13

PENENTUAN KONSTANTA KESETIMBANGAN

ION TRIIODIDA

I. TUJUAN

Mengetahui kesetimbangan ion triiodida, triiodida dan Iodium dalam larutan.

Menentukan tetapan kesetimbangan ion triiodida, I3-.

II. TEORI DASAR

Pada suhu kamar, Iodium (I2) berupa padatan. Kristal terdiri dari molekul I2

yang interaksi ikatannya berdasarkan gaya Van der Walls dan banyak sekali sinar dari

spektra tampak yang dapat diserap, terutama jika kristal mendekati kehitaman. Kristal

I2 sedikit sekali larut dalam air, tetapi lebih mudah larut di dalam larutan aqua yang

mengandung ion iodida, I-. Bertambahnya kelarutan I2 dalam I- disebabkan karena

reaksi antara molekul I2 dan I- yang menghasilkan anion baru yang disebut ion

triiodida, I3-. Ion triiodida ini juga terdapat di dalam kristal, sama seperti di dalam

larutan aqua dan mempunyai struktur yang linear sebagai berikut.

.. .. ..

. I – I – I .

.. .. ..

Dengan catatan bahwa struktur ini diperhitungkan untuk seluruh 22 elektron

valensi. Kedua atom iodium yang berada di ujung kiri kanan mempunyai struktur

elektron oktet, tetapi atom iodium yang di tengah mempunyai 10 elektron valensi.

Konfigurasi kulit valensi yang mempunyai 10 atau 12 elektron biasanya ditemukan

pada unsur-unsur yang berada di bawah periode terpanjang pertama dari susunan

berkala unsur. Pada percobaan ini, akan ditentukan nilai konstanta kesetimbanagan

reaksi:

I2 + I- I3- K = (I3

-)

(I2) (I-)

13

Untuk melakukan perhitungan ini perlu dilakukan nilai konsentrasi dari ion

iodida dan konsentrasi molekul I2. Hubungan tersebut biasanya diperhitungkan hanya

di dalam kesetimbangan yang khusus untuk fasa air saja, yaitu:

K = (I3-)akua

(I2)ak (I-)ak

III. ALAT DAN BAHAN

Alat:

Buret

Erlenmeyer tertutup

Bejana gelas (gelas kimia)

Batang pengaduk

Pipet tetes

Gelas ukur

Tissue

Bahan:

Kalium Iodida, KI

Larutan Asam Klorida, HCl 0,01 M

Larutan Natrium Tiosulfat, Na2S2O3 0,01 M

Larutan Karbon Tetra Klorida, CCl4

IV. CARA KERJA

1) Menyiapkan larutan KI 0,025 M dengan cara memasukkan I2 0,035 ml ke dalam

larutan KI 0,20 M sebanyak 1 L.

2) Menyiapkan juga larutan KI 0,1 M; Na2S2O3 0,01 M dan HCl 0,1 M.

3) Mengambil larutan KI 0,025 M sebanyak 75 ml dan memasukkannya ke dalam

labu erlenmeyer 250 ml tertutup, kemudian menambahhkan CCl4 35 ml ke dalam

labu tersebut dan menutupnya kembali.

4) Mengocok labu erlenmeyer tersebut selama beberapa menit, menjaga jangan

sampai larutan tumpah.

13

5) Menuang larutan tersebut ke dalam larutan tersebut ke dalam gelas ukur 100 ml.

Kedua larutan akan memisah.

6) Mengisi buret dengan lapisan cairan bagian atas (aqua).

7) Memindahkan atau mengisi larutan dari buret sebanyak 15 ml ke dalam labu

erlenmeyer (duplo), kemudian menambahkan masing-masing labu 15 ml HCl 0,1

M.

8) Menitrasi kedua larutan dalam kedua labu erlenmeyer itu masing-masing dengan

larutan standar Na2S203 0,001 M.

9) Setelah titrasi selesai, mencatat hasilnya.

10) Membuang sisa larutan lapisan atas dalam buret dan menggantinya dengan

larutan lapisan bawah (CCl4) dari gelas ukur.

11) Melakukan hal yang sama seperti titrasi sebelumnya, namun harus dilakukan

pengocokan secara kontinu karena reaksinya lambat.

12) Mencatat hasil reaksi dan menghitung konstanta kesetimbangannya.

Open dan Eksperimen

1) Membuat larutan KI 0,001 M sebanyak 50 ml dengan cara mengambil 1 tetes larutan

KI 0,025 M dan meneteskannya ke dalam 50 ml air.

2) Membuat larutan I2 dalam air sebanyak 50 ml 0,001 M dan larutan I2 dalam CCl4

sebanyak 50 ml 0,001 M.

3) Melakukan pengukuran persentase transmidi dari setiap larutan pada seluruh panjang

gelombang yang terdapat pada alat.

4) Membuat grafik antara persen transmidi terhadap panjang gelombang dari data setiap

larutan.

5) Mencatat panjang gelombang dimana terdapat absorpsi maksimum dan menjelaskan

pengamatan ini terhadap energi foton yang ditransmisikan serta di absorbsi oleh setiap

larutan.

6) Menghitung absorbsi maksimum ini dalam satuan bilangan gelombang (cm -1) dan

elektro vol (eV).

7) Menghitung juga apakah bilangan gelombang, dan apakah energi dan panjang

gelombang dari foton berhubungan dengan persamaan Planck Einstein : E = hc/λ.

13

V. PENGAMATAN

Penentuan Konstanta Kesetimbangan

Padatan I2 : berupa kristal/padatan ungu

Larutan KI : berwarna bening

Larutan HCl : berwarna bening

Larutan Na2S2O3 : berwarna bening

Larutan CHCl3 : berwarna bening

Pencampuran I2 + KI KI3

I2 larut dalam KI menghasilkan larutan berwarna kuning orange

Pencampuran KI3 + CHCl3

Terbentuk 2 lapisan. Lapisan atas (H2O) berwarna orange coklat. Lapisan

bawah (CHCl3) berwarna ungu-pink. Kemudian lapisan atas dan lapisan bawah

masing-masing dititrasi dengan Na2S2O3

Lapisan atas + HCl berwarna kuning bening

Dititrasi dengan Na2S2O3 memiliki titik akhir titrasi = 0,05 ml

Lapisan bawah dititrasi dengan Na2S2O3 memiliki titik akhir titrasi = 0,2 ml

Perhitungan

I2 dalam CHCl3

2S2O32- S4O6

2- + 2e-

I2 + 2e- 2I-

2S2O32- + I2 S4O6

2- + 2I-

mmol I2 = mmol S2O32-

= 0,01 M . 0,2 ml

= 0,001 mmol

[I2] = 0,001 mmol = 2,532 x 10-4

(3,75 + 0,2) ml

13

[I2] CHCl3 = 90,5

[I2] H2O

I2 dalam fasa aqua (H2O)

I2 + I- I3- ------------persamaan (1)

2S2O32- S4O6

2- + 2e-

I3- + 2e- 3I-

2S2O32- + I3

- S4O62- + 3I-

mmol I3- = mmol S2O3

2-

= 0,01 M . 0,05 ml

= 2,5 x 10-4

[I3-] = 2,5 x 10-4 mmol = 3,311 x 10-5

(3,75 + 3,75 + 0,05) ml

I2 yang tidak bereaksi dalam aqua

Berdasarkan persamaan (1)

mmol I2 = 0,035 gr = 1,3780 x 10-4 mol = 0,13780 mmol

254 gr/mol

mmol I- = 0,20 M x 100 ml = 20 mmol

I2 + I- I3-

m 0,13780 20 -

r 0,13780 0,13780 0,13780

s - 19,8622 0,13780

13

[I-] yang tidak bereaksi dalam aqua :

= 19,8622 mmol = 0,198622 M

100 ml

[I-] aqua yang bereaksi :

= 0,13780 mmol = 0,13780 x 10-2

100 ml

Konstanta Kesetimbangan dalam aqua :

K = [I3-] aq = 3,311 x 10-5 M = 59,78

[I2] aq . [I-] 2,798 x 10-6 M . 0,198622 M

VI. PEMBAHASAN

Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan kelarutan I2 dalam

pelarut polar dan pelarut non polar. Iod segera melarut dalam pelarut non polar,

seperti CS2 dan CCl4. Larutan semacam ini berwarna lembayung seperti dalam

uapnya. Dalam pelarut-pelarut polar, hidrokarbon tak jenuh dan SO2 cair, terbentuk

larutan coklat atau coklat kemerahmudaan. Warna ini menunjukkan pembentukkan

kompleks lemah I2 ---------S yang dikenal sebagai kompleks penyebaran muatan.

Untuk menentukan konstanta kesetimbangan ion triiodida, kita perlu nilai

konsentrasi dari ion iodida, ion triiodida, dan konsentrasi molekul I2 dengan cara

membuat larutan KI3 yang diketahui konsentrasinya (0,015 M) dengan

mencampurkan KI dan I2. Padatan I2 mudah teroksidasi, maka ketika penimbangan

harus hati-hati. Setelah dicampur, maka larutan dalam KI membentuk I3- (KI3).

Kemudian larutan ini dikocok dengan larutan karbon tetra klorida (CCl4) yang tidak

bercampur dengan air sehingga terbentuk 2 fasa. Lapisan atas yang terbentuk

berwarna orange coklat yang merupakan fasa H2O. Spesi yang terdapat di dalamnya

yaitu: K+, I2, I- dan I3-. Sedangkan lapisan bawah merupakan fasa CCl4 yang berwarna

ungu-pink. Spesi yang terdapat di dalamnya hanya I2.

Kemudian dititrasi dengan Na2S2O3. Pada titrasi bagian atasnya diperlukan HCl

karena dibutuhkan suasana asam. Fungsi Na2S2O3 adalah sebagai pereduksi I2 dan I3-

dengan reaksi :

13

2S2O32- S4O6

2- + 2e-

2 I- I2 + 2e-

3I- + 2e- I3-

Pada percobaan, volume Na2S2O3 dibutuhkan untuk menitrasi larutan pada bagian

atasnya (H2O). Titik akhir titrasinya berwarna kuning pucat sangat muda. Sedangkan pada

bagian bawahnya (lapisan CCl4), titrasi dihentikan sampai larutan bening. Tetapi, pada

percobaan ini terbentuk 2 lapisan bawah bening. Larutan bening ini berasal dari larutan

Na2S2O3 yang mangandung air sehingga memisah dari larutan bagian atasnya yang agak

bening. Hal ini sesuai dengan prinsip like disolve like karena perbedaan kepolaran air dengan

CCl4 dan akan memisah. Air bersifat polar dan CCl4 bersifat non polar. Hal ini juga yang

menyebabkan I2 tidak larut dalam air tetapi larut dalam CCl4

Ion triiodida berwarna kuning orange, terbentuk ketika melarutkan I2 dengan larutan

aqua KI, terdapat banyak kompleks I3-. Ion lain biasanya tidak stabil dalam larutan aqua

walaupun dapat diperoleh dalam CH3OH dan sebagai garam kristal dari kation besar seperti

Cs+ dan R4N. Hantaran listrik dari lelehan I2 dianggap berikatan dengan pengionan diri :

3I- + 2e- I3-

Pada I3- terjadi ikatan momen dipol induksi, molekul simetris yang besar dimana atom

pusat positif relatif terpisah dari elektron-elektronnya kemungkinan disusun dari elektron

yang simetri yang memilki ikatan ionik kuat. Momen dipol dihasilkan dari interaksi charge

partikel dipol yang disebut dipol induksi, dan ada beberapa ikatan ion yang dihasilkan dari

interaksi ionik dipol induksi.

Beberapa spesi memiliki ikatan lebih dari 8 elektronvalensi yang tidak mengikuti

struktur lewis yang terlibat dalam suatu ikatan. Pada I3-, pusat atomnya terdiri dari 10 sampai

12 elektron. Karena spesi ini kaya elektron di pusat atomnya, dikenal dengan istilah

hypervalent.

Dalam proses analitik, iodium digunakan sebagai pereaksi oksidasi (iodimetri) dan

ion iodida digunakan sebagai pereaksi reduksi (iodometri). Relatif beberapa zat merupakan

pereaksi reduksi yang cukup kuat untuk dititrasi secara langsung dengan iodium.  Maka

jumlah penentuan iodimetrik adalah sedikit. Akan tetapi banyak pereaksi oksidasi cukup kuat

13

untuk bereaksi sempurna dengan ion iodida, dan ada banyak penggunaan proses iodometrik.

Suatu kelebihan ion iodida ditambahkan kepada pereaksi oksidasi yang ditentukan, dengan

pembebasan iodium, yang kemudian dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat.  Reaksi antara

iodium dan tiosulfat berlangsung secara sempurna.

Iodium hanya sedikit larut dalam air (0,00134 mol per liter pada 25 0C), tetapi agak

larut dalam larutan yang mengandung ion iodida.  Larutan iodium standar dapat dibuat

dengan menimbang langsung iodium murni dan pengenceran dalam botol volumetrik. 

Iodium, dimurnikan dengan sublimasi dan ditambahkan pada suatu larutan KI pekat, yang

ditimbang dengan teliti sebelum dan sesudah penembahan iodium.  Akan tetapi biasanya

larutan distandarisasikan terhadap suatu standar primer, As2O3 yang paling biasa digunakan.

Larutan standar yang dipergunakan dalam kebanyakan proses iodometrik adalah

natrium tiosulfat. Garam ini biasanya tersedia sebagai pentahidrat Na2S2O3.5H2O. Larutan

tidak boleh distandarisasi dengan penimbangan secara langsung, tetapi harus distandarisasi

terhadap standar primer. Larutan natrium tiosulfat tidak stabil untuk waktu yang lama.

Sejumlah zat padat digunakan sebagai standar primer untuk larutan natrium tiosulfat. Iodium

murni merupakan standar yang paling nyata, tetapi jarang digunakan karena kesukaran dalam

penanganan dan penimbangan. Lebih sering digunakan pereaksi yang kuat yang

membebaskan iodium dari iodida, suatu proses iodometrik (Underwood, 1986).

Metode titrasi iodometri langsung (kadang-kadang dinamakan iodimetri) mengacu kepada

titrasi dengan suatu larutan iod standar. Metode titrasi iodometri tak langsung (kadang-

kadang dinamakan iodometri), adlaah berkenaan dengan titrasi dari iod yang dibebaskan

dalam reaksi kimia. Potensial reduksi normal dari sistem reversibel:

I2(solid) 2e                  2I-

adalah 0,5345 volt. Persamaan di atas mengacu kepada suatu larutan air yang jenuh dengan

adanya iod padat; reaksi sel setengah ini akan terjadi, misalnya, menjelang akhir titrasi iodida

dengan suatu zat pengoksid seperti kalium permanganat, ketika konsentrasi ion iodida

menjadi relatif rendah. Dekat permulaan, atau dalam kebanyakan titrasi iodometri, bila ion

iodida terdapat dengan berlebih, terbentuklah ion tri-iodida:

I2(aq) + I- I3-

13

Karena iod mudah larut dalam larutan iodida. Reaksi sel setengah itu lebih baik ditulis

sebagai:

I3- + 2e               3I-

Dan potensial reduksi standarnya adalah 0,5355 volt. Maka, iod atau ion    tri-iodida

merupakan zat pengoksid yang jauh lebih lemah ketimbang kalium permanganat, kalium

dikromat, dan serium (IV) sulfat.

Dalam kebanyakan titrasi langsung dengan iod (iodimetri), digunakan suatu larutan

iod dalam kalium iodida, dan karena itu spesi reaktifnya adalh ion tri-iodida, I3-. Untuk

tepatnya, semua persamaan yang melibatkan reaksi-reaksi iod seharusnya ditulis dengan I3-

dan bukan dengan I2, misalnya:

I3- + 2S2O3

2- 3I- + S4O62-

akan lebih akurat daripada:

I2 + 2S2O32- 2I- + S4O6

2-

Warna larutan 0,1 N iodium adalah cukup kuat sehingga iodium dapat bekerja sebagai

indikatornya sendiri. Iodium juga memberi warna ungu atau merah lembayung yang kuat

kepada pelarut-pelarut sebagai karbon tetraklorida atau kloroform dan kadang-kadang hal ini

digunakan untuk mengetahui titik akhir titrasi. Akan tetapi lebih umum digunakan suatu

larutan (dispersi koloidal) kanji, karena warna biru tua dari kompleks kanji-iodium dipakai

untuk suatu uji sangat peka terhadap iodium. Kepekaan lebih besar dalam larutan yang sedikit

asam daripada larutan netral dan lebih besar dengan adanya ion iodida

13

VII. KESIMPULAN

Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan kelarutan I2 dalam pelarut

polar dan pelarut non polar.

I2 dalam CHCl3

[I2] = 0,001 mmol = 2,532 x 10-4

(3,75 + 0,2) ml

I2 dalam fasa aqua (H2O)[I3

-] = 2,5 x 10-4 mmol = 3,311 x 10-5

(3,75 + 3,75 + 0,05) ml [I-] yang tidak bereaksi dalam aqua :

= 19,8622 mmol = 0,198622 M

100 ml

[I-] aqua yang bereaksi :

= 0,13780 mmol = 0,13780 x 10-2

100 ml

Konstanta Kesetimbangan dalam aqua :

K = [I3-] aq = 3,311 x 10-5 M = 59,78

[I2] aq . [I-] 2,798 x 10-6 M . 0,198622 M

VIII. JAWABAN PERTANYAAN

Kesimpulan apa yang dapat dibuat dari perubahan energi yang diabsorbsi oleh I2

jika dilarutkan dalam pelarut yang berbeda?

Jawab:

Energi yang diabsorbsi oleh I2 dengan pelarut CHCl3 lebih kecil bila dibandingkan

dengan energi yang diserap oleh larutan I2 dalam air. Hal ini dikarenakan ikatan I2

dengan CHCl3 lebih baik, atau lebih mudah larut karena kepolarannya sama bila

dibandingkan dengan I2 dalam air sehingga memiliki energi yang kecil dan

mengakibatkan elektronnya lebih mudah tereksitasi.

13

IX. DAFTAR PUSTAKA

R. A. Day, Underwood. 1986. Kimia Analisis Kuantitatif. Jakarta: Penerbit Erlangga

Cotton, Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Depok : UI Press

Tim KBI Anorganik. 2008. Praktikum Kimia Logam Non Logam. Depok: Departemen

Kimia FMIPA UI.

Basset. J etc. 1994. Buku Ajar Vogel, Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Penerbit

Buku Kedokteran EGC. Jakarta.

Khopkar, S. M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Universitas Indonesia Press.

Jakarta.

Rivai, Harrizul. 1995. Asas Pemeriksaan Kimia. Penerbit UI. Jakarta.

http://chem-is-try.org//pemisahan-secara-iodometri.html (diakses Minggu, 25 April

2010, pukul 13:11)

http://chem-is-try.org//ion-triodida.html (diakses hari Minggu, 25 April 2010, pukul

14.17)

13

Lampiran

MSDS1) Iodine

Keamanan data untuk Iodine

Data Fisik

Appearance: Purple to black crystals Tampilan: Ungu untuk kristal hitam Melting point: 113 - 114 C Titik lebur: 113-114 C Boiling point: 183 C Titik didih: 183 C Specific gravity: 4.93 Spesifik gravitasi: 4,93 Vapour pressure: 0.31 mm Hg at 25 C Tekanan uap: 0,31 mm Hg di 25 C Vapour density: 9.0 (air = 1) Kepadatan uap: 9,0 (udara = 1) Flash point: n/a Flash point: n / a Explosion limits: n/a Ledakan batas: n / a Autoignition temperature: Autosulutan suhu:

Stabilitas

Stabil. Senyawa oksidator. Bahan yang harus dihindari termasuk agen mengurangi kuat, logam bubuk, amonia, garam amonium, asetilena, asetaldehida, bahan bakar, aluminium, kimia logam aktif, karbida, minyak terpentin, azida, karbida, amonium hidroksida, natrium tiosulfat sedikit. Menyublim pada suhu kamar.

2) CCl4

FORMULA MOLEKUL: C-CL4 Boiling Point: 171 F (77 C) Titik beku: -9 F (-23 C) Tekanan uap: 91,3 mmHg @ 20 C KERAPATAN uap (udara = 1): 5,32 GRAVITASI SPESIFIK (air = 1): 1,5940 AIR kelarutan: 0,08% @ 20 C PH: Tidak tersedia

13

Stabilitas dan Reaktivitas Reaktivitas: Stabil pada suhu normal dan tekanan.

3) HCl

Asam klorida pekat (asam klorida berasap) akan membentuk kabut asam. Baik kabut dan larutan tersebut Asam klorida pekat (asam klorida berasap) akan membentuk kabut asam. Baik kabut dan larutan tersebut bersifat korosif terhadap jaringan tubuh, dengan potensi kerusakan pada organ pernapasan, mata, kulit, dan usus. Seketika asam klorida bercampur dengan bahan kimia oksidator lainnya,bersifat korosif terhadap jaringan tubuh, dengan potensi kerusakan pada organ pernapasan, mata, kulit, dan usus. Seketika asam klorida bercampur dengan bahan kimia oksidator lainnya.

4) Natrium tiosulfat

Nama IUPAC Sodium thiosulfate Nama lain Natrium hiposulfitSifat Formula molekul Na2S2O3 Jisim molar 158.108 g/mol

Bentuk hablur putih

Kerapatan1.667 g/cm3

Titik lebur 48.3 °C

Takat didih100 °C (terurai)Kebolehlarutan di dalam air 20.9 g/100 ml (20 °C)