Laporan Praktikum Kesetimbangan Kimia

LAPORAN PRAKTIKUM
KESETIMBANGAN KIMIA

Disusun oleh :

Nama : Shafa Riandani
Kelas : XI MIPA

KESETIMBANGAN KIMIA
SMA ARRAHMAN DEPOK
2020/2021

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Reaksi kesetimbangan adalah reaksi dimana zat-zat hasil reaksi dapat bereaksi kembali membentuk zat-zat semula. Kesetimbangan kimia terjadi pada reaksi kimia yang reversibel. Reaksi reversibel adalah reaksi yang di mana produk reaksi dapat bereaksi balik membentuk reaktan. Reaksi-reaksi yang dilakukan di laboraturium pada umumnya berlangsung satu arah. Akan tetapi, ada juga reaksi yang dapat berlangsung dua arah atau dapat balik. Reaksi searah disebut juga reaksi irreversibel. Reaksi dapat balik atau dapat berubah menjadi zat-zat semula disebut dengan reaksi reversibel.

Kesetimbangan kimia adalah reaksi yang dapat berlangsung dalam dua arah, atau disebut dengan reaksi bolak-balik. Reaksi kesetimbang terjadi ketika konsentrasi zat reaktan dan konsentrasi zat produk adalah tetap terhadap waktu yang sedang berlangsung. Kesetimbangan memiliki sifat statis dan dinamis. Namun pada reaksi kimia, kesetimbangan bersifat dinamis. Artinya, saat tercapai kesetimbangan reaksi tidak berhenti, tetapi terus berlangsung. Saat dalam keadaan setimbang, zat-zat reaktan saling bereaksi sehingga molekul-molekul zat di produk (hasil reaktan) betambah. Dengan demikian, reaksi akan berlangsung terus-menerus ke dua arah dan laju yang sama.

Banyak peristiwa dalam kehidupan sehari-hari yang memanfaatkan proses kesetimbangan kimia. Pemanfaatan konsep kesetimbangan kimia diantaranya terjadi dalam proses penguapan air dan pengembunan air, kesetimbangan di lapisan atmosfer berupa pembentukan dan penguraian ozon dan lain sebagainya. Reaksi kesetimbangan juga banyak diterapkan dalam proses industri kimia. Tujuannya untuk memperoleh hasil produksi yang berkualitas tinggi dalam waktu yang relatif singkat. Oleh karena itu, para ahli kimia industri berusaha mencari metodeyang tepatagardapat memperoleh hasil produksi maksimal. Metode yang ditempuh yaitu membuat kesetimbangan bergeser ke arah produk dan menjaga agar produk tidak kembali menjadi zat awal. Selain itu, menggunakan bahan baku sehemat mungkin dan waktu yang singkat. Kondisi ini dinamakan kondisi ’’optimum”. Di antara industri kimia yang menerapkan kesetimbangan yaitu industri pembuatan amonia dan asam sulfat.Maka dari itu, percobaan tentang kesetimbangan kimia ini sangat penting untuk dapat dilakukan agar praktikan bisa mengetahui lebih jauh tentang kesetimbangan kimia ini.

1.2. Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui faktor-faktor apa saja yang dapat mempengaruhi kesetimbangan kimia. Menentukan pengaruh konsentrasi dalam suatu reaksi kesetimbangan

1.3. Manfaat Percobaan

Manfaat dari percobaan ini adalah praktikan akan mengetahui lebih jelas tentang bagaimana pengaruh suhu dan konsentrasi pada perubahan reaksi kesetimbangan kimia, dan mengetahui pula penyebab terbentuknya endapan serta proses reaksi kesetimbangan untuk dapat kembali ke keadaan semula.

BAB II

TINJAUAN KEPUSTAKAAN

Reaksi kimia berdasarkan arahnya dibedakan menjadi reaksi berkesudahan (satu arah) dan reaksi dapat balik (dua arah). Pada reaksi berkesudahan zat-zat hasil tidak dapat saling bereaksi kembali menjadi zat pereaksi. Reaksi dapat balik dapat berlangsung dalam dua arah, artinya zat-zat hasil reaksi dapat saling bereaksi untuk membentuk zat pereaksi kembali. Meskipun hampir semua reaksi merupakan reaksi dapat balik, tetapi tidak semua reaksi dapat balik dapat menjadi reaksi setimbang. Agar tercipta suatu reaksi setimbang diperlukan kondisi tertentu antara lain reaksinya bolak-balik, sistemnya tertutup, dan bersifat dinamis. Hukum kesetimbangan yaitu: bila suatu reaksi dalam keadaan setimbang, maka hasil kali konsentrasi zat-zat hasil reaksi dipangkatkan koefisiennya dibagi dengan hasil kali konsentrasi zat-zat pereaksi dipangkatkan koefisiennya akan mempunyai harga yang tetap. Tetapan kesetimbangan bagi suatu reaksi adalah khas untuk suatu reaksi dan harganya tetap pada suhu tertentu. Artinya setiap reaksi akan mempunyai harga tetapan kesetimbangan yang cenderung tidak sama dengan reaksi lain meskipun suhunya sama, dan untuk suatu reaksi yang sama harga K akan berubah jika suhunya berubah (Sudarmo, 2006).

Azaz Le Chatelier yaitu jika dalam suatu sistem kesetimbangan diberikan aksi, maka sistem akan berubah sedemikian rupa sehingga pengaruh aksi itu sekecil mungkin. Beberapa aksi yang dapat menimbulkan perubahan pada sistem kesetimbangan antara lain perubahan konsentrasi, perubahan volume, perubahan tekanan, dan perubahan suhu.

1. Perubahan konsentrasi

Bila ke dalam suatu sistem kesetimbangan, konsentrasi salah satu komponennya ditambah maka kesetimbangan akan bergeser dari arah penambahan itu, dan bila salah satu komponen dikurangi maka kesetimbangan akan bergeser ke arah pengurangan itu.

2. Perubahan volume

Penambahan air menyebabkan volume larutan menjadi (misalnya dua kali) lebih besar, sehingga konsentrasi masing-masing komponen akan mengalami perubahan. Hal tersebut menunjukkan bahwa adanya perubahan volume tidak menyebabkan pergeseran kesetimbangan untuk suatu reaksi.

3. Perubahan suhu

Perubahan suhu pada suatu reaksi setimbang akan menyebabkan terjadinya perubahan harga tetapan kesetimbangan (k). Pergeseran reaksi kesetimbangan akibat perubahan suhu ditentukan oleh jenis reaksinya, endoterm atau eksoterm. Menurut azaz Le Chatelier, jika sistem dalam kesetimbangan ke arah reaksi yang menyerap kalor (H positif).

4. Perubahan tekanan

Perubahan tekanan akan berpengaruh pada konsentrasi gas-gas yang ada pada kesetimbangan . oleh karena itu, pada sistem reaksi setimbang yang tidak melibatkan gas, perubahan tekanan tidak menggeser letak kesetimbangan.

PV = nRT → P = (n/V) RT

Dari persamaan itu dapat diketahui bahwa perubahan tekanan akan berakibat yang sebaliknya dengan perubahan volume. Artinya, bila tekanan diperbesar akan sama pengaruhnya dengan bila volume diperkecil, dan sebaliknya bila tekanan diperkecil akan berakibat yang sama dengan bila volume diperbesar.

5. Penambahan katalis pada reaksi setimbang

Adanya katalis dalam reaksi kesetimbangan tidak mengakibatkan terjadinya pergeseran letak kesetimbangan, tetapi hanya mempercepat tercapainya keadaaan setimbang (Sudarmo, 2006).

Pada reaksi yang berlangsung bolak balik, ada saat dimana laju terbentuknya produk sama dengan laju terurainya kembali produk menjadi reaktan. Pada keadaan ini, biasanya tidak terlihat lagi ada perubahan. Keadaan reaksi dengan laju reaksi maju (ke kanan) sama dengan laju reaksi baliknya (ke kiri) dinamakan keadaan setimbang. Reaksi yang berada dalam keadaan setimbang disebut Sistem Kesetimbangan. Ciri-ciri kesetimbangan kimia antara lain : hanya terjadi dalam wadah tertutup, pada suhu dan tekanan tetap, reaksinya berlangsung terus-menerus (dinamis) dalam dua arah yang berlawanan, laju reaksi maju (ke kanan) sama dengan laju reaksi balik (ke kiri), semua komponen yang terlibat dalam reaksi tetap ada, dan tidak terjadi perubahan yang sifatnya dapat diukur maupun diamati (Oxtoby, 2001).

Banyak reaksi-reaksi kimia yang berjalan tidak sempurna, artinya reaksi-reaksi tersebut berjalan sampai pada suatu titik dan akhirnya berhenti dengan meninggalkan zat-zat yang tidak bereaksi. Pada temperatur, tekanan dan konsentrasi tertentu, titik pada saat reaksi tersebut berhenti adalah sama. Hubungan antara konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi tetap. Pada saat ini reaksi dalam keadaan setimbang Pada saat setimbang, kecepatan reaksi ke kanan sama dengan kecepatan reaksi ke kiri. Kesetimbangan disini merupakan kesetimbangan dinamis, bukan kesetimbangan statis. Jadi sebenarnya reaksi masih ada tetapi karena kecepatannya sama, seakan-akan reaksi berhenti. Kesetimbangan dibagi menjadi homogen dan heterogen. Homogen bila kesetimbangan terdapat pada satu fase (gas, cairan tunggal, fase padat tunggal). Heterogen bila kesetimbangan terdapat dalam lebih dari satu fase (gas-padat, gas-cairan, padat-cairan, atau padat-padat) (Sukardjo, 1987).

Reaksi yang berlangsung setimbang bersifat dinamis, artinya reaksinyaberlangsung terus-menerus dalam dua arah yang berlawanan dan dengan laju reaksi yang sama. Contoh kesetimbangan dinamis dalam kehidupan sehari-hari dapat digambarkan pada proses penguapan air. Bila air dipanaskan dalam wadah tertutup rapat, airnya lama kelamaan akan habis berubah menjadi uap air. Tetapi belum sempat habis, uap air yang naik ke atas mengalami kejenuhan sehingga akan jatuh kembali menjadi embun. Apabila dibiarkan terus-menerus, kecepatan menguapnya air akan sama dengan kecepatan mengembunnya uap air menjadi air. Pada saat itu, tercapai keadaan setimbang dimana tidak nampak lagi adanya perubahan ketinggian air dalam wadah tertutup tersebut. Karena kesetimbangan bersifat dinamis, maka suatu reaksi yang berada dalam keadaan setimbang dapat mengalami gangguan oleh faktor-faktor tertentu yang mengakibatkan terjadi pergeseran kesetimbangan(Sukardjo, 1997).

Menurut hukum gas ideal, bahwa tekanan berbanding lurus dengan jumlah mol gas dan berbanding terbalik dengan volum. Jika tekanan diperbesar maka jumlah mol juga bertambah, dan volume akan mengecil maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang jumlah molnya lebih kecil. Begitu juga sebaliknya jika tekanan diperkecil maka jumlah mol juga akan kecil, dan volume akan besar maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang jumlah molnya lebih besar. Dengan demikian, dengan meningkatkan tekanan akan (mengurangi volume ruangan) pada campuran yang setimbang menyebabkan reaksinya bergeser ke sisi yang mengandung jumlah molekul gas yang paling sedikit. Sebaliknya, menurunkan tekanan (memperbesar volume ruangan) pada campuran yang setimbang menyebabkan reaksinya bergeser ke sisi yang mengandung jumlah molekul gas yang paling banyak. Sementara untuk reaksi yang tidak mengalami perubahan jumlah molekul gas (mol reaktan = mol produk), faktor tekanan dan volume tidak mempengaruhi kesetimbangan kimia (Firman, 2007)

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.

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

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

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

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

III. METODE PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

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.

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

3.2 Skema Percobaan

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.

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.

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.

Sistem Fe IIIIII 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 FeNO3NO33 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 FeNO3NO33 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.

Sistem Ion Cu IIII 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.

IV. DATA DAN HASIL PERCOBAAN

DATA PERCOBAAN

V. PEMBAHASAN ( 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

H2O

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

→ CH3Na +

H2O

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

dan ion tiosianat dalam air. Percobaan ini, larutan masing-masing akan ditambahkan dengan KCNS atau Fe

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

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.

VI. 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.

VII. Daftar Pustaka

Heltina,D. and Indriani,R.,2009.Biosorpsi Pb IIII Pada Jamur Trichoderma Asperrellum TNJ- 63. Jurnal Rekayasa Prosel, 311, pp.1-4.

Mutiah.,2007.Analisis Miskonsepsi Mahasiswa pada Empat Konsep Esensial Kesetimbangan Kimia.Jurnal Pijar Mipa, 711, pp.

Firman, H. 2007. Penelitian Pendidikan Kimia. Jurusan Kimia FMIPA UPI,

Bandung.

Oxtoby, D. W. 2001. Prinsip-Prinsip Kimia Modern, Edisi Kesepuluh, Jilid 1.

Erlangga, Jakarta.

Sukardjo. 1997. Kimia Fisika. Rineka Cipta, Yogyakarta.

Sukardjo. 1989. Kimia Anorganik. Jakarta: Radar Jaya Offset.

Sudarmo, Unggul. 2006. Kimia. PT Phibeta Aneka Gama, Jakarta.

LAMPIRAN

Gambar 1.1. Pengaruh suhu dan pengaruh konsentrasi pada kesetimbangan

Gambar 1.2. Pengaruh Volume pada kesetimbangan

Cari Blog Ini

Laporan Praktikum Kesetimbangan Kimia