distribusi

DISTRIBUSI

I.         TUJUAN

1.      Menentukan konstanta distribusi dari suatu zat terlarut yang larut dalam dua pelarut yang tidak saling melarutkan.

2.      Menentukan derajat disosiasi dari zat terlarut dalam suatu pelarut.

II.      TEORI

Distribusi adalah penyebaran aktifitas zat terlarut yang dilarutkan dalam dua pelarut yang tidak saling melarutkan. Menurut hukum distribusi yang dinyatakan oleh Nernst pada tahun 1891, bahwa suatu zat yang terlarut akan membagi diri antara dua pelarut yang tidak saling melarutkan sedemikian rupa, sehingga perbandingan aktifitas pada keadaan setimbang dan suhu tertentu adalah tetap.

Hukum distribusi berlaku apabila:

1.        Larutan encer

Apabila konsentrasi zat terlarut tinggi, misalnya asam asetat dalam air dan kloroform, maka asam asetat dalam air cenderung untuk mengalami asosiasi. Asosiasi tersebut dapat digambarkan dengan terbentuknya ikatan hydrogen antara molekul asam asetat, sehingga konsentrasi dinyatakan persamaan:

Dimana:

Ka     = tetapan distribusi

a₁         = aktifitas zat dalam pelarut 1

a₂         = aktifitas zat dalam pelarut 2

n        = perbandingan berat molekul pelarut 1 dan 2

Maka persamaan tersebut tidak berlaku karena hukum distribusi akan menyimpang, sehingga persamaan menjadi:

2.        Zat terlarut mempunyai massa molekul relatif yang sama untuk kedua pelarut tersebut karena angka  konstan.

Angka perbandingan distribusi tidak tergantung pada spesies atau jenis molekul yang mungkin ada. Harga perbandingan berubah dengan sifat dasar dari zat terlarut serta temperatur, sedangkan angka berubah apabila konsentrasi zat berubah dalam kedua pelarut setelah tercapai kesetimbangan pada temperatur tertentu dalam larutan tertentu, sehingga akan memberikan persamaan:

Kc merupakan konstanta terpakai sebagai koefisisen distribusi. Konsntanta distribusi disebut juga konstanta partisi.

Hukum distribusi banyak dipakai dalam proses ekstraksi pelarut dalam analisa, antara lain:

1.        Mengelurkan brom dan iod dalam larutan air apabila larutan iod dalam air dikocok dengan karbon disulfide.konsentrasi ion dalam disulfida dapat dipisahkan dengan corong pisah dan dilakukan berulang kali. Dengan cara ini, konsentrasi iod dalam larutan air menjadi kecil.

2.        Uji dalam analisa kuantitatif

Kromium pentaoksida lebih larut dalam alkoholamil dari air dengan mengocok larutan encer dalam air dengan adanya kromat atau H₂O₂.

3.        Studi hidrolisis

Dalam hidrolisis suatu garam dari basa lemah dengan asam kuat atau asam lemah dengan basa kuat terdapat kesetimbangan antara garam, basa, atau asam bebas.

Pada industri, ekstraksi dipakai untuk menghilangkan zat-zat yang tidak diinginkan dalam hasil seperti minyak tanah, minyak goreng, dan lain-lain. Dapat dinyatakan bahwa proses ekstraksi adalah proses pengambilan zat terlarut dalam larutan dengan pelarut lain.

Harga konstanta distribusi atau partisi dapat digunakan untuk menentukan derajat disosiasi. Derajat disosiasi merupakan beberapa bagian yang terurai dalam suatu larutan.

Persamaan  untuk disosiasi :

                

Bila harga C₁ dan C₂ dihitung dari dua harga konsentrasi zat pelarut maka harga Kc dapat dihitung dengan menjelaskan dua persamaan dengan dua bilangan yang tidak diketahui.

     Penambahan zat pada kedua lapisan cairan yang tidak bercampur akan membuat zat tersebut terdistribusi diantara kedua lapisan.

Pendistribusian ini tidak menutupi terjadinya kemungkinan  disosiasi ataupun asosiasi zat dalam salah satu lapisan ataupun keduaaanya. Terdapat dua kasus  utama yang sering terjadi pada penambahan ketiga zat yaitu tidak berdisosasiasi ataupun asosiasi dalam kedua larutan. Kasus ini dapat berlangsung persamaan distribusi.

I.          HUKUM  DISTRIBUSI

Bila suatu sistem terdiri dari dua lapisan cairan yang tidak tercampur atau sebagian, jika ditambahkan zat ketiga yang larut dalam kedua lapisan  tersebut, maka zat terlarut tersebut akan terdistribusi diantara  kedua lapisan dengan perbandingan tertentu.

II.       Kesetimbangan Reaksi

Suatu keadaan dimana kecepatan reaksi dari kiri ke kanan sama dengan kecepatan dari kanan ke kiri.

III.    Titrasi Redoks

Salah satu cara analisis yang memungkinkan kita untuk mengukur jumlah pasti dari suatu larutan dengan mereduksikannya dengan larutan lain yang konsentrasinya lebih diketahui dan didasarkan pada proses pemindahan elektron antara zat pengoksidasi dan pereduksi.

IV.     Prinsip Le Chatelier

Bila suatu sistem yang berada dalam kesetimbangan dinamik dipengaruhi oleh sesuatu dari luar, sehingga kesetimbangan terganggu, maka sistem akan memberikan reaksi perubahan pada arah yang akan mengurangi pengaruhi gangguan dan bila memungkinkan akan mengembalikan sistem kembali keadaan setimbang tersebut.

Kesetimbangan adalah keadaan  dimana  reaksi  berakhir dengan suatu campuran yang mengandung baik zat hasil kali konsentrasi setimbang zat yang berada diruas kanan dibagi hasil kali konsentrasi setimbang zat yang berada diruas kiri, masing-masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya.

Dalam percobaan yang dilakukan, yaitu dalam larutan encer molekul iodium berekaksi lemah I^- membentuk ion I₃^-. kesetimbangan reaksi yang terjadi berlangggsung cepat sekali sehingga sulit untuk mengukur konsentrasi dari komponennya menggunakan peralatan kimiawi.

III.   PROSEDUR  PERCOBAAN

3.1    Alat dan Bahan

1.      Pipet gondok untuk memipet zat. 

2.      Buret untuk mentitrasi zat (tempat zat pentiter).

3.      Termometer untuk mengukur suhu.

4.      Corong  pisah untuk mencampur zat.

5.      Erlenmeyer sebagai tempat zat yang dititer.

6.      Asam asetat sebagai sampel.

7.      Air sebagai larutan polar.

8.      CCl₄ sebagai larutan nonpolar.

9.      NaOH 0,1 N sebagai larutan standar sekunder.

10.  Ind. PP sebagai indikator.

11.  Asam oksalat sebagai larutan standar primer.

3.2    Skema Kerja

                         Asam asetat

                                   -  Pipet 25 mL dengan konsentrasi

                                       0,8 N; 0,2 N; 0,05 N

                      Corong pisah

                                    -  + 25 mL kloroform

                                    -  Tutup dan kocok selama 1-2 menit

                                    -  Diamkan selama 20 menit

                                    -  Catat suhu kesetimbangan

                         2 lapisan

                        

Lapisan kloroform 20 mL                                Lapisan air 10 mL

          +  PP                                                                     +  PP

-       Titrasi dengan NaOH                                       - Titrasi dengan NaOH

Konsentrasi asam asetat                                 Konsentrasi asam asetat

                       

                         

 

                        Tentukan nilai K_d dan α

3.3    Skema Alat

                            

Keterangan :

1.      Standar.

2.      Klem.

3.      Erlenmeyer.

4.      Buret.

5.      Corong pisah.

IV.   DATA DAN PEMBAHASAN

4.1    Data dan Perhitungan

A.   Pembuatan NaOH 0,1 N

N         =      x  

0,1 N   =      x  

m         =   1 gram

B.   Pembuatan asam oksalat 0,1 N

N         =      x  

0,1 N   =      x  

m         =   1,58 gram

C.   Pengenceran bertingkat asam asetat 98%

N  =  

=      

=    17,15 N

-  Asam asetat 1 N

   V₁ . N₁             =   V₂ . N₂

50 mL . 1 N    =   V₂ . 17,15 N

       V₂            =   2,915 mL

-  Asam asetat 0,5 N

   V₁ . N₁             =   V₂ . N₂

50 mL . 0,5 N =   V₂ . 1N

       V₂            =   25 mL

-  Asam asetat 0,25 N

   V₁ . N₁                =   V₂ . N₂

50 mL . 0,25 N  =   V₂ . 0,5 N

       V₂               =   25 mL

D.   Standarisasi NaOH dengan asam oksalat

             V NaOH      =  

                           =  11,3 mL

                          V₁ . N₁  =   V₂ . N₂

                 11,3 mL . N₁ =    10 mL . 0,1 N

                                  N₁ =    0,0885 N

E.    Konsentrasi asam asetat dalam kloroform (C₁)

   -  Asam asetat 1 N

                   V₁ . N₁            =    V₂ . N₂

                    10 mL . N₁    =    3,9 mL. 0,0885 N

                          N₁            =    0,0345 N

       -  Asam asetat 0,5 N

                   V₁ . N₁            =    V₂ . N₂

                    10 mL . N₁    =    2,1 mL. 0,0885 N

                          N₁            =    0,0186 N

      -  Asam asetat 0,25 N

                    V₁ . N₁           =    V₂ . N₂

                    10 mL . N₁    =    0,4 mL. 0,0885 N

                          N₁            =    0,00354 N

F.    Konsentrasi asam asetat dalam air (C₂)

   -  Asam asetat 1 N

                   V₁ . N₁            =    V₂ . N₂

                    1 mL . N₁      =    4,8 mL. 0,0885 N

                          N₁            =    0,4255 N

       -  Asam asetat 0,5 N

                   V₁ . N₁            =    V₂ . N₂

                    1 mL . N₁      =    2,6 mL. 0,0885 N

                          N₁            =    0,230 N

      -  Asam asetat 0,25 N

                    V₁ . N₁           =    V₂ . N₂

                     1 mL . N₁     =    1,5 mL. 0,0885 N

                          N₁            =    0,133 N

G.   Menentukan Kc

                  log Kc             =   n log C₂  -  log C₁

       - Asam asetat 1 N

                  log Kc             =   n log 0,425 – log 0,0345

                                          =   -0,372 n  +  1,462

       - Asam asetat 0,5 N

                  log Kc             =   n log 0,230 – log 0,0186

                                          =   -0,638 n  +  1,730

       - Asam asetat 0,25 N

                  log Kc             =   n log 0,133 – log 0,00354

                                          =   -0,876 n  +  2,451

H.   Eliminasi persamaan Kc

             -  Persamaan 1 dan 2

                        log Kc             =   -0,372 n  +  1,462

                  log Kc            =   -0,638 n  +  1,730

                            0                  =    0,266 n   -  0,268

                            n                  =    1,0075

             -  Persamaan 2 dan 3

log Kc             =   -0,638 n  +  1,730

                        log Kc            =   -0,876 n  +  2,451

                            0                  =    0,238 n   -  0,721

                            n                  =    3,0294

 -  Persamaan 1 dan 3

log Kc             =   -0,372 n  +  1,462

                        log Kc            =   -0,876 n  +  2,451

                            0                  =    0,504 n   -  0,989

                            n                  =    1,9623

I.     Substitusi n ke Kc

            -  Asam asetat 1 N

                        log Kc             =   -0,372 (1,0075)  +  1,462

                        log Kc             =   1,0872

                        Kc                   =   12,2239

-  Asam asetat 0,5 N

                        log Kc             =   -0,638 (3,0294)  +  1,730

                        log Kc             =   -0,2028

                        Kc                   =   0,6270

-  Asam asetat 0,25 N

                        log Kc             =   -0,876 (1,9623)  +  2,451

                        log Kc             =   1,7320

                        Kc                   =   5,3954

J.     Penentuan derajat ionisasi (α)

Kc                   =   (1-α)

α                      =    1  -      

            -  Asam asetat 1 N  

α                      =    1  -      

                         =    0,008 N

-  Asam asetat 0,5 N  

α                      =    1  -      

                         =    0,95 N

-  Asam asetat 0,25 N  

α                      =    1  -      

                         =    0,856 N

4.2    Pembahasan

Pada praktikum kali ini yaitu distribusi, kita akan menentukan konstanta distribusi dan derajat ionisasinya. Disini kami menggunakan kloroform sebagai bahan pelarut dan sebagai zat terlarut kami menggunakan asam asetat dengan konsentrasi yang bervariasi.

Suatu pendistribusian dari zat terlarut terhadap dua pelarut yang saling tidak melarutkan tersebut tergantung pada banyaknya pengocokan dan lamanya dibiarkan dari system tersebut agar zat terlarut tersebut terdistribusi secara sempurna ke dalam pelarut tersebut. Selain itu, konsentrasi jenis zat terlarut dan jenis pelarut juga akan mempengaruhi nilai koefisien distribusi karena memberikan keadaan yang berbeda-beda. Temperatur juga akan mempengaruhi distribusi zat terlarut dalam suatu pelarut, apabila suhu kita naikkan maka distribusi zat terlarut dalam pelarutnya akan semakin besar dan begitu juga sebaliknya.

Disini terjadi dua lapisan antara kloroform dengan air + asam asetat karena terjadinya perbedaan massa jenis. Massa jenis kloroform lebih besar daripada massa jenis asam asetat + air sehingga kloroform terletak di lapisan bawah dan asam asetat + air terletak di lapisan atas.

Maksud dari distribusi ini adalah penyebaran aktifitas dari zat terlarut yang dilarutkan dalam dua pelarut yang tidak saling melarutkan. Dari hasil perhitungan dapat kita lihat bahwa asam asetat yang terkandung terdistribusi dalam air lebih besar daripada dalam kloroform.

Nilai dari konstanta distribusi seharusnya tetap untuk berbagai konsentrasi. Namun disini kita mendapatkan hasil yang berbeda. Konstanta distribusi juga dapat dipengaruhi oleh temperatur yang mengakibatkan nilainya dapat berubah pada suatu keadaan tertentu.

Sedangkan perbedaan antara asosiasi, disosiasi, dan ionisasi adalah :

-            Disosiasi adalah proses penguraian zat menjadi unsur-unsurnya yang lebih sederhana berdasarkan perbandingan konsentrasinya.

-            Ionisasi adalah proses penguraian suatu larutan menjadi ion-ionnya.

-            Asosiasi adalah proses dimana terbentuknya ikatan hidrogen antara zat terlarut dengan pelarutnya.

Kita juga dapat menggunakan tiga pelarut, namun hal itu akan semakin sulit untuk memisahkannya dan kita perlu mensentrifuge terlebih dahulu agar pemisahan ketiga lapisan tersebut dapat sempurna.

Sedangkan derajat ionisasi seharusnya berbanding terbalik dengan konsentrasi asam asetat. Namun disini kita mendapatkan hasil yang kurang sesuai. Dan hal itu mungkin diperoleh karena proses pengocokan yang kurang sempurna pada salah satu lapisan dan juga proses titrasi yang kelebihan  pentiter.

4.3     

V.      KESIMPULAN DAN SARAN

5.1    Kesimpulan

Kesimpulan dari percobaan ini adalah sebagai berikut:

1.        Konsentrasi asam asetat yang terkandung dalam koroform lebih kecil dari  konsentrasi asam asetat dalam air.

2.        Berat molekul kloroform lebih besar dibandingkan asam asetat + air.

3.        Derajat ionisasi asam asetat seharusnya berbanding terbalik dengan konsentrasi asam asetat.

4.        Nilai dari konstanta distribusi seharusnya tetap atau konstan.

5.2    Saran

Saran untuk praktikan selanjutnya adalah:

1.      Pahami cara kerja sebelum melakukan praktikum.

2.      Pada saat mendiamkan setelah pengocokan, usahakan kloroform telah terpisah dari air.

3.      Gunakan masker selama praktikum.

4.      Hati-hati dalam melakukan percobaan.

5.      Teliti dalam melakukan percobaan.

DAFTAR PUSTAKA

Albert, Robert. 1987. Kimia Fisika. Erlangga: Jakarta

Atkins, P. W. 1994. Kimia Fisika. Erlangga: Jakarta

Bird, Tony. 1980. Kimia Fisika. Gramedia: Jakarta

Fahrington. 1990. Kimia Fisika. Erlangga: Jakarta

Google. Distribusi Larutan. http://www.google.com/search/distribusilarutan/