Laporan Praktikum

Kimia Fisika II

Penentuan Koefisien Distribusi Tanggal Percobaan:

Selasa, 12-Mei-2014

Disusun Oleh:

Aida Nadia (1112016200068)

Kelompok 3 Kloter I:

Wiwiek Anggraini (1112016200045)

Millah Hanifah (1112016200073)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2014

I. Abstrak

Telah dilakukan praktikum mengenai Penentuan Koefisien Distribusi. Pada

percobaan kali ini menggunakan hukum distribusi Nernst dan dengan metode ekstraksi

cair-cair dengan ektraksi bertahap (batch) yang merupakan metode pemisahan dengan

menggunakan corong pisah. Pada percobaan kali ini digunakan larutan jenuh I2 dalam

Kloroform (CHCl3) sebanyak 25 ml yang ditambahkan dengan akuades sebanyak 200 ml,

lalu campuran kedua larutan ini di kocok selama 1 jam di dalam corong pisah. Setelah di

kocok selama 1 jam didapatlah hasil larutan membentuk 2 lapisan larutan, dimana pada

lapisan pertama berwarna jingga dan pada lapisan kedua berwarna ungu pekat. Kemudian

pada lapisan atas dan bawah larutan masing-masing dilakukan titrasi dengan natrium

tiosulfat pada larutan ini (duplo). Titik akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna

larutan menjadi bening (tak berwarna). Percobaan kali ini bertujuan untuk menentukan

koefisien distribusi I2 dalam sistem air-kloroform. Berdasarkan percobaan maka didapatlah

koefisien distribusi I2 dalam sistem air-kloroform yaitu 0,097.

Kata kunci : koefisien distribusi, , titrasi, hukum Nernst, ekstraksi cair-cair

II. Pendahuluan

Mari kita tinjau suatu sistem yang berisi campuran dari beberapa zat kimia yang

dapat bereaksi menurut persamaan: V1A1 + V2A2 + V3A3 + V4A4. Dengan prinsip

kesetimbangan muatan untuk persamaan reaksi di atas dapat dituliskan sebagai berikut:

0 = V3A3 + V4A4 - V1A1 - V2A2. Dengan menggunakan suatu perjanjian bahwa koefisien

stoikiometri, V1 (dibaca nu i) bertanda negatif untuk pereaksi dan bertanda positif untuk

hasil reaksi, maka persamaan diatas dapat dinyatakan dengan 0 = . Untuk

menyatakan apabila suatu reaksi berlangsung atau tidak dalam arah yang dituliskan maka

harus ditinjau apakah energi Gibbs dari campuran akan naik atau turun. Jika energi

Gibbsnya turun dengan berlangsung reaksi, maka reaksi akan berjalan spontan dengan arah

yang di tuliskan. Reaksi akan terus berlangsung dengan penurunan energi bebas Gibbs

sampai mencapai nilai minimum, yakni saat terjadi keadaan kesetimbangan. Sistem redoks

iodit (triiodida)-iodida I3-

+ 2e 3I-. Mempunyai potensial standar +0,54 V, karena itu

iodin adalah sebuah agen pengoksidasi yang jauh lemah lemah dari pada kalium

permangat, senyawa Serium(IV) dan kalium dikromat. Di lain pihak, ion iodida adalah

agen pereduksi yang termasuk kuat, lebih kuat, sebagai contoh dari ion Fe(II).

Dalam proses-proses analitis, iodin dipergunakan sebagai agen sebuah pengoksidasi

(iodimetri), dan ion iodida digunakan sebagai agen pereduksi (iodometri). Dapat dikatakan

bahwa hanya sedikit saja substansi yang cukup kuat sebagai unsur reduksi untuk dititrasi

langsung dengan iodin. Karena itu, jumlah dari penentuan iodometrik adalah sedikit.

Namun, demikian, banyak agen pengoksidasi yang cukup kuat untuk bereaksi secara

lengkap dengan ion iodida, dan aplikasi dari proses iodometrik cukup banyak. Kelebihan

dari ion iodida ditambahkan ke dalam agen pengoksidasi yang sedang ditentukan,

membebaskan iodin yang kemudian dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat. Reaksi antara

iodin dengan tiosulfat berlangsung sempurna. Jika kedalam sistem dua fasa cair yang tak

dapat saling bercampur ditambahkan zat ketiga yang dapat melarut pada keduanya maka

zat ketiga akan terdistribusi diantara kedua fasa tadi dalam jumlah tertentu. Bila larutan

jenuh I2 dalam CHCl3 dikocok dengan air dan dalam CHCl3. Setelah tercapai

kesetimbangan perbandingan perbandingan konsentrasi I2 dalam air dan kloroform pada

temperatur tetap juga tetap. Kenyataan ini akibat langsung hukum termodinamika pada

kesetimbangan. (Milama, 2014: 23-24)

Hukum distribusi: metode ini dapat digunakan untuk menentukan aktivitas zat

terlarut dalam satu pelarut jika aktivitas zat terlarut dalam pelarut lain diketahui, asalkan

kedua pelarut tidak tercampur sempurna satu sama lain. (Dogra, 2009: 604)

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. 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 (Purwani,

2008).

Dalam distribusi Nernst untuk dua pelarut yang tidak saling melarutkan, seperti air

dan karbontetraklorida, ketika dicampurkan maka akan terbentuk dua fasa yang terpisah.

Jika kedalamnya ditambahkan zat terlarut yang dapat larut di kedua fasa tersebut, seperti

iodium yang dapat larut dalam air dan CCl4, maka zat terlarut akan terdistribusi di kedua

pelarut (yang berbeda fasa) tersebut, sampai tercapai keadaan kesetimbangan. Pada saat

tersebut potensial kimia zat terlarut di fasa 1 sama dengan potensial kimianya di fasa 2,

. Jika kedua larutan encer ideal, maka , sehingga saat

kesetimbangan:

dan:

, karena

dan tidak bergantung pada komposisi,

maka pada T tetap,

. dengan k koefisien distribusi atau koefisien partisi yang

harganya tidak bergantung pada konsentrasi zat terlarut pada T yang sama.

Jika larutan sangat encer, maka fraksi mol sebanding dengan kemolalan atau

kemolaran sehingga:

, dengan dan tidak bergantung pada konsentrasi di

kedua fasa. Persamaan pertama kali dikemukakan oleh Nernst sehingga persamaan tersebut

dikenal dengan hukum distribusi Nernst. Perlu dicatat bahwa hukum ini hanya berlaku bagi

spesi molekul yang sama di kedua larutan. Koefisien distribusi, seperti halnya tetapan-

tetapan kesetimbangan lainnya bergantung pada suhu. Hukum distribusi Nernst ini

terutama digunakan pada proses ekstrasi. Dilaboratorium ekstraksi seringkali dilakukan

untuk menghilangkan atau memisahkan zat terlarut dalam larutan dengan pelarut air yang

diekstraksi dengan pelarut lain seperti eter, kloroform, karbondisulfida, atau benzene.

Dalam proses ini penting untuk diketahui berapa banyak pelarut dan berapa kali ekstraksi

harus dilakukan agar diperoleh derajat pemisahan yang diinginkan. Jika zat terlarut

terdistribusi diantara dua pelarut yang tidak saling melarutkan dan zat terlarut tersebut tidak

mengalami asosiasi, disosiasi atau reaksi dengan pelarut maka dimungkinkan untuk

menghitung jumlah terlarut yang dapat diambil atau diekstraksi melalui sekian kali

ekstraksi. (Mulyani,S dan Hendrawan, 2014: 23-24)

Koefisien distribusi atau koefisien partisi (partition coefficient), didefinisikan

sebagai perbandingan antara fraksi berat solute dalam fase K ekstrak , (xC)E dibagi dengan

fraksi berat solute dalam fase rafinat, (XC)R pada keadaan kesetim-bangan. Parameter

penting dalam ekstraksi cair-cair meliputi : koefisien distribusi, selektivitas solven, dan

perbandingan solven/umpan. (Kasmiyatun, 2010)

Tiga metode dasar pada ekstraksi cair-cair adalah ekstraksi bertahap (batch),

ekstraksi kontinu, dan ekstraksi counter current. Ekstraksi bertahap merupakan cara yang

paling sederhana. Caranya cukup dengan menambahkan pelarut pengekstraksi yang tidak

bercampur dengan pelarut semula, kemudian dilakukan pengocokkan sehingga terjadi

kesetimbangan konsentrasi zat yang akan diekstraksi dengan pada kedua lapisan, setelah ini

tercapai lapisan didiamkan dan dipisahkan. Metode ini sering digunakan dalam pemisahan

analitik. Kesempurnaan ekstraksi tergantung pada banyaknya ekstraksi yang dilakukan.

Hasil yang baik diperoleh jika jumlah pelarut sedikit. (Milama, 2014: 24)

III. Material dan Cara Kerja

A. Material

Alat:

Gelas kimia 100 ml

Batang pengaduk

Labu erlenmeyer 250 ml 4 buah

Pipet tetes 2 buah

Gelas ukur 25 ml dan 100 ml

Corong pisah

Buret 50 ml

Statif dan klem

Bahan:

Akuades

Larutan jenuh I2 dalam Kloroform (CHCl3)

Indikator amilum

Larutan Na2S2O3 0,1 N

B. Cara Kerja

1. Mengukur 25 ml larutan jenuh I2 dalam CHCl3 dan memasukkannya dalam corong

pisah.

2. Menambahkan 200 ml akuades dalam corong pisah.

3. Mengocok campuran tersebut selama 60 menit.

4. Mendiamkan larutan tersebut hingga terbentuk 2 lapisan.

5. Memisahkan kedua lapisan tersebut melalui corong pisah.

6. Memipet 5 ml larutan tiap lapisan. Masing-masing lapisan atas 2 kali dan lapisan

bawah 2 kali.

7. Menitrasi larutan tersebut dengan Na2S2O3 0,1 N hingga analit bening dengan

menggunakan indikator amilum 3 tetes. Mencatat volume titran.

IV. Hasil Praktikum dan Pembahasan

A. Hasil Praktikum

Hasil Pengamatan:

A. Hasil pengamatan dan Gambar Hasil Percobaan

Larutan jenuh I2 dalam CHCl3 - Volume = 25 ml

- Larutan berwarna ungu pekat

Larutan jenuh I2 dalam CHCl3 +

akuades dikocok di corong pisah

- Volume akuades = 200 ml

- Dikocok selama 1 jam

Setelah di kocok dan didiamkan - Hasil:

- Terbentuk 2 lapisan larutan,

yaitu:

* Pada lapisan pertama larutan

berwarna orange

* Pada lapisan kedua larutan

berwarna ungu pekat

Titrasi dengan larutan Na2S2O3 0,1 N

pada lapisan bawah yang berwarna

ungu + indikator amilum (titrasi

dilakukan duplo)

- Volume lapisan bawah yang akan di

titrasi = 5 ml

- Volume indikator amilum = 3 tetes

- Titik akhir titrasi sampai analitnya

menjadi tak berwarna (bening)

- Volume titrasi pertama = 0-15 ml =

15 ml

- Volume titrasi kedua = 15-31 ml =

16 ml

Titrasi dengan larutan Na2S2O3 0,1 N

pada lapisan atas yang berwarna jingga

+ indikator amilum

- Volume lapisan atas yang akan di

titrasi = 5 ml

- Volume indikator amilum = 3 tetes

- Titik akhir titrasi sampai analitnya

menjadi tak berwarna (bening) dan

terdapat 2 fase.

- Volume titrasi pertama = 31-32,5 ml

= 1, 5 ml

- Volume titrasi kedua = 32,5 - 34 ml

= 1, 5 ml

Persamaan reaksi:

2 S2O32-

+ I2 S4O62-

+ 2I-

2 Na2S2O3 + 2 I- Na2S2O6 + 2 NaI

Perhitungan:

- Volume Na2S2O3 yang digunakan untuk titrasi I2 dalam CHCl3 (lapisan

bawah yang ungu)

Titrasi I : 15 mL

Titrasi II : 16 mL

Volume rata-rata =

= 15,5 mL

- Volume Na2S2O3 yang digunakan untuk titrasi I2 dalam H2O (lapisan atas

yang jingga)

Titrasi I : 1,5 mL

Titrasi II : 1,5 mL

Volume rata-rata =

= 1,5 mL

- Konsentrasi I2 pada lapisan air (CH2O)

- Konsentrasi I2 pada lapisan CHCl3 (CCHCl3)

- Koefisien distribusi (Kd)

Kd =

B. Pembahasan

Pada praktikum kali ini dilakukan percobaan mengenai koefisien distribusi.

Pada praktikum kali ini menggunakan hukum distribusi Nernst, dimana menurutnya

bila ke dalam zat yang tidak saling bercampur dimasukkan solute yang dapat larut

dalam kedua pelarut tersebut, maka akan terjadi pembagian solute dengan perbandingan

tertentu. Kedua pelarut tersebut umumnya pelarut organik dan air, pelarut organik yang

digunakan dalam praktikum kali ini yaitu kloroform (CHCl3). Dalam praktek solute

akan terdistribusi dengan sendirinya kedalam kedua pelarut tersebut setelah dikocok

akan dibiarkan terpisah. Percobaan kali ini merupakan proses ekstraksi cair-cair dengan

metode ekstraksi bertahap (batch). Ekstraksi bertahap merupakan cara yang paling

sederhana. Caranya cukup dengan menambahkan pelarut pengekstraksi yang tidak

bercampur dengan pelarut semula, kemudian dilakukan pengocokkan sehingga terjadi

kesetimbangan konsentrasi zat yang akan diekstraksi dengan pada kedua lapisan,

setelah ini tercapai lapisan didiamkan dan dipisahkan. Metode ini sering digunakan

dalam pemisahan analitik. Kesempurnaan ekstraksi tergantung pada banyaknya

ekstraksi yang dilakukan. Hasil yang baik diperoleh jika jumlah pelarut sedikit.

(Milama, 2014: 24)

V. Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan:

Hasil ekstraksi cair-cair terbentuknya 2 lapisan pada corong pisah, pada lapisan atas

larutan berwarna jingga dan lapisan bawah berwarna ungu pekat.

Titik akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna menjadi tidak berwarna (bening).

Koefisien distribusi I2 dalam sistem air-kloroform berdasarkan hasil percobaan yaitu

0,097.

VI. Referensi

Dogra, S.K. 1990. Kimia Fisik dan Soal-soal. Jakarta: UI-Press.

Milama, Burhanudin. 2014. Panduan Praktikum Kimia Fisika 2. Jakarta: UIN P.IPA

FITK-Press.

Mulyani, S., dan Hendrawan. 2014. Kimia Fisika II. Bandung: UPI-Press.

Kasmiyatun, M. 2010. Ekstraksi Asam Sitrat dan Asam Oksalat: Pengaruh Konsentrasi

Solut Terhadap Koefisien Distribusi. http://eprints.undip.ac.id/27990/1/C-08.pdf .

Diakses pada tanggal 18 Mei 2014 pada pukul 22.37 WIB.

Purwani, dkk . 2008 . Ekstraksi Konsentrat Neodimium Memakai Asam di-2-etil heksil.

http://jurnal.sttn-batan.ac.id/wp-

content/uploads/2008/12/46_SDMIV_MVPurwani439-447.pdf . 2008 . Diakses pada

tanggal 25 April 2014 Pada Pukul 23.10 WIB.

Lampiran

Post test

1. Apa yang dimaksud dengan koefisien distribusi?

Jawab: Koefisien distribusi adalah perbandingan konsentrasi kesetimbangan zat terlarut

dalam dua pelarut yang tidak saling bercampur.

2. Berdasarkan hasil pengamatan, apakah iodine lebih mudah larut dalam kloroform atau

air? Jelaskan!

Jawab: Iodin lebih mudah larut dalam kloroform dan hanya sedikit larut dalam air. Hal

ini disebabkan karena iodin bersifat non-polar sehingga lebih mudah larut dalam pelarut

non-polar dalam hal ini yaitu kloroform sedangkan didalam air hanya sedikit larut karena

air bersifat polar.

3. Jelaskan manfaat dari koefisien distribusi!

Jawab: Manfaat dari koefisien distribusi adalah dapat mengetahui sebaran zat-zat di

antara dua pelarut, dan dapat mengetahui konsentrasi zat terlarut pada masing-masing zat

pelarut.