Penentuan Koefisien Distribusi

 

I. JUDUL PERCOBAAN

    Penentuan Koefisien Distribusi

 

II. TUJUAN PERCOBAAN

    Menetukan koefisien distribusi I2 dalam sistem air-kloroform

 

III. LANDASAN TEORI

    Ekstraksi adalah pemisahan suatu zat dari campurannya dengan pembagian sebuah zat terlarut antara dua pelarut yang tidak dapat tercampur untuk mengambil zat terlarut tersebut dari suatu pelarut ke pelarut yang lain. Seringkali campuran bahan padat dan cair (misalnya bahan alami) tidak dapat atau sukar sekali dipisahkan dengan metode pemisahan mekanis atau termis. Misalnya saja, karena komponennya saling bercampur secara sangat erat, peka terhadap panas, beda sifat-sifat fisiknya terlalu kecil, atau tersedia dalam konsentrasi yang terlalu rendah (Rahayu. 2009).

    Bila senyawa organik tidak larut sama sekali dalam air, pemisahannya akan lengkap. Namun, nyatanya, banyak senyawa organik, khususnya asam dan basa organik dalam derajat tertentu larut juga dalam air. Hal ini merupakan masalah dalam ekstraksi. Untuk memperkecil kehilangan yang disebabkan gejala pelarutan ini, disarankan untuk dilakukan ekstraksi berulang. Anggap anda diizinkan untuk menggunakan sejumlah tertentu pelarut. Daripada anda menggunakan keseluruhan pelarut itu untuk satu kali ekstraksi, lebih baik anda menggunakan sebagian-sebagian pelarut untuk beberapa kali ekstraksi. Kemudian akhirnya menggabungkan bagian-bagian pelarut tadi. Dengan cara ini senyawa akan terekstraksi dengan lebih baik. Alasannya dapat diberikan dengan menggunakan hukum partisi (Takeuchi. 2009).

    Hukum distribusi atau partisi. Cukup diketahui berbagai zat-zat tertentu lebih mudah larut dalam pelarut-pelarut tertentu dibandingkan dengan pelarut-pelarut yang lain. Jadi iod jauh lebih dapat larut dalam karbon disulfida, kloroform, atau karbon tetraklorida. Lagi pula, bila cairan-cairan tertentu seperti karbon disulfida dan air, eter dan air, dikocok bersama-sama dalam satu bejana dan campuran kemudian dibiarkan, maka kedua cairan akan memisah menjadi dua lapisan. Cairan-cairan seperti itu dikatakan sebagai tak-dapat-campur (karbon disulfida dan air) atau setengah-campur (eter dan air), bergantung apakah satu ke dalam yang lain hampir tak dapat larut atau setengah larut. Jika iod dikocok bersama suatu campuran karbon disulfida dan air kemudian didiamkan, iod akan dijumpai terbagi dalam kedua pelarut. Suatu keadaan kesetimbangan terjadi antara larutan iod dalam karbon disulfida dan larutan iod dalam air (Vogel. 1986 : 145).

    Menurut hukum distribusi Nerst, bila ke dalam kedua pelarut yang tidak saling bercampur dimasukkan solut yang dapat larut dalam kedua pelarut tersebut maka akan terjadi pembagian kelarutan. Kedua pelarut tersebut umumnya pelarut organik dan air. Dalam praktek solutakan terdistribusi dengan sendirinya ke dalam dua pelarut tersebut setelah di kocok dan dibiarkan terpisah. Perbandingan konsentrasi solut 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

(Soebagio. 2002 : 34).

    Jika ke dalam sistem dua fasa cair yang tak dapat saling bercampur ditambahkan zat ketiga yang dapat melarut pada keduanya maka zat ketiga akan terdistribusi diantara ke dua fasa tadi dalam jumlah tertentu. Bila larutan jenuh I2 dalam CHCl3 dikocok dalam air yang tidak larut dalam CHCl3, maka I2 akan terbagi dalam air dan dalam CHCl3. Setelah tercapai kesetimbangan perbandingan konsentrasi I2 dalam air dan CHCl3 pada temperatur tetap juga tetap,. Kenyataan ini merupakan akibat langsung hukum termodinamika pada kesetimbangan. Jika potensial kimia dari solute dalam larutan encer dalam larutan adalah :

        U1 = U10 + kT In C1

Dan pada larutan air adalah :

        U2 = U20 + kT In C2

(Tim Dosen Kimia Fisik. 2012 : 17).

    Jika tidak terjadi asosiasi, disosiasi atau polimerisasi pada fase-fase tersebut dan keadaan yang kita punya adalah ideal, maka harga KD sama dengan D. untuk tujuan praktis sebagai ganti harga KD atau D, lebih sering digunakan istilah persen ekstraksi (E). ini berhubungan dengan perbandingan distribusi dalam persamaan sebagai berikut :

        D = (Vw/Vo E)/(100-E) , dimana Vw = volume fase air, Vo = volume fase organik

(Khopkar. 2008 : 91).

IV. ALAT DAN BAHAN

1. Alat

a. Buret 50 mL 2 buah

b. Corong pisah 250 mL 2 buah

c. Pipet volume 5 mL, 10 mL dan 20 mL

d. Pipet tetes

e. Gelas ukur 10 mL dan 100 mL

f. Batang pengaduk 3 buah

g. Labu erlenmeyer 250 mL bertutup asa 3 buah

h. Labu erlenmeyer 250 mL 3 buah

i. Statif dan klem 4 buah

2. Bahan

a. Larutan jenuh I2 dalam CHCl3

b. Aquades (H2O)

c. Natrium tiosulfat (Na2S2O3) 0,1 N

d. Tissue

V. PROSEDUR KERJA

1. Mengukur 150 mL larutan I2 jenuh dalam CHCl3. Kemudian memasukkan dalam corong pisah. Menambahkan 100 mL aquades kemudian di kocok dan diamkan, tunggu sampai tercapai kesetimbangan

2. Memisahkan lapisan atas dan bawah. Masing-masing lapisan dipipet 5 mL, memasukkan ke dalam erlenmeyer kemudian dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat. Mengulangi sebanyak tiga kali. Mencatat volume tiosulfat yang diperlukan pada kedua titrasi tersebut.

VI. HASIL PENGAMATAN

150 mL larutan jenuh I2 dalam CHCl3 (ungu) > 100 mL H2O (bening) –à terbentuk dua lapisan (lapisan atas : kuning, bawah : ungu) > terbentuk dua lapisan (atas : orange (air), bawah : ungu pekat (CHCl3))

Untuk lapisan air 5 mL

Titrasi

V Na2S2O3 0,1 N

I

0,5 mL

II

0,5 mL

III

0,5 mL

 

Vrata-rata = (0,5+0,5+0,5)mL/3 = 0,5 mL

Untuk lapisan I2 dalam CHCl3 5 mL

Titrasi

V Na2S2O3 0,1 N

I

18,5 mL

II

18,0 mL

III

18,7 mL

 

V rata-rata = (18,5+18,0+18,7)mL/3 = 18,4 mL

VII. ANALISIS DATA

Dik : N Na2S2O3     = 0,1 N

VI 1 Na2S2O3     = 0,5 mL

VI 2 Na2S2O3     = 0,5 mL

VI 3 Na2S2O3     = 0,5 mL

VII 1 Na2S2O3     = 18,5 mL

VII 2 Na2S2O3     = 18,0 mL

VII 3 Na2S2O3     = 18,7 mL

Dit : KD dari I2 . . . ?

Peny : a. Erlenmeyer I

  • Konsentrasi I2 pada lapisan air (Ca)

    Ca = ((VI 1 x N)Na2S2O3)/(V iod)

    = (0,5 mL x 0,1 N)/(150 mL)

    = 0,00033 N

  • Konsentrasi I2 pada lapisan kloroform (Co)

    Co = ((VII 1 x N) Na2S2O3)/(V iod)

    = (18,5 mL x 0,1 N)/(150 mL)

    = 0,01233 N

    KDI = Ca/Co

    = (0,00033 N)/(0,01233 N)

    = 0,02676

b. Erlenmeyer II

  • Konsentrasi I2 pada lapisan air (Ca)

    Ca = ((VI 2 x N)Na2S2O3)/(V iod)

    = (0,5 mL x 0,1 N)/(150 mL)

    = 0,00033 N

  • Konsentrasi I2 pada lapisan kloroform (Co)

    Co = ((VII 2 x N) Na2S2O3)/(V iod)

    = (18,0 mL x 0,1 N)/(150 mL)

    = 0,01200 N

    KDI = Ca/Co

    = (0,00033 N)/(0,01200 N)

    = 0,02750

c. Erlenmeyer III

  • Konsentrasi I2 pada lapisan air (Ca)

    Ca = ((VI 3 x N)Na2S2O3)/(V iod)

    = (0,5 mL x 0,1 N)/(150 mL)

    = 0,00033 N

  • Konsentrasi I2 pada lapisan kloroform (Co)

    Co = ((VII 3 x N) Na2S2O3)/(V iod)

    = (18,7 mL x 0,1 N)/(150 mL)

    = 0,01247 N

    KDI = Ca/Co

    = (0,00033 N)/(0,01247 N)

    = 0,02646

    Komponen distribusi iod :

        KD rata-rata = (KD 1+ KD 2+ KD 3)/3

    = (0,02676+0,02750+0,02646 )/3

    = 0,06308

 

VIII. PEMBAHASAN

    Prinsip dasar percobaan ini yaitu distribusi zat terlarut I2 ke dalam dua pelarut yang tidak saling bercampur yaitu ait dan kloroform, dimana menurut hukum distribusi Nerst, jika ke dalam sistem dua fasa cair yang tidak saling bercampur dimasukkan solut yang dapat larut dalam kedua pelarut tersebut maka akan terjadi pembagian kelarutan. Perbandingan konsentrasi solut di dalam kedua pelarut tersebut tetap dan merupakan suatu ketetapan pada suhu tetap. Tetapan tersebut adalah tetapan distribusi atau koefisien distribusi (KD).

    Pada percobaan, larutan jenuh I2 dalam CHCl3 ditambahkan dengan aquades yang merupakan pelarut yang tidak saling campur dengan CHCl3 dan diperoleh dua lapisan. Adanya perbedaan kepolaran antara iar dan CHCl3 dimana air bersifat polar sedangkan CHCl3 bersifat nonpolar sehingga terbentuk dua lapisan, dimana lapisan atas merupakan air dan lapisan bawah adalah kloroform. Hal ini disebabkan karena massa jenis air yakni 1 g/mL lebih kecil dibandingkan massa jenis kloroform yakni 1,48 g/mL sehingga air berada pada lapisan atas dan lapisan bawahnya adalah kloroform. Kemudian dikocok agar I2 terdistribusi dengan maksimal ke kloroform dan air, lalu dipisahkan dan dititrasi dengan Na2S2O3 serta mencatat volume Na2S2O3 yang dipakai hingga tercapai titik akhir titrasi. Titik akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna. Pada lapisan air dari warna orange menjadi bening sedangkan pada lapisan kloroform dari warna ungu menjadi bening. Berdasarkan analisis data, diperoleh KD1 = 0,02676, KD2 = 0,02750 dan KD3 = 0,02646. Artinya iod yang terdistribusi ke fase air lebih banyak dibandingkan iod yang terdistribusi ke fasa organik (CHCl3). Adapun rekasinya yaitu :

2S2O32- + I2 —–à S4O62_ + 2I

2Na2S2O3 + 2I—–.> Na2S2O6 + 2NaI

 

IX. KESIMPULAN DAN SARAN

1. Kesimpulan

Harga koefisien iod dalam sistem air klorofom yaitu 0,06308

2. Saran

Dalam percobaan ini, seharusnya cara pengocokan kosntan (satu arah) sehingga iod dapat terdistribusi sempurna dengan cepat.

 

DAFTAR PUSTAKA

Khopkar, S.M. 2008. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI Press.

Rahayu, Suparni Setyowati. 2009. Ekstraksi. http://www.chem-is-try.org/materi-kimia/kimia_industri/teknologi_proses/ekstraksi/. Diakses pada tanggal 30 Mei 2012.

Soebagio, dkk. 2000. Kimia Analitik II (JICA). Malang : Universitas Negeri Malang.

Takeuchi, Yoshito. 2009. Metode Pemisahan Standar. http://www.chem-is-try.org/materi-kimia/kimia_dasar/pemurnian_material/metode_pemisahan_standar/. Diakses pada tanggal 30 Mei 2012.

Tim Dosen Kimia Fisik. 2012. Penuntun Praktikum Kimia Fisik I. makassar : Universitas Negeri Makassar.

Vogel. 1986. Buku Teks Analisis Secara Kualitatif Makro dan Semimikro. Jakarta : PT. Kalman Media Pustaka.