Senin, 01 Januari 2018

Laporan Kesetimbangan Kimia

ABSTRAK
Telah dilakukan percobaan dengan judul “Kesetimbangan Kimia” yang bertujuan untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kesetimbangan kimia. Adapun metode dari percobaan ini adalah analisa kualitatif.  Prinsip yang digunakan pada percobaan ini adalah prinsip Le Chatelier. Hasil dari percobaan ini adalah adanya perubahan warna pada pengaruh konsentrasi dan terbentuknya endapan pada pengaruh suhu yang dapat diamati secara langsung melalui pencampuran reaksi. Kesimpulan yang dapat diambil adalah suhu dan perubahan konsentrasi adalah beberapa faktor yang dapat mempengaruhi kesetimbangan kimia yang bergeser kearah produk.
  


BAB I
PENDAHULUAN
1.1         Latar Belakang
Banyak peristiwa dalam kehidupan sehari-hari yang merupakan proses kesetimbangan. Karena itu, diperlukan pemahaman yang optimal oleh praktikan pada percobaan ini. Seperti di lingkungan sekitar kita sering terjadi reaksi kimia, baik secara kita sadari atau tidak. Pada dasarnya semua reaksi dapat kembali ke keadaan semula. Biasanya terjadi pada reaksi bolak-balik atau yang sering kita sebut dengan keadaan setimbang. Dalam beberapa percobaan beberapa reaksi dapat langsung direaksi kan menjadi reaktan kembali.
Selama ini, reaksi-reaksi kimia yang sering dipelajari adalah reaksi satu arah. Sebenarnya, banyak reaksi kimia yang terjadi tidak hanya satu arah melainkan membentuk keadaan setimbang. Dalam hal ini, pereaksi tidak habis bereaksi dan hasil-hasil reaksi dapat kembali lagi membentuk pereaksi. Hal ini berlangsung hingga terbentuk keadaan kesetimbangan antara pereaksi dan hasil reaksi. Kesetimbangan memiliki sifat statis dan dinamis. Namun pada reaksi kimia, kesetimbangan bersifat dinamis. Artinya, saat tercapai kesetimbangan reaksi tidak berhenti, tetapi terus berlangsung. Saat setimbang, zat-zat di sebelak kiri (reaktan) saling bereaksi sehingga molekul-molekul zat di sebelah kanan (produk) bertambah. Pada saat yang sama molekul-molekul zat di sebelah kanan berkurang dan molekul-molekul zat yang di sebelah kiri bertambah dengan laju yang sama dengan laju reaksi ke kanan. Dengan demikian, reaksi akan berlangsung terus-menerus ke dua arah dengan laju yang sama.
Pergeseran kesetimbangan akan menyebabkan khasiat zat aktif berkurang atau dengan kata lain hilang sama sekali. Sebagai contoh untuk obat suntik, pH obat-obatan tersebut harus sesuai dengan pH cairan tubuh. Obat suntik harus disesuaikan dengan pH darah agar tidak menimbulkan alkalosis atau asidosis pada darah. Hal inilah yang melatar belakangi dilakukannya percobaan kesetimbangan kimia. Dengan mempelajari konsep-konsep dari kesetimbangan kimia, maka akan mudah bagi kita untuk mengerti konsep-konsep kimia lanjutan yang mungkin akan dipelajari di hari kemudian. Oleh karena itu, percobaan ini sangat penting bagi kita semua.

1.2         Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kesetimbangan kimia.


1.3    Manfaat Percobaan
Manfaat dari percobaan ini adalah dapat mengetahui apa yang dimaksud dengan kesetimbangan kimia dan faktor-faktor yang mempengaruhi kesetimbangan kimia serta dapat mengetahui bagaimana tetapan kesetimbangan kimia.


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 adalah 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 (Unggul, 2006).
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, 1997).
Suatu sistem kesetimbangan, suatu katalis menaikkan kecepatan reaksi maju dan reaksi balik dengan sama kuatnya. Suatu katalis tidak mengubah kuantitas relatif yang ada dalam kesetimbangan nilai tetapan kesetimbangan tidaklah berubah. Katalis memang mengubah waktu yang diperlukan untuk mencapai kesetimbangan. Reaksi yang memerlukan waktu berhari-hari atau berminggu-minggu untuk mencapai kesetimbangan, dapat mencapainya dalam beberapa menit dengan hadirnya katalis. Lagi pula, reaksi yang berlangsung dengan laju yang sesuai hanya pada temperatur yang sangat tinggi, dapat berjalan dengan cepat pada temperatur yang jauh lebih rendah bila digunakan katalis. Ini terutama penting jika temperatur tinggi mengurangi rendeman dari produk-produk yang diinginkan (Keenan,1984).
                 Kebanyakan reaksi kimia berlangsung secara reversible (dua arah). Ketika reaksi itu baru mulai, proses reversible hanya berlangsung kearah 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 (molekul produk) telah sama dengan kecepatan reaksi ke kiri (pembentukan molekul reaktan). Sehingga konsentrasi reaktan maupun konsentrasi produk tidak berubah-rubah lagi (konstan) (Purwoko, 2006).
Salah satu kegunaan konstanta kesetimbangan kimia adalah memprediksi arah reaksi. Untuk mempelajari kecenderungan arah reaksi, digunakan besaran Qc yaitu hasil perkalian konsentrasi awal produk dibagi hasil perkalian konsentrasi awal reaktan yang masing-masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya. Jika nilai Qc dibandingkan dengan nilai Kc, terdapat tiga kemungkinan hubungan yang terjadi, antara lain :
1. Qc < Kc
Sistem reaksi reversibel kelebihan reaktan dan kekurangan produk. Untuk mencapai kesetimbangan, sejumlah reaktan diubah menjadi produk. Akibatnya, reaksi cenderung ke arah produk (ke kanan).
2. Q=  Kc
Sistem berada dalam keadaan kesetimbangan. Laju reaksi, baik ke arah reaktan maupun produk, sama.
3. Q> Kc
Sistem reaksi reversibel kelebihan produk dan kekurangan reaktan. Untuk mencapai kesetimbangan, sejumlah produk diubah menjadi reaktan. Akibatnya, reaksi cenderung ke arah reaktan (ke kiri) (Syukri, 1999).
Suatu sistem yang ada dalam keadaan setimbang, baik kesetimbangan fisika atau kimia, akan tetap pada keadaanya, kecuali bila dipengaruhi faktor-faktor luar. Faktor-faktor yang dapat mengubah kesetimbangan kimia adalah perubahan temperatur, perubahan konsentrasi pereaksi dan perubahan tekanan. Secara kualitatif pengaruh faktor-faktor tersebut terhadap kesetimbangan dinyatakan oleh azas Le Chatelier, yang isinya: “ Bila suatu sistem yang ada dalam keadaan setimbangan diberi faktor yang dapat mengubah keadaan skesetimbangan, maka kesetimbangan akan bergeser sedemikian, sehingga pengaruh dari faktor tadi sekecil – kecilnya”. Secara kualitatif, kalau temperatur dinaikkan, sistem akan menyerap sebagian dari panas, hingga kesetimbangan akan bergeser ke arah yang endoterm.
                 A + B                                      C + D
Jikalau konsentrasi  ditambahkan zat A atau B, maka kesetimbangan bergeser ke kanan, karena secara kualitatif bila suatu kesetimbangan ditambahkan suatu zat, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah lawan. Secara kualitatif jika tekanan diperbesar maka kesetimbangan akan bergeser ke arah yang jumlah molekulnya sedikit (Sukardjo, 1989).
Umumnya reaksi-reaksi kimia tersebut berlangsung dalam arah bolak-balik (reversible), dan hanya sebagian kecil saja yang berlangsung satu arah. Pada awal proses bolak-balik, reaksi berlangsung ke arah pembentukan produk, segera setelah terbentuk molekul produk maka terjadi reaksi sebaliknya, yaitu pembentukan  molekul reaktan dari molekul produk. Ketika laju reaksi ke kanan dan ke kiri sama dan konsentrasi reaktan dan produk tidak berubah maka kesetimbangan reaksi tercapai. Ketika suatu reaksi kimia berlangsung, laju reaksi dan konsentrasi pereaksipun berkurang. Beberapa waktu kemudian reaksi dapat berkesudahan, artinya semua pereaksi habis bereaksi. Namun banyak reaksi tidak berkesudahan dan pada seperangkat kondisi tertentu, konsentrasi pereaksi dan produk reaksi menjadi tetap. Reaksi yang demikian disebut reaksi reversibel dan mencapai kesetimbangan. Pada reaksi semacam ini produk reaksi yang terjadi akan bereaksi membentuk kembali pereaksi. Ketika reaksi berlangsung laju reaksi ke depan (ke kanan), sedangkan laju reaksi sebaliknya kebelakang (ke kiri) bertambah, sebab konsentrasi pereaksi berkurang dan konsentrasi produk reaksi semakin bertambah (Stephen, 2002).
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 (Unggul, 2006).
Penambahan katalis pada reaksi bolak-balik  akan mempercepat reaksi ke kanan dan ke kiri bersama-sama. Kesetimbangan dapat tercapai lebih cepat, tetapi tak ada perubahan dalam konsentrasi kesetimbangan. Prinsip Le Chatelier menyatakan bahwa keadaan kesetimbangan mengalami perubahan atau “pergeseran” jika campuran kesetimbangan diganggu. Gangguan tersebut dapat berbentuk penambahan atau pengurangan spesies yang bereaksi, atau perubahan suhu atau tekanan (Suminar, 1992).


BAB III
   METODOLOGI PERCOBAAN
3.1  Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini seperti tabung dan rak tabung reaksi, penjepit tabung, lampu spiritus, gelas kimia 250 mL.
Bahan-bahan yang digunakan yaitu larutan SbCl3 1 N, Larutan HCl 6 N, Larutan K2CrO7, Larutan K2CrO4 1 M, Larutan HCl 1 M, Larutan NaOH 1 N, Larutan FeCl3, Larutan KCNS 1 M.

3.2  Konstanta Fisik dan Tinjauan Keamanan
Tabel 3.2 Konstanta fisik dan tinjauan keamanan
No
Bahan
Berat Molekul
Titik Didih
Titik Leleh
Tinjauan Keamanan
1.
SbCl3
228,119 g/mol
220,3
73,4
Korosif
2.
HCl
36,46094 g/mol
-85
-112
Korosif
3.
K2CrO7
242,1885 g/mol
500
398
Iritasi
4.
K2CrO4
194,1903 g/mol
1000
968
Iritasi
5.
NaOH
39,99711 g/mol
1388
318
Korosif dan iritasi
6.
FeCl3
162,204 g/mol
315
306
Iritasi
7.
KCNS
97,1807 g/mol
500
173
Iritasi

3.3. Cara Kerja
3.3.1 Pengaruh Suhu
2 mL SbCldimasukkan kedalam tabung reaksi
ditambahkan beberapa tetes air sampai terbentuk endapan putih
dibiarkan sampai kira-kira endapan terbentuk semua
dipanaskan
diamati apakah larutan melarut
didinginkan dengan cara merendam dasar tabung kedalam air dingin
diamati dan catat pengamatan

3.3.2 Pengaruh Konsentrasi
2 tabung diisi K2CrO4 1 M dan 2 tabung diisi K2Cr2O7
ditambahkan sedikit HCl 1 M
diamati perubahan dengan membandingkan warna.
diulangi langkah tadi dengan menambahkan NaOH 1 M.


BAB IV
DATA HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Pengamatan
Tabel 4.1 Data hasil pengamatan
No
Zat
Pengamatan
1.
Pengaruh Suhu

SbCl3  +  H2O  →
Terbentuk endapan putih
SbCl3  +  H2O (dipanaskan)
Endapan larut, menyerap panas (endoterm)
SbCl3  +  H2O (didinginkan)
Endapan terbentuk kembali, melepaskan panas ( eksoterm)
2
Pengaruh Konsentrasi

K2CrO4 + HCl →
Warna orange
K2CrO4 + NaOH →
Warna kuning
K2Cr2O7 + HCl →
Warna Orange
K2Cr2O7 + NaOH →
Warna Kuning

4.2 Pembahasan
      Kesetimbangan kimia adalah keadaan reaksi bolak-balik dimana laju reaksi reaktan dan produk sama dan konsentrasi keduanya tetap. Kesetimbangan kimia hanya terjadi pada reaksi bolak-balik dimana laju terbentuknya reaktan sama dengan laju terbentuknya produk. Kesetimbangan kimia bersifat dinamis adalah apabila suatu reaksi bolak-balik pada saat keadaan konsentrasi tetap tetapi sebenarnya tetap terjadi reaksi (terus menerus). Kesetimbangan tidak terjadi secara makropis melainkan mikropis (partikel sel).
      Berdasarkan asas Le Chatelier menyatakan bahwa “jika terhadap suatu sistem kesetimbangan dilakukan tindakan (aksi), sistem kesetimbangan tersebut akan mengalami pergeseran yang cenderung untuk mengurangi pengaruh aksi tersebut”. Atau dapat dikatakan bahwa ketika ada aksi yang menganggu sistem, maka sistem akan bereaksi supaya pengaruh aksi menjadi kecil sekecil-kecilnya. Prinsip Le Chatelier ini digunakan untuk memanipulasi hasil dari reaksi bolak-balik (reversibel), bahkan bisa juga untuk memperbanyak produksi reaksi.
      Kesetimbangan dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen. Reaksi kesetimbangan homogen merupakan reaksi kesetimbangan dengan komponen reaksi berfase sama. Contoh reaksi kesetimbangan homogen adalah : N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g). Semua komponen baik reaktan maupun produk reaksi adalah berfase gas. Sedangkan kesetimbangan heterogen merupakan reaksi dengan komponen reaksinya terdiri dari fase yang berbeda. Contohnya : CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g).
         Kesetimbagan kimia dipengaruhi oleh beberapa faktor diantarnya konsentrasi zat, temperatur atau suhu, volume, tekanan, dan katalis. Apabila konsentrasi diperbesar atau ditambah maka reaksi kesetimbangan akan bergeser menjauhi zat yang ditambah konsentrasinya. Kemudian pada perubahan suhu, jika suhu dinaikkan maka reaksi kesetimbangan bergeser kearah reaksi yang menyerap atau membutuhkan kalor (endoterm). Selanjutnya pada perubahan volume, apabila volume pada sistem ditambah, maka kesetimbangan bergeser ke kiri, apabila dikurangi kesetimbangan bergeser ke kanan. Lalu pada perubahan tekanan, jika tekanan diperbesar (berarti volume diperkecil), maka reaksi kesetimbangan bergeser ke arah jumlah mol gas yang kecil sehingga memperbesar konsentrasi, dengan demikian dapat memperbesar laju reaksi, demikian sebaliknya. Pada reaksi katalis, ini adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi pada suhu tertentu tanpa mngalami perubahan reaksi itu sendiri.
      Percobaan kesetimbangan kimia dilakukan dengan dua faktor yaitu pengaruh suhu dan pengaruh konsentrasi. Pada pengaruh suhu menggunakan SbCl3 yang ditambahkan beberapa tetes air hingga terbentuk endapan putih, endapan yang terbentuk karena Qsp > Ksp (kelarutan zat terlarut lebih besar dari pelarut). Setelah endapan terbentuk, kemudian campuran tersebut dipanaskan pada pembakar spiritus hingga endapan hilang atau larut. Ini disebabkan karena larutan ini mengalami reaksi endoterm dan kesetimbangan bergeser kearah reaktan atau kekiri. Selanjutnya campuran tersebut didinginkan pada air sehingga endapan terbentuk kembali. Hal ini karena reaksi mengalami eksoterm dan kesetimbangan bergeser ke arah produk atau ke kanan.
      Pengaruh konsentrasi dilakukan dengan menggunakan K2CrO4, K2Cr2O7, HCl, dan NaOH. Pertama pada percampuran K2CrO4 + HCl terjadi perubahan warna orange dan kesetimbangan bergeser kearah produk karena ada penambahan asam dari HCl. Kedua, pada percampuran K2CrO4 + NaOH menghasilkan warna kuning dan kesetimbangan tetap direaktan dan juga tidak menghasilkan produk. Hal tersebut karena konsentrasi basa yang digunakan lebih kecil dari pada K2CrO4 sehingga tidak mampu menghasilkan produk. Ketiga, pada percampuran K2Cr2O7 + HCl menghasilkan warna orange dan kesetimbangan bergeser kearah produk. Warna orange tersebut berasal dari K2Cr2O7. Reaksi ini tidak berubah karena HCl tidak mampu mengoksidasi (peristiwa penerimaan elektron) K2Cr2O7, tingkat keasamannya rendah dan konsentrasi K2Cr2O7 tinggi. Selanjutnya pada percampuran K2Cr2O7 + NaOH terjadi perubahan warna kuning dan kesetimbangan bergeser ke arah produk.


BAB IV
KESIMPULAN
       Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan, maka dapat diambil kesimpulan, yaitu :
1.      Pengaruh suhu pada SbCl3  +  H2O terbentuk endapan putih, ketika dipanaskan endapan larut dan terjadi reaksi endoterm dan ketika didinginkan endapan akan terbentuk kembali dan terjadi reaksi eksoterm.
2.      Pengaruh konsentrasi pada reaksi menggunakan K2CrO4, HCl, K2Cr2O7, dan NaOH menyebabkan kesetimbangan bergeser ke arah produk.
3.     Larutan K2Cr2O7 mempunyai biloks yang lebih besar dari K2CrO4

DAFTAR PUSTAKA
Achmadi, Suminar. 1992. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi Keempat Jilid 2. Jakarta: Erlangga.
Bresnick, Stephen. 2002. Intisari Kimia umum. Jakarta: Erlangga.
Keenan, dkk. 1984. Kimia Untuk Universitas. Jakarta: Erlangga.
Purwoko, Agus A. 2006. Kimia Dasar 1. Mataram: Mataram University Press.
Sudarmo, Unggul. 2006. Kimia. Jakarta: Phibeta Aneka Gama.
Sukardjo. 1989. Kimia Anorganik. Jakarta: Radar Jaya Offset.
Sukardjo. 1997. Kimia Fisika. Yogyakarta: Rineka Cipta.                                   

Syukri. 1999. Kimia Dasar 1. Bandung: ITB.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Laporan Kimia Analitik "Analisa Campuran"

ABSTRAK Telah dilakukan percobaan dengan judul “Analisa Campuran” yang bertujuan untuk menganalisis adanya ion kation dan anion yang terd...