Tetapan Distribusi Iod dalam Sistem Kloroform-Air
Tetapan Distribusi Iod dalam Sistem Kloroform-Air
Tujuan Percobaan
Menentukan tetepan distribusi iod dalam pelarut air-kloroform dengan cara ekstraksi Batch.
Landasan Teori
Ekstraksi pelarut menyangkut distribusi suatu zat terlarut (Solut) di antara 2 fasa cair yang tidak saling bercampur. Teknik ekstraksi sangat berguna untuk pemisahan secara cepat dan “bersih” baik untuk zat organic maupun zat anorganik. Cara ini juga dapat digunakan untuk analisis makro maupun mikro (Soebagio, 2002: 34).
Dalam ekstraksi berlaku hukum distribusi, menyatakan bahwa jika ke dalam system dua cairan tidak saling bercampur ditambahkan senyawa ketiga, maka senyawa ini akan terdistribusi ke dalam dua cairan tersebut (Tim Dosen Kimia Analitik, 2010; 5 ).
Nernst pertama kalinya member pernyataan yang jelas mengenai hukum distribusi ketika tahun i891 ia menunjukkan bahwa suatu zat terlarut akan membagi dirinya antara dua cairan yang tidak dapat bercampur sedemikian rupa sehingga angka banding konsentrasi pada kesetimbangan adalah konstanta pada suatu temperature tertentu (Underwood, 1986; 461).
Menurut hukum distribusi Nernst, bila ke dalam dua pelarut yang tidak saling bercampur dimasukkan solute yang dapat larut dalam kedua pelarut tersebutmaka akan terjadi pembagian kelarutan (Soebagio, 2002:34).
Hukum distribusi atau partisi dapat dirumuskan bila suatu zat terlarut terdistribusi antara dua pelarut yang tak-dapat-campur, maka pada suatu temperature yang konstan untuk setiap spesi molekul terdapat angka banding distribusi yang konstan antara kedua pelarut itu, dan angka banding distribusi ini tidak bergantungpada spesi molekul lain apapun yang mungkin ada. Harga angka banding berubah dengan sifat dasar kedua pelarut, sifat dasar zat terlarut, dan temperature (Svehla, 1990; 140).
Dalam praktek solute akan terdistribusi dengan sendirinya ke dalam dua pelarut tersebut setelah dikocok dan dibiarkan terpisah. Perbandingan konsentrasi solute di dalam kedua pelarut tersebut tetap dan merupakan suatu tetapan pada suhu tetap. Tetapan tersebut disebut tetapan distribusi atau koefisien distribusi. Koefisien distribusi dinyatakan dengan berbagai rumus sebagai berikut : Kd= C2/c1 atau Kd= Co/Ca dengan Kd = Koefisien distrribusi, dan C1, C2, Co, dan Ca adalah konsentrasi solute pada pelarut 1,2 organik dan air (Soebagio, 2002: 34).
Sesuai dengan kesepakatan, konsentrasi solute dalam pelarut organic dituliskan di atas dan konsentrasi solute dalam pelarut di tuliskan di bawah. Dari rumus tersebut jika harga KD besar, solute secara kuantitatif akan cenderung terdistribusi lebih banyak ke dalam pelarut organic begitu pula terjadi sebaliknya. Rumus tersebut di atas hanya berlaku bila ; (a) solute tidak terionisasi dalam salah satu pelarut, (b) solute tidak berasosiasi dalam salah satu pelarut, dan (c) zat terlarut tidak dapat bereaksi dengan salah satu pelarut atau adanya reaksi-reaksi lain (Soebagio, 2002: 34-35).
Hukum Fase Gibb’s menyatakan bahwa P + V = C = 2 dimana P = fase, C = komponen, V = derajat kebebasan. Pada ekstraksi pelarut, kita mempunyai P = 2, yaitu fase air dan organic, C = 1, yaitu zat terlarut di dalam pelarut dan fase air pada temperature dan tekanan tetap, sehingga V = 1. Jadi kita dapatkan ; 2 + 1 = 1 + 2, yaitu P + V = C + 2 (Khopkar, 2007; 85).
Menurut hukum distribusi Nernst, jika [X1] adalah konsentrasi zat terlarut dalam fase 1 dan [X2] adalah konsentrasi zat terlarut dalam fase 2, maka pada kesetimbangan X1 dan X2 di dapat KD K_D= ([X_2])/([X_1]) dimana KD = koefisien partisi. Partisi atau koefisien distribusi ini tidak bergantung pada konsentrasi total zat terlarut pada kedua fase tersebut. Pada persamaan di atas, kita tidak menuliskan koefisien aktivitas zat pada fase organic maupun fase air (Khopkar, 2007; 85-86).
Iod mampu larut dalam air dan juga dalam kloroform. Akan tetapi, perbedaan kelarutannya dalam kedua pelarut tersebut cukup besar. Dengan mengekstraksi larutan iod dalam air ke dalam kloroform, menghitung konsentrasi awal dari iod dalam air dengan cara titrasi, maka dapat diperoleh konsentrasi iod dalam kedua pelarut tersebut, sehingga koefisien distribusi iod dalam system kloroform air dapat ditentukan (Anonim, 2010).
Hukum distrbusi atau partisi dapat dirumuskan apabila dalam suatu zat terlarut terdistribusi diatntara dua pelarut yang tidak saling bercampur, maka pada temperature konstan antara kedua pelarut itu, dan angka banding distrribusi ini tidak bergantung pada spesi molekul lain apapun yang mungkin ada. Dalam kesetimbangan kimia, jika tekanan diperbesar sama volume diperkecil, maka kesetimbangan akan bergeser kearah jumlah koefisien-koefisien yang lebih kecil, dan jika tekanan diperkecil sama volume diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser kearah jumlah koefisien-koefisien gas yang lebih besar (Syabatini, 2009).
Apabila kedua pelarut yang berbeda kepolaran dalam kelarutan dicampurkan maka mereka tidak akan bisa bercampur. Diperlukannya suatu zat perantara untuk dapat membuat pelarut berbeda kepolaran tersebut bercampur. Dalam hal ini zat antara merupakan suatu zat yang dapat bercampur dalam keadaan polar apabila dilarutkan dalam suatu pelarut polar dan juga dapat bercampur apabila dilarutkan dalam pelarut nonpolar (Syabatini, 2009).
Suatu dasar agar solute dapat terekstrak dari fasa air ke fasa organic adalah suatu solute tersebut harus menjadi tidak bermuatan (Soebagio, 2002 ; 41).
Alat dan Bahan
Alat
Buret 50 mL 2 buah
Statif dan Klem 2 buah
Corong pisah 3 buah
Catang pengaduk 1 buah
Corong biasa 1 buah
Erlenmeyer bertutup asah 6 buah
Botol semprot 1 buah
Pipet volume 25 mL 1 buah
Pipet Volume 5 mL 1 buah
Ball Pipet 1 buah
Gelas ukur 25 mL 1 buah
Pipet tetes
Bahan
Larutan iod (I2)
Kloroform (CHCl3)
Indikator amilum
Aquadest (H2O)
Natrium Tiosulfat (Na2S2O3) 0,1 N
Cara Kerja
Penentuan Konsentrasi Iod sebenarnya
Memasukkan 5 mL larutan Iod ke dalam Erlenmeyer bertutup asah
Menitrasi larutan iod dengan menggunakan larutan standar Na2S2O3 0,1 N
Mencatat volume Na2S2O3 yang digunakan
Mengulangi cara kerja 1 sampai 3 sebanyak 3 kali
Menghitung volume rata-rata Na2S2O3 yang digunakan
Penentuan Konsentrasi Iod pada Pelarut Kloroform-Air
Mengisi 3 corong pisah masing-masing dengan 25 mL larutan iod
Menmbahkan 25 mL kloroform ke dalam setiap corong pisah
Mengocok larutan dengan kuat selama 15 menit kemudian membiarkannya sampai kedua pelarut terpisah
Mengeluarkan lapisan kloroform (lapisan bawah) dari corong pisah kemudian menampungnya dalam Erlenmeyer bertutup asah
Menampung lapisan air (lapisan atas) dalam Erlenmeyer bertutup asah.
Melakukan titrasi pada lapisan kloroform dengan larutan standar Na2S2O3 sampai warna coklat dalam lapisan tersebut hilang. Melakukan titrasi ini tanpa indicator amilum
Melakukan titrasi pada lapisan air dengan larutan standar Na2S2O3 dengan menggunakan indicator amilum
Mencatat volume Na2S2O3 yang digunakan dalam titrasi pada lapisan air dan kloroform.
Hasil Pengamatan
Penentuan Konsentrasi Iod Sebenarnya
Larutan iod (coklat) dititrasi larutan bening
Reflikasi Volume larutan Iod (mL) Volume larutan Na2S2O3 (mL)
1 5 12,0
2 5 12,3
3 5 12,2
Larutan standar Na2S2O3 = 0,1 N
Konsentrasi Iod dalam Masing-Masing Pelarut
Larutan iod 25 mL + larutan kloroform 25 mL dikocok 2 lapisan (atas coklat, bawah ungu)
Lapisan bawah (kloroform), (ungu) dititrasi larutan bening
Lapisan atas (air) + indicator amilum dititrasi larutan bening
Corong Pisah Lapisan Kloroform Lapisan air
Volume tio (mL) Volume tio (mL)
1 35,7 29,5
2 24,5 22,2
3 31,2 28,3
Analisis Data
Penentuan Konsentrasi Iod Sebenarnya
Dik : N tio = 0,1 N
V tio = V1 + V2 + V3
3
= 12,0 mL + 12,3 mL + 12,2 mL
3
= 36,5 mL
3
= 12,17 mL
V iod = 5 mL
Dit : N iod…?
Peny : N iod = (N x V) tio
V iod
= 0,1 N x 12,17 mL
5 mL
= 1,217 N
5
= 0,2434 N
Konsentrasi Iod dalam masing-masing pelarut
Corong 1
Lapisan Kloroform
Dik : N tio = 0,1 N
V tio = 35, 7 mL
V iod = 25 mL
Dit : N iod…?
Peny : N iod = (N x V) tio
V iod
= 0,1 N x 35,7 mL
25 mL
= 3, 57 N
25
= 0,1428 N
Lapisan air
Dik : N tio = 0,1 N
V tio = 29,7 mL
V iod = 25 mL
Dit : N iod…?
Peny : N iod = (N x V) tio
V iod
= 0,1 N x 29,7 mL
25 mL
= 2,97 N = 0,1188 N
25
Corong 2
Lapisan Kloroform
Dik : N tio = 0,1 N
V tio = 24,5 mL
V iod = 25 mL
Dit : N iod…?
Peny : N iod = (N x V) tio
V iod
= 0,1 N x 24,5 mL
25 mL
= 2,45 N
25
= 0,098 N
Lapisan air
Dik : N tio = 0,1 N
V tio = 22,2 mL
V iod = 25 mL
Dit : N iod…?
Peny : N iod = (N x V) tio
V iod
= 0,1 N x 22,2 mL
25 mL
= 2,22 N
25
= 0,0888 N
Corong 2
Lapisan Kloroform
Dik : N tio = 0,1 N
V tio = 31,2 mL
V iod = 25 mL
Dit : N iod…?
Peny : N iod = (N x V) tio
V iod
= 0,1 N x 31,2 mL
25 mL
= 3,12 N
25
= 0,1248 N
Lapisan air
Dik : N tio = 0,1 N
V tio = 28,3 mL
V iod = 25 mL
Dit : N iod…?
Peny : N iod = (N x V) tio
V iod
= 0,1 N x 28,3 mL
25 mL
= 2,83 N
25
= 0,1132 N
Penentuan Tetapan Distribusi Iod (KD)
Konsentrasi Iod dalam Kloroform = C1
Konsentrasi Iod dalam air = C2
Corong 1
Dik : C1 = 0,1428 N
C2 = 0,1188 N
Dit : KD……?
Peny : KD = C1
C2
= 0,1428 N
0,1188 N
= 1,202
Corong 2
Dik : C1 = 0,098 N
C2 = 0,0888 N
Dit : KD……?
Peny : KD = C1
C2
= 0,098 N
0,0888 N
= 1,104
Corong 3
Dik : C1 = 0,1248 N
C2 = 0,1132 N
Dit : KD……?
Peny : KD = C1
C2
= 0,1248 N
0,1132 N
= 1,102
Pembahasan
Penentuan Konsentrasi Iod Sebenarnya
Dalam percobaan ini, larutan iod dititrasi dengan larutan standar natrium tiosulfat 0,1 N. Larutan iod perlu distandarisasi agar dapat diketahui konsentrasinya sebagai perbandingan dengan konsentrasinya dalam air maupun kloroform.
Titrasi dilakukan sampai terjadi perubahan warna dari coklat (warna iod) menjadi bening. Titrasi dilakukan sebanyak 3 kali agar diperoleh data yang lebih akurat. Pada tiga kali titrasi, volume larutan natrium tiosulfat yang digunakan berturut-turut adalah 12,0 mL, 12,3 mL, dan 12,2 mL dengan volume rata-rata 12,17 mL. Dari hasil tersebut diperoleh konsentrasi iod sebesar 0,2434 N
Konsentrasi Iod dalam masing-masing pelarut
Dalam percobaan ini, larutan iod dimasukkan ke dalam tiga corong pisah setelah itu ditambahkan kloroform dan dikocok. Selanjutnya campuran didiamkan sampai larutan benar-benar terpisah menjadi dua lapisan dimana lapisan bawah adalah kloroform yang berwarna ungu sedang lapisan atas air yang berwarna coklat. Kedua lapisan tersebut kemudian dipisahkan dan ditampung dalam Erlenmeyer bertutup asah.
Kedua lapisan tersebut kemudian dititrasi dengan menggunakan larutan standar Na2S2O3 0,1 N. lapisan kloroform dititrasi sampai terjadi perubahan warna dari ungu menjadi bening. Volume Na2S2O3 0,1 N yang digunakan pada corong 1 sebesar 35,7 mL, corong 2 sebesar 24,5 mL dan corong 3 sebesar 31,2 mL sehingga diperoleh konsentrasi iod dalam kloroform berturut-turut adalah 0,1428 N; 0,098 N; dan 0,1248 N.
Lapisan air kemudian dititrasi pula dengan larutan standar Na2S2O3 0,1 N sampai terjadi perubahan warna dari coklat menjadi bening. Dalam titrasi ini digunakan indicator amilum yang berfungsi untuk mengetahui apakah seluruh iod telah habis bereaksi atau belum. Volume Na2S2O3 0,1 N yang digunakan pada corong 1 sebesar 29,7 mL, corong 2 sebesar 22,2 mL dan corong 3 sebesar 28,3 mL. dari hasil ini diperoleh konsentrasi iod dalam lapisan air berturut-turut adalah 0,1188 N; 0,0888 N; dan 0,1132 N
Penentuan Tetapan Distribusi Iod (KD)
Dari konsentrasi yang diperoleh baik pada lapisan air maupun kloroform, dapat diperoleh tetapan distribusi iod (KD) dengan rumus
K_D= C_1/C_2 =([I_2]kloroform)/[I_2 ]air
Sehingga dari rumus di atas diperoleh KD pada corong 1 sebesar 1,202, corong 2 sebesar 1,104 dan corong 3 sebesar 1,102. Hasil ini menunjukkan bahwa KD > 1 yang berarti iod terdistribusi lebih banyak ke dalam lapisan kloroform dibandingkan lapisan air.
Adapun reaksi yang terjadi, yaitu :
Reduksi : I2 + 2e 2I-
Oksidasi : 2S2O32- S4O62- + 2e
I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62-
Dengan reaksi lengkap :
2Na2S2O3 + 2¬I¬2 2NaI + Na2S4O6
Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan
Dari hasil percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa :
Konsentrasi iod yang sebenarnya adalah 0,2434 N
Konsentrasi Iod pada lapisan air adalah 0,1188 N; 0,0888 N; dan 0,1132 N sedang pada lapisan klorom adalah 0,1428 N; 0,098 N; dan 0,1248 N
KD > 1 yang berarti iod terdistribusi lebih banyak pada lapisan kloroform.
Saran
Dalam melakukan pengocokan, diharapkan melakukannya dengan lebih baik lagi agar campuran dapat merata saat proses pengocokan tersebut
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2010. Koefisien Distribusi Iod. http://brown13zt.blogspot.com/ Koefisien- distribusi-iod.html. diakses pada 5 April 2010.
Khopkar, S.M. 2007. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI-Press.
Soebagio, dkk. 2002. Kimia Analitik II. Malang : JICA.
Svehla. 1990. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro Bagian I. Jakarta : PT Kalman Media Pustaka.
Syabatini, Annisa. 2009. Tetapan Distribusi Iod. http://annisafushie. wordpress.com/2009/11/25/tetapan-distribusi-iod/ diakses pada 5 April 2010.
Tim Dosen Kimia Analitik. 2010. Penuntun Praktikum Kimia Analitik II. Makassar : Laboratorium Kimia, FMIPA, UNM.
JAWABAN PERTANYAAN
KD = 1, artinya iod terdistribusi sama banyaknya ke dalam lapisan air dan lapisan kloroform
KD > 1, artinya iod terdistribusi lebih banyak ke dalam lapisan kloroform dibandingkan pada lapisan air
KD < 1, artinya iod terdistribusi lebih banyak ke dalam lapisan air dibandingkan pada lapisan kloroform
Reaksi :
Reduksi : I2 + 2e 2I-
Oksidasi : 2S2O32- S4O62- + 2e
I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62-
Dengan reaksi lengkap :
2Na2S2O3 + 2¬I¬2 2NaI + Na2S4O6
Konsentrasi iod
Dik : N tio = 0,1 N
V tio = V1 + V2 + V3
3
= 12,0 mL + 12,3 mL + 12,2 mL
3
= 36,5 mL
3
= 12,17 mL
V iod = 5 mL
Dit : N iod…?
Peny : N iod = (N x V) tio
V iod
= 0,1 N x 12,17 mL
5 mL
= 1,217 N
5
= 0,2434 N
Tidak ada komentar:
Posting Komentar