersebut diukur menggunakan kertas indikator universal. Tabung 1 ditambahkan HCl 0,1 M sebanyak 25 ml dan pH larutan diuji, kemudian pada tabung reaksi 1 ditambahkan NaOH 0,1 M sebanyak 2,5 ml kemudian pH larutan diuji menggunakan kertas universal, hasil pengamatan dicatat.
4.4 Sistem Fe (III) dan Ion Karbonat dalam cair
Akuades dimasukkan kedalam dua buah gelas ukur masing-masing 10 ml. Kemudian pada gelas ukur 1 ditambahkan 2 tetes larutan Fe(NO3)3 0,2 M dan pada gelas ukur 2 ditambahkan 2 tetes larutan KCNS 0,2 M. Gelas ukur 1 dibagi kedalam 5 buah tabung reaksi masing-masing 2 ml. Tabung reaksi 1 ditambahkan 3 tetes larutan Fe(NO3)3 0,2 M, tabung reaksi 2 ditambahkan 3 tetes larutan KCNS 0,2 M, tabung reaksi 3 ditambahkan 3 tetes larutan NaF 0,2 M, tabung reaksi 4 ditambahkan 3 tetes larutan K2HPO4 0,2 M, dan tabung reaksi 5 ditambahkan larutan NaF dan K2HPO4 0,2 M 5 tetes. Gelas ukur kedua diberi perlakuan yang sama, kemuadian hasil pengamatan dicatat.
4.5 Sistem Ion Cu (II) Iodida dalam air
Sebanyak 10 ml larutan KI 0,2 M ditambahkan dengan 5 ml larutan CuSO4 0,2 M dan campuran larutan tersebut jangan dikocok, kemudian dicatat hasilnya.
V. Data Percobaan
-
VI. Analisa
Tujuan percobaan ini yaitu menentukan pengaruh konsentrasi dalam suatu reaksi kesetimbangan. Percobaan ini memiliki prinsip dengan cara menambahkan konsentrasi zat pada suatu larutan dan diamati perubahan akhirnya. Dalam kimia, konsentrasi adalah ukuran yang menggambarkan banyaknya zat didalam suatu campuran dibagi dengan volume total campuran tersebut. Larutan yang hasil akhirnya mengalami perubahan, pastinya mengalami pergeseran kesetimbangan. Pergeseran kesetimbangan pada percobaan ini ditandai dengan perubahan warna pada larutan yang diuji melalui indikator universal.
Percobaan pertama yang dilakukan yaitu sistem amonia dalam air menunjukkan perubahan warna ungu ketika NaOH ditambahkan NH4Cl padat, perubahan warna yang terjadi yaitu ungu mudah. Adapun reaksi yang terjadi :
NH4⁺ + OH⁻ + NH4Cl → NH4Cl(aq) + (NH3)H2O(aq)
Hal ini terjadi disebabkan oleh penambahan NH4⁺ yang menyebabkan nilai reaktan bertambah dan nilai produk berkurang. Meskipun reaksi ditambahkan air tetapi hal tersebut tidak mempengaruhi kesetimbangan, karena penambahan atau pengurangan komponen berupa cairan tidak mengubah konsentrasi.
Percobaan kedua yang dilakukan yaitu sistem asam asetat dalam air. Data yang diperoleh pada percobaan ketika CH3COOH 2 M ditetesi dengan MO akan menghasilkan warna pink pada tabung pertama, pada tabung kedua CH3COOH ditambahkan dengan CH3COONa menghasilkan warna pink memudar. Adapun reaksinya adalah sebagai berikut :
CH3COO⁻ + H⁺ + CH3COONa(aq) → CH3Na + (CH2)H2O(aq)
ion [CH3COO⁻] bertambah pada reaktan yang mengakibatkan warna menjadi pink memudar dan konsentrasi dari produk berkurang.
Percobaan ketiga yaitu sistem kromat bikromat dalam air dengan membandingkan pH K2CrO4 dan K2CrO7 ditambah dengan beberapa larutan lain. Diperoleh data pH K2CrO4 sebesar 8 dan K2CrO4 + K2CrO7 sebesar 7. Penurunan pH disebabkan penambahan larutan K2CrO4. Larutan kedua yaitu K2CrO4 + HCl didapatkan pH yaitu 6 dan K2CrO4 + K2CrO7 + HCl didapatkan pH yaitu 6, dan K2CrO4 + HCl + NaOH didapat pH yaitu 7. Dari kedua larutan, pH larutan menjadi asam karena Hcl menyumbangkan ion [H⁺] pada K2CrO4.
Percobaan keempat adalah sistem Fe (III) dan ion tiosianat dalam air. Percobaan ini, larutan masing-masing akan ditambahkan dengan KCNS atau Fe(NO3)3 secara bervariasi. Warna yang dihasilkan dari pertambahan larutan tersebut beragam tetapi bisa dikelompokkan menjadi bening atau pekat. Warna bening menunjukkan reaksi kesetimbangan bergeser ke arah reaktan. Warna pekat menunjukkan reaksi kesetimbangan bergeser ke arah produk. Hal ini terjadi karena ion-ion yang dicampurkan memberi tambahan konsentrasi pada reaktan atau produk.
Percobaan kelima yaitu sistem ion Cu (III) iodida dalam air. Pencampuran larutan KI + CuSO4 menghasilkan warna coklat, menunjukkan bahwa pergeseran kesetimbangan kearah produk karena CuSO4 menambahkan [OH⁻] pada KOH sehingga reaksi menjadi semakin pekat. Larutan CuSO4 + akuades menghasilkan warna biru. Larutan terakhir adalah CuSO4 + KI + akuades + NH4OH menghasilkan 4 lapis warna yaitu biru tua, biru muda, hijau kekuning-kuningan, dan hijau tosca. Perbedaan warna terjadi karena komposisi volume dan konsentrasi tidak sesuai.
VII. Kesimpulan
Penambahan konsetrasi larutan menyebabkan adanya pergeseran kesetimbangan. Bila kedala n reaksi suatau sistem kesetimbangan konsentrasi salah satu komponennya ditambah maka kesetimbangan akan bergeser dari arah penambahan dan bila komponen dikurangi maka kesetimbangan bergeser ke arah pengurangan itu.
VIII. Daftar Pustaka
Heltina,D. and Indriani,R.,2009.Biosorpsi Pb (II) Pada Jamur Trichoderma Asperrellum TNJ- 63. Jurnal Rekayasa Prosel, 3(1), pp.1-4.
Mutiah.,2007.Analisis Miskonsepsi Mahasiswa pada Empat Konsep Esensial Kesetimbangan Kimia.Jurnal Pijar Mipa, 7(1), pp.1-6.
Purwoko.2006.Kimia Universitas.Jakarta : Erlangga.
Stephen.2002.Istilah Kimia Umum.Jakarta : Erlangga.
Umam,Y.I., Iskandar,S.M. and Budiasih,E.,2015.Analisis Dampak Kesalahan Konsep Laju Reaksi Terhadap Kesalahan Kesetimbangan Pada Siswa SMA.Jurnal Pendidikan, 3(2), pp.68-73.
Baca juga : Laporan Praktikum Termokimia