LAPORAN KIMIA FISIK KI3141 Percobaan H1 PENGENDAPAN SOL HIDROFOB OLEH ELEKTROLIT Percobaan H2 PENGENDAPAN TIMBAL BALIK SOL HIDROFOB Nama : Nisrina Rizkia NIM : 10510002 Kelompok :1 Tanggal Percobaan : 05 Oktober 2012 Tanggal Laporan : 11 Oktober 2012 Asisten Praktikum : Hapsari D. (10508094) LABORATORIUM KIMIA FISIK PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2012
PENGENDAPAN SOL HIDROFOB OLEH ELEKTROLIT I. Tujuan Percobaan Menentukan nilai pengendapan ionion bervalensi satu, dua dan tiga terhadap sol hidrofob tertentu. II. Teori Dasar Partkel dispersi koloid dalam medium polar memiliki muatan listrik. Permukaan bermuatan ini mempengaruhi distribusi ion terdekat dalam medium pendispersi. Akan timbul lapis rangkap listrik dan distribusi muatan yang baur di sekitarnya. Penambahan elektrolit ke dalam sol hidrofob akan menyebabkan penyempitan bagian luar dari rangkap listrik dan proses adsorpsi ke dalam lapisan stern. Muatan pada permukaan partikel ternetralisasi sebagian atau seluruhnya oleh ion yang teradsorpsi. Daerha tolakmenolak lapisan rangkap listrik terkurangi dan memungkinkan jarak antara partikel cukup merapat sehingga ada gaya tarikmenarik van der waals. Dalam hal ini akan terjadi flokulasi, partikel sol menggumpal kemudian mengendap. Nilai pengendapan adalah konsentrasi elektrolit minimum yang diperlukan untuk terjadinya flokulasi sol hidrofob dalam waktu tertentu. Adapun persamaan untuk konsentrasi flokulasi yaitu: Cflokulasi = 9.75B2 3k5T5 2/e2NA2Z6 Nilai pengendapan elektrolit bervalensi satu, dua, dan tiga terhaap sol hidrofob akan mempunyai perbandingan III.Data Pengamatan Truangan = 26.5 C : : atau 100 : 16 : 0.13
[sol besi] = 9.19 g/liter [sol negatif] = 3.3333 g/liter [MgSO4] = 0.05 M [Na3PO4] = 0.005 M [NaF] = 0.2 M [(Al)2(SO4)3] = 0.005 M a. Sol Postif V elektrolit V air NaF Al2(SO4)3 MgSO4 Na3PO4 (ml) 1 2 3 4 5 (ml) 4 3 2 1 0 Variasi Sol Positif i) iii) MgSO4 NaF ii) Al2(SO4)3 V elektrolit V air Endapan (ml) 3.2 3.4 3.6 3.8 (ml) 1.8 1.6 1.4 1.2 iv) Na3PO4
V elektrolit V air (ml) Endapan (ml) 3.2 3.4 3.6 3.8 1.8 1.6 1.4 1.2 b. Sol Negatif V elektrolit V air NaF Al2(SO4)3 MgSO4 Na3PO4 (ml) 1 2 3 4 5 (ml) 4 3 2 1 0 Variasi Sol Negatif Al2(SO4)3 V elektrolit V air (ml) Endapan (ml) 0.2 0.4 0.6 0.8 4.8 4.6 4.4 4.2 Pengamatan Sol Positif
Larutan setelah divariasikan Larutan Variasi MgSO4 Larutan Variasi Na3PO4 Larutan Variasi NaF Larutan variasi Al2(SO4)3 Pengamatan Sol Negatif
Gambar sol negatif keseluruhan Larutan NaF Larutan Al2(SO4)3 IV. Pengolahan Data Vtotal = Velektrolit Vair Vsol = 10 ml Larutan Na3PO4 Larutan MgSO4 Larutan variasi Al2(SO4)3
a. Sol Positif i) NaF Cp= ii) = Al2(SO4)3 Cp= iii) = = 0.0017 M MgSO4 Cp= iv) = 0.052 M = = 0.013 M = = 0.0017 M Na3PO4 Cp= b. Sol Negatif Al2(SO4)3 Cp= II. = = 0.0001 Pembahasan Dalam percobaan ini akan dilakukan pengamatan mengenai kestabilan sol hidrofob. Kestabilan sol hidrofob disebabkan oleh muatan sejenis dari partikelpartikel terdispersi, hingga terjadi tolak menolak antar partikel, dan adanya lapisan rangkap listrik pada antarmuka partikel terdispersi dengan medium pendispersinya. Gaya tolakmenolak antar partikel yang bermuatan sejenis mencegah partikelpartikel koloid bergabung dan mengendap. Apabila muatan listrik ini hilanga maka partikel koloid akan bergabung dan membentuk gumpalan, prosesnya disebut flokulasi dan gumpalannya disebut flok. Jika suatu elektrolit ditambahkan ke dalam sistem koloid, maka partikelpartikel koloid yang
bermuatan negatif akan menarik ion positif (kation) dari elektrolit. Sementara itu, partikelpartikel koloid yang bermuatan positif akan menarik ion negatif (anion) dari elektrolit. Hal ini menyebabkan partikel partikel koloid tersebut dikelilingi oleh lapisan kedua yang memiliki muatan berlawanan dengan muatan lapisan pertama. Apabila jarak antara lapisan pertama dan kedua cukup dekat, maka muatan keduanya akan hilang sehingga terjadi koagulasi. Elektrolit yang digunakan dalam percobaan ini adalah elektrolit bervalensi satu, dua, dan tiga yaitu diantaranya NaF, MgSO4, Al2(SO4)3, dan Na3PO4. Perbandingan nilai pengendapan elektrolit bervalensi satu, dua, dan tiga adalah 100: 16: 0.13, sedangkan pada percobaan kali ini 0.052: 0.013 : 0.0017 atau 100: 25 : 3.3. Kesalahan yang terjadi dapat disebabkan oleh kesalahan dalam menentukan larutan yang memiliki endapan paling banyak. Hasil yang diperoleh kurang tepat karena dilihat hanya dari tingkat kejernihan larutan dan endapan terbanyak, serta pembuatan larutan yang divariasikan hanya sekali, jika dilakukan lebih detail mungkin akan mendapatkan hasil yang maksimal namun butuh waktu yang lebih lama. Campuran sol besi air elektrolit pada awalnya berwarna orange selurhnya, kemudian seiring bertambahnya waktu, perlahanlahan terjadi pengendapan sehingga bagian atas berupa larutan bening dan bagian bawah terdapat gumpalan yang mengendap akibat tertarik gravitasi. Pengendapan terbanyak ditentukan dengan melihat warna larutan yang paling bening. Penentuan dengan cara ini sangat subyektif sehingga diperoleh hasil yang kurang tepat. Pada sol negatif (sol arsen sulfida) endapan hanya dihasilkan dengan larutan elektrolit Al2(SO4)3 hal tersebut dikarenakan Al2(SO4)3 adalah elektrolit bervalensi tiga sehingga banyak muatan yang dapat mengelilingi permukaan sol sehingga mengganggu kestabilan dan akhirnya terbentuk endapan. Hal tersebut membuktikan bahwa sol negatif memiliki kestabilan yang lebih tinggi dibandingkan dengan sol positif.
III. Kesimpulan Nilai pengendapan elektrolit untuk sol positif Besi (III) Oksida adalah: NaF = 0.052 M Al2(SO4)3= 0.0017 M MgSO4 = 0.013 M Na3PO4= 0.0017 M Nilai pengendapan elektrolit untuk sol negatif Arsen (III) Oksida adalah: Al2(SO4)3 = 0.0001 M IV. Daftar Pustaka D.J Shaw, Introduction Colloid and Surface Chemistry, edisi ke2, 1970, hal 167176 FindlayKitchener, Practical Physical Chemistry, edisi ke8, hal 314
V. Lampiran 1. Sebutkan caracara umum membuat sol! 2. Apa arti dan gunanya dialisis? 3. Bagaimana cara menentukan tanda muatan sol? 4. Bagaimana bunyi hokum HardySchulze? Faktorfaktor apa yang mempengaruhi nilai pengendapan suatu sol? 5. Apa yang dimaksud dengan koloid pelindung? Berikan contohnya! 6. Jelaskan proses apa yang terjadi pada penjernihan air dengan menggunakan tawas! Jawab: 1. Dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu a. Kondensasi : Reaksi Redoks, Dekomposisi Rangkap, Hidrolisis, dan Pergantian Pelarut b. Mekanik : Peptisasi dan loncatan bunga listrik 2. Dialisis merupakan proses pemurnian koloid dengan membersihkan atau menghilangkan ionion pengganggu menggunakan suatu kantong yang terbuat dari selaput semipermiabel. Caranya, sistem koloid dimasukkan ke dalam kantong semipermeabel, dan diletakkan dalam air. Selaput semipermeabel ini hanya dapat dilalui oleh ionion, sedang partikel koloid tidak dapat melaluinya, dengan demikian akan diperoleh koloid yang murni. Ionion yang keluar melalui selaput semipermeabel ini kemudian larut dalam air. Dalam proses dialisis hilangnya ionion dari sistem koloid dapat dipercepat dengan menggunakan air yang mengalir.dialysis bertujuan untuk memurnikan.
Muatan suatu sol dapat diketahui dengan metode elektroforesis, koloid bermuatan 3. negatif akan bergerak ke anode (elektrode positif) sedang koloid bermuatan positif akan bergerak ke katode (elektrode negatif). 4. Hukum HardySchulze berbunyi : faktorfaktor yangmempengaruhi nilai pengendapan suatu sol antara lain lapisan rangkap listrik diantara permukaan partikel dan medium pendispersinya, afinitas partikelpartikel terdispersi. 5. Koloid yang bersifat melindungi koloid lain supaya tidak mengalami koagulasi. Koloid semacam ini disebut koloid pelindung. Koloid pelindung ini membentuk lapisan di sekeliling partikel koloid yang lain sehingga melindungi muatan koloid tersebut. Koloid pelindung ini akan membungkus partikel zat terdispersi, sehingga tidak dapat lagi mengelompok. Contoh pemanfaatan koloid pelindung adalah sebagai berikut: Pada pembuatan es krim digunakan gelatin untuk mencegah pembentukan Kristal besar atau gula Cat dan tinta dapat bertahan lama karena menggunakan suatu koloid pelindung. Zatzat pengemulsi seperti sabun dan detergen juga tergolong koloid pelindung. 6. Proses yang terjadi pada penjernihan air menggunakan tawas adalah koagulasi dan flokulasi. Koagulasi adalah penambahan koagulan yang menjadikan partikel tidak stabil dan membentuk flok. Sedangkan flokulasi adalah penggabungan flok menjadi ukuran yang lebih besar.
PENGENDAPAN TIMBAL BALIK SOL HIDROFOB I. Tujuan Percobaan Menentukan konsentrasi relatif dua sol hidrofob yang berlawanan muatan pada saat terjadi pengendapan timbal balik sempurna II. Teori Dasar Kestabilan sol hidrofob disebabkan karena adanya lapisan rangkap listrik di antara permukaan partikel dan medium pendispersinya. Permukaan partikel terdispersi mengadsorpsi ionion tertentu sehingga partikel tersebut memperoleh muatan listrik tertentu. Partikelpartikel koloid akan bermuatan sejenis maka satu sama lain saling tolakmanolak dan ionion di sekitarnya terdistribusi membnetuk lapisan rangkap listrik menyesuaikan diri dengan muatan pada permukaan partikel tersebut. Jadi adanya sedikit elektrolit dapat menstabilkan sol. Sol hidrofob dapat diendapkan dengan menambahkan elketrolit. Antaraksi yang terjadi antara partikel sol dengan ion yang berlawanan muatan akan mengakibatkan penetralan muatan partikel, menghilangkna kestabilan sol tersebut karena hilangnya gaya tolakmenolak antar partikel dan sol tersebut akan mengalami flokulasi akhirnya partikelpartikel sol akan mengendap. Efek yang sama akan dialami apabila ke dalam suatu sol ditambahkan sol lain yang berlawanan jenis.
III.Data Pengamatan Truangan = 26.5 C Mr Besi (III) Oksida = 159.7 g/mol Mr Arsen (III) Sulfida = 246.04 g/mol [sol besi] = 9.19 g/liter / Mr = 9.19/159.7 = 0.057545398 M [sol negatif] = 3.3333 g/liter/ Mr = 3.3333/264.04 = 0.012624224 M No tabung 1 2 3 4 5 6 7 8 9 V sol (ml) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 V sol (ml) 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Endapan Setelah divariasikan No tabung 1 2 3 4 5 6 7 8 V sol (ml) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 V sol (ml) 9.8 9.6 9.4 9.2 9.0 8.8 8.6 8.4 Endapan
9 1.8 8.2 IV. Pengolahan Data [C] = = [C] = = Konsentrasi Relatif = V. = 0.004603632 M = 0.011614286 M = = 0.396376663 M Pembahasan Muatan koloid ditentukan oleh muatan ion yang terserap permukaan koloid. Sol posotif mengadsorpsi kation dari medium pendispersinya, sedangkan sol positif mengadsorpsi anion dari medium pendispersinya. Partikelpartikel koloid yang bermuatan sejenis akan tolakmenolak dan ionion di sekitarnya akan terdistribusi membentuk lapisan rangkap listrik menyesuaikan diri dengan muatan pada permukaan partikel tersebut.
Kestabilan sol hidrofob disebabkan karen adanya lapisan rangkap listrik di anatara permukaan partikel dan medium pendispersinya. Pemukaan partikel terdispersi mengadsorpsi ionion tertentu sehingga partikel akan bermuatan. Partikelpartikel koloid akan bermuatan sejenis maka akan tolakmenolak. Hal tersebutlah yang diakibatkan dengan penambahan elektrolit, hal yang sama juga akan dilihat jika penambahan sol hidrofob yang berlawanan muatan dilakukan, penambahan dalam jumlah yang sedikit mungkin dapat menstabilkan sol, namu pada penambahan jumlah tertentu akan membuat sol terflokulasi karena akan terjadi penetralan muatan partikel. Dalam percobaan kali ini yang semulanya hanya terdapat sol pisitif (Besi (III) oksida) kemudian ditambahkan dengan sol negatif (Arsen (III) oksida), maka interaksinya akan menyebabkan penetralan muatan partikel, menghilangkan kestabilan sol tersebut karena hilangnya gaya tolakmenolak antar partikel dan sol tersebut akhirnya terflokulasi, partikelpartikel sol akan mengendap. Dalam hal ini akan terjadi bila kedua sol dicampurkan dengan perbandingan tertentu. Pada awalnya didapatkan volume sol positif 1 ml dan volume sol negatif 9 ml di mana terjadi endapan, setelah dilakukan variasi terhadap keduanya maka didapatkan volume sol positif 0.8 ml dan volume sol negatif 9.2 ml di mana terbentuk endapan paling banyak. Dari hasil percobaan diperoleh konsentrasi relatif di mana terjadi pengendapan secara sempurna yaitu 0.396376663 M. VI. Kesimpulan Konsentrasi relatif kedua sel hidrofob adalah 0.396376663 M VII. Daftar Pustaka G.f.Levvet, Findlay s Practical Physical Chemistry 9nd ed, hal. 402403
S.Glasstone, Textbook of Chemistry, 2nd ed, 1946, hal.12431245