Konstanta Kesetimbangan

I. Title of the experiment : Equilibrium Constants

II. Day/date of the experiment : Monday / April 14th, 2013

III. Purpose of the experiment :

1. Understanding the equilibrium constant of a reaction

2. Observing that the equilibrium constant does not depend on the initial

concentration of the reaction.

IV. Basic Theory

Reaksi kimia terdiri dari 2 macam yaitu, reaksi irreversible dan

reaksi reversible. Reaksi irreversible adalah reaksi kimia yang tidak dapat

dapat kembali lagi menjadi reaktan setelah terbentuknya suatu produk.

Reaksi reversible adalah suatu reaksi kimia yang berlangsung dua arah,

yaitu produk dapat membentuk reaktan kembali. Pada reaksi

kesetimbangan kimia, dapat terjadi reaksi dua arah (reversible).

Kesetimbangan kimia adalah suatu reaksi kimia dimana jumlah

pereaksi dan jumlah hasil reaksinya tidak berubah lagi dengan membentuk

komposisi tertentu dari pereaksi dan hasil reaksi pada suhu tertentu.

Walaupun secara makroskopis tidak terjadi perubahan namun secara

mikroskopis, perubahan tetap berlangsung (bersifat dinamis) hanya tak

dapat diamati, yakni perubahan pereaksi dan hasil reaksi dengan laju yang

sama tetapi arahnya berlawanan. Oleh karena itu, kesetimbangan kimia

disebut juga kesetimbangan dinamik dengan notasi . Misalnya :aA + bB cC + dD

Ada empat aspek dasar keadaan kesetimbangan, yaitu : keadaan kesetimbangan tidak menunjukkan perubahan makroskopik yang nyata,

keadaan kesetimbangan dicapai melalui proses yang berlangsung spontan, keadaan kesetimbangan menunjukkan keseimbangan dinamik antara proses maju atau balik dan keadaan kesetimbangan adalah sama walaupun arah pendekatannya berbeda.

Tetapan kesetimbangan (K) adalah hasil kali produk dipangkatkan

koefisien reaksinya dibagi hasil kali reaktan dipangkatkan koefisien

reaksinya. Tetapan kesetimbangan mempunyai nilai yang tetap pada suhu

tertentu. Jika reaktan dan produk dinyatakan dengan konsentrasi, maka

tetapan kesetimbangan ditulis dengan simbol Kc. Misalnya untuk reaksi:

aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g)

maka nilai

Bila konstanta kesetimbangan (Kc) kecil (Kc < 1), berarti pada

keadaan kesetimbangan, konsentrasi produk adalah kecil, sehingga

konstanta kesetimbangannya juga kecil, hal ini menunjukkan reaksi bolak-

balik tidak berlangsung dengan baik. Bila konstanta kesetimbangan (Kc)

besar (Kc > 1) berarti pada keadaan setimbang konsentrasi reaktan adalah

kecil, sehingga harga konstanta kesetimbangan yang besar menunjukkan

bahwa reaksi berlangsung bolak-balik dengan baik.

Konstanta kesetimbangan (Kc) memiliki beberapa fungsi, yaitu :

- Meramalkan reaksi kesetimbangan secara kualitatif, yaitu jika

harga Kc besar, maka reaksi kesetimbangan banyak mengandung

produk, dan sebaliknya.

- Meramalkan arah reaksi kesetimbangan, yaitu jika QKc, maka

reaksi berlangsung ke kiri. Q adalah hasil bagi antara konsentrasi

produk dan reaktan pada keadaan apapun.

A. Aturan yang harus diperhatikan dalam menghitung Kc adalah :

1. Jika zat-zat terdapat dalam kesetimbangan berbentuk padat dan gas

yang dimasukkan dalam, persamaan kesetimbangan hanya zat-zat

yang berbentuk gas saja sebab konsentrasi zat padat adalah tetap

den nilainya telah terhitung dalam harga Kc itu.

Contoh : C(s) + CO2(g) 2CO(g)

Kc = (CO)2 / (CO2)

2. Jika kesetimbangan antara zat padat dan larutan yang dimasukkan

dalam perhitungan Kc hanya konsentrasi zat-zat yang larut saja.

Contoh : Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s)

Kc = (Zn2+) / (CO2+)

3. Untuk kesetimbangan antara zat-zat dalam larutan jika pelarutnya

tergolong salah satu reaktan atau hasil reaksinya maka konsentrasi

dari pelarut itu tidak dimasukkan dalam perhitungan Kc.

Contoh : CH3COO-(aq) + H2O(l) CH3COOH(aq) + OH-(aq)

Kc = (CH3COOH) x (OH-) / (CH3COO-)

Menurut Le Chatelier, suatu sistem kesetimbangan akan tetap

mempertahankan posisinya jika terdapat perubahan yang mengakibatkan

terjadinya pergeseran reaksi kesetimbangan. Ada beberapa faktor yang

mempengaruhi pergeseran reaksi kesetimbangan, yaitu :

1. Perubahan Konsentrasi

Jika konsentrasi reaktan diperbesar, maka reaksi kesetimbangan akan

bergeser ke produk, demikian sebaliknya.

2. Perubahan Volume

Jika volume diperbesar, reaksi kesetimbangan bergeser ke jumlah

koefisien zat yang besar, sebaliknya jika diperkecil volumenya, maka

reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah koefisien zat yang

kecil. Tetapi perubahan volume tidak berpengaruh jika jumlah

koefisien reaktan dan produk sama.

3. Perubahan Tekanan

Merupakan kebalikan dari perubahan volume. Jika tekanan diperbesar

maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah koefisien

zat yang lebih kecil, demikian sebaliknya.

4. Perubahan Suhu

Jika suhu dinaikkan, reaksi bergeser ke reaksi endoterm. Sedangkan

jika suhu diturunkan, reaksi bergeser ke eksoterm. Perubahan suhu

mengakibatkan perubahan harga tetapan kesetimbangan.

5. Katalis

Penambahan katalis tidak akan menggeser reaksi kesetimbangan

karena katalis hanya berfungsi mempercepat laju reaksi.

Untuk praktikum ini reaksi esterifikasi yang terjadi adalah sebagai

berikut

CH3COOH(aq) + C2H5OH(aq) CH3COOC2H5 (aq) + H2O (l)

Reaksi ini berlangsung sangat lambat, untuk mempercepat diberi katalis

berupa ion H+ dari larutan HCl 2N. Untuk mencapai kesetimbangan

diperlukan waktu +1 minggu atau minimal 3 hari. Konsentrasi reaktan

atau produk dapat ditentukan dengan titrasi yang dilakukan dengan cepat

agar tidak mengganggu kesetimbangan secara nyata. Tetapan

kesetimbangan dari reaksi dapat dihitung menggunakan persamaan:

Kc teoritis dari reaksi esterifikasi ini adalah 4,2 x 10-2

V. Alat dan Bahan

A. Alat-alat

1. Buret 50 mL 1 buah

2. Statif dan klem - 1 buah

3. Gelas kimia 200 mL 1 buah

4. Erlenmeyer 250 mL 5 buah

5.Gelas ukur 25 mL 1 buah

6. Pipet tetes - secukupnya

B. Bahan-bahan

1. NaOH 2 N

2. Indikator PP

3. HCl

4. Etanol absolute

5. Asam Asetat

6. Aluminium foil

VI. Alur Kerja

(Larutan Blanko)

5 mL HCl 2N2N Dimasukkan ke dalam

Erlenmeyer

Ditambahkan 2 tetes indikator PP

Dititrasi dengan larutan NaOH

Volume NaOH

V1= 3,5 mL

V2= 3,5 mL

V3= 3,8 mL

Volume NaOH

V1= 6,8 mL

V2= 5,2 mL

V3= 4,6 mL

V4= 3,8 mL

Dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan ditutup dengan rapat

Disimpan selama 3 hari

Dicatat suhu tempat penyimpanan


Dititrasi dengan larutan NaOH 2N

5 mL HCl 2N+

1 mL Etanol +

4 mL Asam

Asetat

5 mL HCl 2N+

2 mL Etanol +

3 mL Asam

Asetat

5 mL HCl 2N+

3 mL Etanol +

2 mL Asam

Asetat

5 mL HCl 2N+

4 mL Etanol +

1 mL Asam

Asetat

VII. Hasil Pengamatan

NO PROSEDUR PERCOBAAN HASIL PENGAMATAN DUGAAN REAKSI KESIMPULANSEBELUM SESUDAH1.

2.

HCl: larutan tidak

berwarna

NaOH: larutan

tidak berwarna

PP: larutan tidak

berwarna

HCl: larutan tidak

berwarna

Asam asetat:

larutan tidak

berwarna, bau (+)

NaOH: larutan

tidak berwarna

PP: larutan tidak

HCl + NaOH:

Larutan tidak

berwarna

Setelah ditetesi PP:

Larutan tidak

berwarna

Setelah dititrasi:

Larutan berwarna

merah muda

V1= 3,5 mL

V2= 3,5 mL

V3= 3,8 mL

HCl + etanol +

asam asetat:

Larutan tidak

berwarna dan bau

seperti balon

Setelah ditetesi PP:

Larutan tidak

berwarna

Setelah dititrasi:

HCl(aq) + NaOH(aq)

NaCl(aq) + H2O(l)

H3COOH(aq) +

C2H5OH(aq) CH3COOC2H5(aq) +

H2O(l)

CH3COOCH2(aq)+

NaOH(aq) CH3COONa(aq)+ CH3CH2OH(aq)

Terjadi reaksi

esterifikasi ditandai

dengan bau seperti

balon dan

menghasilkan Kc

sebesar:

Kc1= -2, 1325 mol/L

Kc2= -8,5387 mol/L

Kc3= 8,9189 mol/L

Kc4= 8, 2849 mol/L

(Larutan Blanko)

5 mL HCl 2N

2N Dimasukkan ke dalam Erlenmeyer


Dititrasi dengan larutan NaOH

Volume

NaOH

V1= 3,5 mL

V2= 3,5 mL

V3= 3,8 mL

5 mL HCl 2N+

1 mL Etanol +

4 mL Asam AsetatDimasukkan ke dalam erlenmeyer dan ditutup dengan rapat

Disimpan selama + 1 minggu (min. 3 hari)




Ditentukan mol etanol absolut dan mol asam asetat

Volume NaOH (mL)

5 mL HCl 2N+

4 mL Etanol +







Volume NaOH (mL)

5 mL HCl 2N+

2 mL Etanol +







Volume NaOH (mL)

5 mL HCl 2N+

3 mL Etanol +







Volume NaOH (mL)

VIII. Analisis dan Pembahasan

Pada praktikum konstanta kesetimbangan ini didapat data sebagai

berikut :

Untuk 5 mL larutan HCl (larutan blanko) yang jernih dan tidak

berwarna lalu diberi 2 tetes indikator phenolphtalein maka larutan tetap

jernih, tak berwarna. Lalu larutan dititrasi dengan larutan NaOH 2N,

setelah mencapai titik ekivalen larutan menjadi jernih dan berwarna merah

muda. Titik ekivalen tercapai setelah dititrasi dengan NaOH dengan rata-

rata 3,6 mL.

Untuk erlenmeyer I yang berisi 5 mL HCl 2N + 1 mL Etanol + 4

mL Asam Asetat, maka larutan tersebut jernih dan tak berwarna. Sebelum

dititrasi ditetesi 2 tetes indikator phenolphtalein larutan tetap jernih dan tak

ber. Larutan dititrasi dengan larutan NaOH 2N hingga mencapai titik

ekivalen. Titik ekivalen tercapai saat larutan menjadi jernih dan berwarna

merah muda. Titik ekivalen tercapai setelah dititrasi dengan NaOH

sebanyak 6,8 mL.

Untuk erlenmeyer II yang berisi 5 mL HCl 2N + 2 mL Etanol + 3






sebanyak 5,6 mL.

Untuk erlenmeyer III yang berisi 5 mL HCl 2N + 3 mL Etanol + 2






sebanyak 4,6 mL.

Untuk erlenmeyer IV yang berisi 5 mL HCl 2N + 4 mL Etanol + 1






sebanyak 3,8 mL.

Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui konstanta

kesetimbangan suatu reaksi dan memperhatikan bahwa konstanta

kesetimbangan tidak bergantung pada konsentrasi awal reaksi. Untuk

membuktikan bahwa konstanta kesetimbangan tidak bergantung pada

konsentrasi awal reaksi, maka dibuat 4 macam larutan yang sama dengan

perbandingan konsentrasi awal reaktan yang berbeda. Reaktan terdiri atas

asam asetat (CH3COOH) dan etanol (C2H5OH) yang akan bereaksi

membentuk etil asetat (CH3COOC2H5) dengan reaksi esterifikasi. Berikut

adalah reaksi yang terjadi:

CH3COOH(aq) + C2H5OH(aq) CH3COOCH2CH3(aq) + H2O(l)Dalam erlenmeyer, selain kedua reaktan tersebut juga terdapat HCl dengan

jumlah yang sama untuk masing-masing tabung. Fungsi penambahan HCl

ini sebagai katalis karena HCl akan terion dalam air menghasilkan ion H+

yang dapat mempercepat laju reaksi eseterifikasi.

Setelah semua larutan dimasukkan dalam erlenmeyer, segera

ditutup dengan Aluminium Foil agar etanol tidak menguap serta disimpan

dalam lemari tertutup. Selain itu, penutupan dengan Aluminium Foil serta

penyimpanan dalam lemari tertutup juga untuk mempertahankan suhu

dalam tabung agar tidak berubah secara drastis selama reaksi esterifikasi

berjalan. Jika terjadi perubahan suhu terjadi secara drastis, maka reaksi

kesetimbangan akan terganggu karena reaksi reversible dapat berjalan

sempurna jika suhunya konstan. Setelah itu, erlemmeyer yang telah

ditutup rapat disimpan selama 3 hari. Hal ini dilakukan karena reaksi

esterifikasi berjalan sangat lambat meskipun telah diberi katalis berupa

larutan HCl.

Setelah disimpan selama 3 hari maka ester terbentuk, larutan

tersebut kemudian di titrasi dengan NaOH 2N. Akan tetapi, sebelumnya

terlebih dahulu dilakukan titrasi terhadap larutan blanko (HCl 2N) dengan

NaOH 2N untuk mengetahui konsentrasi ion H+ yang menjadi katalis pada

reaksi esterifikasi. Setelah titrasi larutan blanko, selanjutnya dilakukan

titrasi terhadap larutan ester dengan bantuan indikator PP. Hal ini karena

PP memiliki trayek pH antara 8,0 9,6. Rentang trayek ini sesuai untuk

titrasi etanol dan asam asetat yang memiliki titik ekuivalen pada rentang

trayek tersebut. Reaksi ester saat di titrasi dengan NaOH :

CH3COOC2H5(aq)+ NaOH(aq) CH3COONa(aq)+ CH3CH2OH(aq)Titik ekuivalen dicapai saat tejadi perubahan warna dari larutan jernih

tidak berwarna menjadi jernih dan berwarna merah muda.

Dari data dilakukan perhitungan-perhitungan, yang pertama adalah

menghitung mmol HCl blanko dengan persamaan berikut :

mol ekivalen H+ = mol ekivalen OH-

Selanjutnya menghitung mol mula-mula untuk etanol dan asam asetat

dengan menggunakan persamaan berikut :

Mol Etanol =

Mol Asam Asetat =

Dimana massa jenis etanol 0,79 g/mL dan massa molarnya 46 g/mol,

sedangkan untuk asam asetat massa jenisnya 1,05 g/mL dan massa

molarnya 60 g/mol. Perhitungan dilanjutkan dengan menghitung mol

titrasi dengan menggunakan persamaan berikut :

mol ekivalen H+ = mol ekivalen OH-

Untuk menghitung mol CH3COOH sisa menggunakan persamaan berikut :

mol H+ sisa = mol ekivalen H+ mol blanko

Setelah diketahui mol sisa dari seluruh zat, maka dapat dihitung konstanta

kesetimbangannya denga persamaan berikut :

Setelah dilakukan langkah praktikum dan perhitungan sesuai dengan

yang di atas didapat nilai Kc untuk erlenmeyer I, II, III, IV, berturut turut

adalah -2,1325 ; -8,5387 ; 8,9189 ; 8,2849.

IX. Diskusi

Setelah dilakukan langkah praktikum dan perhitungan sesuai dengan

yang di atas didapat nilai Kc untuk erlenmeyer I, II, III, IV, berturut turut

adalah -2,1325 ; -8,5387 ; 8,9189 ; 8,2849.

Hasil dari perhitungan Kc tidak sesuai dengan nilai Kc secara teoritis

yaitu 4,2 x 10-2 . Selain itu nilai Kc untuk erlenmeyer I dan II memiliki

perbedaan yang signifikan dengan nilai Kc untuk erlenmeyer III dan IV

dimana pada Erlenmeyer I dan II menghasilkan Kc yang bernilai minus.

Namun, nilai Kc untuk erlenmeyer III dan IV memiliki nilai yang dekat

rangenya. Dengan begitu dapat terbukti jika nilai Kc tidak dipengaruhi

oleh konsentasi awal.

Untuk ketidaksesuain nilai Kc hasil praktikum dan secara teoritis

dapat berbagai hal. Pertama, karena pada saat titrasi, pada saat tetes

terakhir warna berubah terlalu merah atau terlalu jauh dari titik ekivalen.

Hal ini dikarenakan titrasi yang dilakukan tidak sesuai dengan standar

titrasi. Titrasi pada percobaan ini dilakukan dengan konsentrasi 2N dan

volume yang terlalu kecil. Hal ini menyebabkan kesalahan yang terjadi

pada titrasi terlalu besar sehingga hasil perhitungan Kc yang diperoleh

juga tidak terlalu akurat. Titrasi yang baik seharusnya dilakukan dengan

konsentrasi 0.1 M dan volume 50 mL. Kedua, penyimpanan larutan yang

kurang sempurna. Suhu lemari penyimpanan dianggap sama seperti suhu

kamar pada saat awal menyimpan. Akan tetapi pada saat dikeluarkan

setelah disimpan selama beberapa hari, suhu ruang penyimpanan dan

erlenmeyer jauh lebih dingin daripada suhu ruang. Namun tidak diketahui

suhu ruangnya karena tidak dilakukan pengukuran suhu ruang akibat

keterbatasan termometer pengukur suhu ruang. Ketiga, karena kurang

rapatnya tutup Aluminium Foil dalam menutup erlenmeyer.

X. Kesimpulan

Dari praktikum konstanta kesetimbangan yang telah dilakukan

didapat nilai Kc untuk erlenmeyer I, II, III, IV, berturut turut adalah

-2,1325 ; -8,5387 ; 8,9189 ; 8,2849., tidak sesuai dengan Kc secara teori

yaitu 4,2 x 10-2 . Namun nilai Kc antara tabung III, dan IV memiliki range

yang tidak terlalu jauh, maka terbukti jika nilai Kc tidak dipengaruhi oleh

konsentrasi awal larutan.

XI. Jawaban Pertanyaan

1.

2. Penambahan larutan HCl pada proses esterifikasi berfungsi sebagai

katalis. Sehingga dapat mempercepat jalannya reaksi esterifikasi dan

mempercepat mencapai keadaan setimbang dengan cara menurunkan

energi aktivasi.

Erlenmeyer

I

Erlenmeyer

II

Erlenmeyer

III

Erlenmeyer

IVV NaOH (mL) 6,8 5,6 4,6 3,8

mol CH3COOH 0,07 0,0525 0,035 0,0175mol CH3CH2OH 0,017 0,0343 0,0515 0,0687

mol

CH3COOCH2CH30,0636 0,0485 0,0330 0,0171

Kc -2,1325 -8,5387 8,9189 8,2849

3. Persamaan reaksi esterifikasi :

CH3COOH(aq) + C2H5OH(aq) CH3COOCH2CH3(aq) + H2O(l)

4.

Kc1 = -2,1325 mol/L

Kc2 = -8,5387 mol/L

Kc3 = 8,9189 mol/L

Kc4 = 8,2849 mol/L

DAFTAR PUSTAKA

Keenan, et-al.1991. Ilmu Kimia Untuk Universitas. (terjemahan

A.H.Pudjaatmaka). Jakarta: Erlangga.

Rohman. Ijang . 2004 . Common Text Book : Kimia Fisika I. Edisi revisi. Malang :

Universitas Negeri Malang.

Tjahjani, Siti.dkk. 2012. Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika II. Surabaya :

Laboratorium Kimia Fisika UNESA.

Karakteristik, macam-macam system dan konstanta kesetimbangan, (online).

(www.chem-is-try.org, diakses 16 Maret 2012, pukul : 18.40 WIB ).

Konstanta Kesetimbangan Kimia, (online).(www.wikipedia.com , diakses 5

Desember 2012, pukul 18.38 WIB).

Documents

Konstanta Kesetimbangan