LAPORAN PENENTUAN HASIL KALI KELARUTAN PbI2

PENENTUAN  HASIL KALI KELARUTAN PbI₂

I.                   Tujuan

Mempelajari cara penentuan hasil kali kelarutan garam

II.                Perincian Kerja

Menentukan konsentrasi ion-ion garam dengan cara mengukur absorbansi larutan garam yang digunakan.

III.             Alat dan Bahan

a.       Alat yang digunakan

·         Beaker Gelas 100 ml

·         Tabung reaksi

·         Pipet volum 1,0 ; 2,0 ; 3,0 ; 4,0 ; 5,0 ; dan 10 ml

·         Gelas ukur 100 ml

·         Labu isap

·         Tabung sentrifugal kecil

·         Labu takar 100 ml

·         Labu takar 50 ml

b.       Bahan/zat yang digunakan:

·         Larutan 0,012 M Pb(NO₃)₂ 50 ml

·         Larutan 0,030 M KI 50 ml

·         Larutan 0,20 M KNO₃  50 ml

·         Larutan 0,02 KNO₂

·         Larutan 6 M HCL

IV.             Dasar Teori

Senyawa yang mempunyai Ksp adalah senyawa elektrolit yang sukar larut. Sedangkan senyawa elektrolit yang mudah larut seperti NaCl, Na2SO4, KOH, HCl, atau H2SO4 tidak mempunyai Ksp. Selain itu, senyawa yang sukar larut tetapi nonelektrolit seperti benzena, minyak atau eter juga tidak mempunyai Ksp.

Harga hasil kali kelarutan (Ksp) suatu senyawa ionik yang sukar larut dapat memberikan informasi tentang kelarutan suatu senyawa tersebut dalam air. Semakin besar harga Ksp suatu zat, semakin mudah larut senyawa tersebut.

Harga Ksp suatu zat dapat di gunakan untuk meramalkan terjadi tidaknya endapan suatu zat jika dua larutan yang mengandung ion-ion dari senyawa sukar larut dicampurkan.

Hasil kali kelarutan dalam keadaan sebenarnya merupakan nilai akhir yang dicapai oleh hasil kali ion ketika kesetimbangan tercapai, sehingga hasil kali ion berbeda dengan hasil kali kelarutan, sistem itu akan berusaha menyesuaikan dirinya sendiri, sehingga hasil kali ion mencapai hasil kali kelarutan. Jadi, jika hasil kali ion sengaja dibuat lebih besar dari hasil kali kelarutan mengakibatkan mengendapnya garam padat. Dan sebaliknya, jika hasil kali ion lebih kecil dari hasil kali kelarutan, kesetimbangan dalam sistem dicapai kembali dengan melarutnya sebagian garam padat ke dalam larutan.

 Perlu diperhatikan, bahwa pengendapan sempurna suatu elektrolit yang sangat sedikit larut adalah tak mungkin, karena seberapa besarnya konsentrasi salah satu ion dinaikkan dengan sengaja, konsentrasi ion lainnya tidak dikurangkan sampai nol, karena hasil kali kelarutan merupakan nilai yang konstan.

Pada percobaan ini kita akan menentukan hasil kali kelarutan senyawa timbal iodida (PbI₂). Senyawa PbI₂   sukar larut di dalam air karena mempunyai harga tetapan hasil kali kelarutan yang sangat kecil. Pada temperatur 20⁰C kelarutan PbI₂ hanya 0,002 mol/liter. Namun harga tetapan hasil kali kelarutan dari suatu garam dapat berubah dengan perubahan temperatur. Umumnya kenaikan temperatur akan memperbesar kelarutan suatu garam, sehingga harga tetapan hasil kali kelarutan garam tersebut juga akan semakin besar.

Kelarutan dari suatu garam adalah banyaknya garam yang dapat larut dalam suatu pelarut sampai garam tersebut tepat akan mengendap. Besarnya kelarutan dari suatu garam nilainya beragam untuk setiap macam garam dan merupakan salah satu sifat fisis dari garam tersebut.

Dalam larutan PbI₂  mengalami dissosiasi menjadi :

PbI_{2 (s)}                              Pb²⁺_(I) + 2I^-_(I)      …………………………        (1)

Hasil Kali kelarutan

KSP = [Pb²⁺] [I^-] ²       …………………………………….   (2)

Pada sistem yang berisi padatan PbI₂ yang berada dalam kesetimbangan dengan ion-ionnnya , maka hasil kali [Pb²⁺] dan  [I]² harganya tetap selama temperatur tidak berubah, tidak tergantung pada proses mula-mula terjadinya kesetimbangan. Pada percobaan ini dicoba untuk menentukan harga hasil kali kelarutan PbI₂ pada berbagai konsentrasi awal yang berbeda. Endapan PbI₂ yang berwarna kuning akan terbentuk jika keadaan telah mencapai kesetimbangan.  Kesetimbangan kimia adalah kesetimbangan dinamis, karena dalam sistem terjadi perubahan zat pereaksi menjadi hasil reaksi, dan sebaliknya.

Dalam kimia terdapat hubungan antara konstanta kesetimbangan dengan persamaan reaksi yang disebut Hukum Kesetimbangan. Konstanta kesetimbangan konsentrasi adalah hasil perkalian antara zat hasil reaksi dibagi dengan perkalian konsentrasi zat pereaksi, dan masing-masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya

Besarnya (I^-) didalam larutan dapat ditentukan dari pengukuran. Harga (Pb²⁺) dihitung berdasarkan komposisi awal. Pengukuran  (I^-) dari persamaan stoikiometri seperti persamaan (1).

Kita dapat juga melakukan dengan cara lain yaitu mengendapkan PbI₂ mencuci kelebihan ion yang ada dan melarutkan padatan garam inert yang terdapat dalam larutan. Pada kondisi tersebut konsentrasi Pb²⁺ dan I^- dalam larutan jenuh akan mengalami dissosiasi seperti persamaan (1), karena keduanya berasal dari PbI_2. Larutan jenuh didefinisikan sebagai larutan yang mengandung zat terlarut dalam jumlah yang diperlukan untuk adanya kesetimbangan antara zat terlarut yang larut dan yang tak larut. Pembentukan larutan jenuh dapat dipercepat dengan pengadukan yang kuat dari zat terlarut yang berlebih. Banyaknya zat terlarut yang melarut dalam pelarut yang banyaknya tertentu, untuk menghasilkan suatu larutan jenuh disebut kelarutan zat terlarut. Lazimnya kelarutan dinyatakan dalam gram zat terlarut per 100 cm³ atau 100 gram pelarut pada temperatur yang sudah ditentukan.

Dengan menentukan [I^-] yang terdapat dalam larutan jenuh, maka kita dapat menghitung (Pb²⁺) yang ada. Konsentrasi I^- dapat ditentukan dengan metode spektrofotometri. Meskipun ion iodida tidak berwarna, tetapi sangat mudah dioksidasi menjadi I₂ yang cukup kuantitatif. Meskipun konsentrasi I₂ dalam larutan agak rendah, tetapi cukup teliti untuk dianalisis absorbansinya dengan cahaya pada pada panjang gelombang 525 nm. Dalam larutan yang digunakan, KNO₃ terdapat sebagai inert di dalam garam. Garam ini berfungsi untuk mempertahankan konsentrasi larutan agar konstan. Selain itu juga untuk membantu mempercepat proses pengendapan PbI_2.

V.                Prosedur Kerja

·         Siapkan 50 ml 0,012 M Pb(NO₃)₂ dalam larutan 0,20 M KNO₃  dalam beker 100 ml.

·         Dalam beaker kedua masukkan 50 ml larutan 0,030 M KI dalam 0,20 M KNO_3.

·         Dalam beaker ketiga masukkan 50ml larutan 0,20 M  KNO_3. 

·         Ambil lima tabung reaksi, beri tanda dan letakkan di rak tabung

·         Dengan menggunakan pipet masukkan 5 ml larutan 0,012 M Pb(NO₃)₂   dalam KNO₃  ke dalam empat buah tabung reaksi. Pada masing- masing  tabung masukkan 2,0;3,0;4,0; dan 5,0 ml larutan 0,030 M KI dalam KNO₃          

·         Tambahkan sejumlah larutan 0,20 M KNO₃   ke tiga tabung pertama hingga volume total 10 ml

·         Pada tabung reaksi ke lima masukkan 10,0 ml 0,012 M Pb(NO₃)₂   dalam KNO₃ dan 10,0 ml 0,030  M KI dalam KNO₃.

No Tabung	0,012 M Pb(NO3)2 (ml)	0,030 M KI (ml)	0,20 M KNO3  (ml)
1	5,0	2,0	3,0
2	5,0	3,0	2,0
3	5,0	4,0	1,0
4	5,0	5,0	0,0
5	10,0	10,0	0,0

·         Sumbat tiap tabung dan kocok kuat-kuat selama beberapa menit

·         Biarkan padatanyang terbentuk mengendap selama beberapa menit, dekantasi dengan membuang tiga perempat cairan yang ada

·         Pindahkan padatan PbI₂dan sisa larutan ke dalam tabung sentrifugal kecil dan lakukan sentrifugasi.

·         Buang cairan yang ada

·         Tambahkan 3 ml 0,20 M  KNO₃    dan kocok untuk mencuci padatan terhadap kelebihan ion-ion Pb⁺   dan I^-  bebas.

·         Lakukan sentrifugasi lagi dan buang cairan yang ada.

Dengan percobaan di atass kita peroleh hasil sedikit endapan PbI₂ dalam jumlah kecil larutan KNO₃

·         Tambahkan 0,20 M KNO₃  ke dalam padatan, hinggan tiga perempat volume tabung. Kocok tabung selama beberapa menit hingga larutan jenuh dengan PbI₂

Selama proses pencampuran harus dilakukan pengocokan dengan kuat supaya dapat terbentuk kesetimbangan. Pada tabung 1 hingga 4, jika kita kurang dalam pengocokan maka PbI₂ yang terbentuk sangat sedikit. Pada tabung kecil jika kita kurang melakukan pengocokan maka tidak akan terjadi kesetimbangan PbI₂ dengan larutannya.

·         Setelah kita melakukan pengocokan selama 15 menit, biarkkan tabung pada raknya sekitar 3 menit untuk mengendapkan padatannya.

·         Tuang cairan kedalam tabung dan lakukan sentrifugasi.

·         Jika masih terdapat partikel-partikel padatan didalam larutan atau masih terdapat warna kuning, maka lakukan sentrifugasi hingga diperoleh larutan yang benar-benar jernih.

·         Masukkan kertas pembersih kecil yang kering kedalam larutan untuk memindahkan padatan PbI₂ yang mungkin terapung dipermukaan larutan.

·         Pipet 3,0 ml larutan 0,02 M KNO₂ kedalam tabung reaksi yang bersih dan kering, teteskan 2 tetes larutan 6 M HCl

·         Masukkan 3 ml larutan jernih yang sudah disentrifugasi

·         Kocok agar larutan bercampur sempurna dan ukur absorbansinya pada panjang gelombang 525 nm

·         Gunakan kurva kalibrasi untuk menentukan konsentrasi I^- yang beradea dalam kesetimbangan dengan PbI₂

·         Hitunglah nilai KSP dari PbI₂

Pembuatan kurva kalibrasi

·         Hitunglah berat KI yang diperlukan untuk membuat larutan 0,01 M KI sebanyak 100 ml

·         Timbang KI yang sudah diketahui beratnya, larutkan dengan sedikit aquades.

·         Pindahkan secara kuantitatif ke dalam labu takar 100 ml dan impitkan hingga tanda batas.

·         Pipet masing-masing 3,0 ml larutan 0,02 M KNO₂ kedalam enam labu takar 50 ml, tambahkan 2 tetes larutan 6 M HCl

·            Tambahkan berturut-turut 0;2;4;6;8; dan 10 ml

·         Impitkan dengan aquades hingga tanda batas

·         Ukur absorbansinya pada panjang gelombang 525 nm

·         Buat kurva kalibrasi antar konsentrasi vs absorbansi.

VI.             Data hasil Pengamatan

Bobot KI = 0,300 g

Panjang gelombang = 525

Konsentrasi KI = 1,79 x 10^-2 mM

Tabel : Data larutan standar (I^-)

Absorbansi Sampel	Absorbansi standar (nm)
0,200	2,02  x 10-1
0,420	3,13  x 10-1
0,496	3,97  x 10-1
0,506	4,08  x 10-1
0,517	3,97  x 10-1

VII.          Perhitungan  dan Pembahasan

-         Perhitungan

Ø  Larutan Standar

Larutan KI dengan massa 0,300 gram

KI                    K⁺   +    I^-

Massa KI 0,300 gram

Mol KI       = massa/Mr

Mol KI       =

                   = 2 x 10^-3  mol

KI                    K⁺   +    I^-

2 x 10^-3            2 x 10^-3       2 x 10^-3

Jadi, mol I^- adalah 2 x 10^-3 

Konsentrasi KI dalam larutan 100 ml air adalah:

M =

= 2 x 10^-2 Molar

Larutan KI (2 x 10^-2 Molar)  ini dijadikan sebagai larutan standar.

Konsentrasi untuk tabung I (2 ml)

V₁M₁ = V₂M₂

2 ml x 2 x 10^-2 Molar = 50 ml x M₂

M₂ = 4 x 10^-2 Molar : 50

M₂ = 8 x 10^-4 molar

Tabel: konsntrasi dan volume pada larutan standar (KI)

Tabung	Volume (ml)	Konsentrasi standar (Molar)
1	2	8 x 10-4
2	4	1,6 x 10-3
3	8	3,2 x 10-3
4	10	4 x 10-3
5	15	6 x 10-3

Dari table di atas kita dapat mengetahui konsentrasi larutan sampel I^- dengan cara membaca grafik standar berikut.

Dari grafik di atas kita peroleh konsentrasi larutan sampel I^- sebagai berikut:

Table : konsentrasi dan volume pada larutan sampel (I^-)

Tabung	Volume (ml)	Konsentrasi (molar)
1	3	2 x 10-4
2	3	4 x 10-3
3	3	5,45 x 10-3
4	3	5,5 x 10-3
5	3	5,75 x 10-3

Larutan Sampel

Perhitungan Mol I^- dan Pb²⁺  mula – mula

Untuk Tabung I

a.      Mol I^- mula – mula

Dik : konsentrasi KI 0,03 dan volumenya 2 ml

KI K⁺  +  I^-

Jadi , Mol I^- mula – mula dan Mol Pb²⁺   mula – mula yaitu :

Mol I^-         = konsentrasi x volume

                   = 0,03 M x 2 x 10^-3 l

                   = 6 x 10^-5 mol

b.     Mol Pb²⁺   mula – mula

Dik :  konsentrasi Pb(NO₃)₂ 0,012 Molar dan volumenya 5 ml  

Pb(NO₃)₂                          Pb²⁺  +   2NO₃

Mol Pb²⁺   = konsentrasi x volume

                   = 0,012 M x 5 x 10^-3

                   = 6 x 10^-5 mol

Perhitungan Mol I^- dan Pb²⁺  yang mengendap

Untuk tabung I

a.       Mol I^- yang mengendap

Dik : konsentrasi I^- yang mengendap 2 x 10^-4 yang volumenya 3 ml.

Mol I^-         = konsentrasi x volume

                   = 2 x 10^-4 x 3 x 10^-3

                   = 6 x 10^-7 mol

b.     Mol Pb²⁺   yang mengendap

PbI₂                            Pb²⁺  +  2I^-

Dik : mol I^- adalah 6 x 10^-7 mol

Mol Pb²⁺  = ½ x mol I^-

                         ⁼  ½ x 6 x 10^-7 mol

                   = 3 x 10^-7

 Perhitungan Mol I^- dan Pb²⁺  yang setimbang

Untuk tabung I

a.      Mol I^- setimbang

Mol I^-                    = (mol I^- mula – mula)  - (mol yang I^- yang mengendap )

                                = 6 x 10^-5 mol - 6 x 10^-7 mol

                                = 5,94 x 10^-7 mol

b.      Mol Pb²⁺  setimbang

Mol Pb²⁺               = (mol I^- mula – mula)  - (mol yang I^- yang mengendap )

                          = 6 x 10^-5 mol - 3 x 10^-7 = 5,97 x 10^-5 mol

Tabel :

Tabung	Mol I-			Mol Pb2+
	Awal	Mengendap	Setimbang	Awal	Mengendap	Setimbang
1	6 x 10-5	6 x 10-6	5,4 x 10-5	6 x 10-5	3 x 10-7	5,97 x 10-5
2	9 x 10-5	1,2 x 10-6	8,88 x 10-5	6 x 10-5	6 x 10-7	5,94 x 10-5
3	1,2 x 10-4	1,635 x 10-6	11,84 x 10-5	6 x 10-5	8,175 x 10-7	5,918 x 10-5
4	1,5 x 10-4	1,65 x 10-6	14,84 x 10-5	6 x 10-5	8,25 x 10-7	5,9175 x 10-5
5	3 x 10-4	1,725 x 10-6	2,98 x 10-4	1,2x 10-4	8,625 x 10-7	11,9 x 10-5

Ø  Hasil kali kelarutan

-       u/ tabung I

K_sp        = [Pb²⁺] [I^-]²

            = [5,4 x 10^-6] [5,97 x 10^-5]

            = 192,46  x 10^-16

                = 1,9246 x 10^-14

Table :

Tabung	Ksp
1	1,74 x 10-13
2	4,68 x 10-13
3	8,29 x 10-13
4	1,303 8,29 x 10-12
5	1,05 x 10-13

b.  Pembahasan

Pada praktikum ini bertujuan dalam penentuan hasil kali kelarutan garam, adapun Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah Kalsium karbonat Pb(NO₃)₂ dan KI . Hal yang terlebih dahulu dilakukan adalah pembuatan larutan sampel sebanyak 5 percobaan/tabung,  dengan cara mereaksikan Pb(NO₃)₂ dengan larutan KI. Kita buat sebanyak 5 percobaan/tabung dan dimana setiap tabung memiliki perbedaan volume Pb(NO₃)2 dan KI. Setelah itu kita menghitung adsorbansinya pada setiap tabung. Adapun hasil yang didapat pada campuran larutan ini adalah terbentuknya endapan berwarna kuning, hal ini terjadi karena hasil kali kelarutan Pb²⁺ dengan I^- kelewatan jenuh. Untuk mengetahui berapa banyak I^- dan Pb²⁺ mengendap kita dapat lihat dari grafik larutan sampel hubungan adsorbansi dengan konsentrasi I^-.

Setelah diketahui konsentrasi Pb²⁺ dan I^- yang mengendap, maka kita pun dapat menghitung K_sp sampel tersebut pada setiap tabung.  Adapun K_sp PbI₂ hasil perhitungan dari praktikum ini jauh berbeda dengan nilai K_sp PbI₂ secara teori , dimana secara teori K_sp PbI₂ yakni 1,4 x 10^-8 . Kesalahan ini terjadi mungkin karena kurang tepat dalam melakukan pengukuran volume zat larutan atau pemberian /pengisian larutan pada setiap tabung. Selain itu juga dapat disebabkan dalam pembacaan grafik standar yang kurang tepat, dimana kesalahan ini  menyebabkan penentuan konsentrasi yang mengendap tidak tepat.

VIII.       Kesimpulan

·         Cara penentuan Tetapan hasil kali kelarutan (Ksp) adalah  mengalikan konsentrasi ion-ion dalam larutan jenuh, masing-masing dipangkatkan dengan  koefisien reaksinya, dimana pada suhu tertentu terjadi keseimbangan antara ion-ion tersebut dengan padatan. Kita dapat juga melakukan dengan cara lain yaitu mengendapkan PbI₂ mencuci kelebihan ion yang ada dan melarutkan padatan garam inert yang terdapat dalam larutan.

·         Ksp dari tiap tabung

Ksp

1,74 x 10-13

4,68 x 10-13

8,29 x 10-13

1,303 8,29 x 10-12

1,05 x 10-13

                

Sedangkan secara teoritis Ksp PbI₂ adalah 1,4 x 10^-8

Pertanyaan :

1.      Berilah pernyataan dengan kata-kata tentang hasil kali kelarutan PbI₂ pada persamaan

Ksp = [Pb²⁺] [I^-]²

Jawab:

Konsentrasi kesetimbangan ion Pb²⁺ dan ion I^-  dalam larutan jenuh dapat dikaitkan dengan kelarutan PbI₂, yaitu sesuai dengan stoikiometri reaksi (perbandingan  koefisien reaksinya). Jika kelarutan PbI₂ dinyatakan dengan s, maka konsentrasi ion Pb²⁺ dalam  larutan  itu sama dengan s dan konsentrasi ion I^- sama dengan 2s. Dengan demikian, nilai tetapan hasil kali kelarutan (Ksp) PbI_2. dapat dikaitkan dengan nilai kelarutan. Sehingga hasil perkalian konsentrasi ion-ion dalam larutan jenuh, masing-masing dipangkatkan dengan  koefisien reaksinya, dimana pada suhu tertentu terjadi keseimbangan antara ion-ion tersebut dengan padatan.

2.      Jika 0,5 ml laruutan 0,012 M Pb(NO₃)₂ dicampur dengan 5 ml larutan 0,030 M KI akan terjadi endapan kuning PbI_2.

a.      Berapa jumlah mol Pb²⁺ mula-mula ?

Jawab

Mol mula-mula        = 0,012M x 0,0005 L =0,000006

b.       Berapa jumlah mol I^- mula- mula?

Jawab :

Mol mula-mula        = 0,030 M x 0,005 L =0,00015 mol

c.       Dalam kolorimetri, kesetimbangan larutan dianalisis I^- dan konsentrasi yang di peroleh 8 x 10^-3 mol/Liter. Berapa mol I^- yang ada dalam larutan mula-mula (10ml)

Jawab :

Mol I^-  = 8.10^-3 mol/Liter . 0.01 L

            =8. 10^-5 mol

d.     Berapa jumlah mol I^- yang mengendap?

Jawab

Mol I^-              = 8.10^-3 x 0.0005

                        = 4x10^-6 mol

e.      Berapa jumlah Pb²⁺ yang terendapkan ?