BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Analisa Kualitatif Analisa kualitatif adalah analisa untuk menentukan identitas jenis konstituen pada sampel. Kebanyakan masalah pada kimia analisa berawal dari kebutuhan untuk mengidentifikasi senyawa apa yang terdapat dalam sampel. Hal ini merupakan bagian dari analisa kualitatif, sebagai contoh yaitu mengidentifikasi produk yang dihasilkan reaksi kimia, mengidentifikasi keberadaan obat pemacu stamina pada urin seorang atlet, atau menentukan penyebaran Pb pada partikel-partikel yang berterbangan di udara. Pada mulanya kebanyakan pekerjaan yang dilakukan dalam kimia analisa melibatkan pengembangan dari uji kimia sederhana untuk mengidentifikasi keberadaan ion anorganik dan gugus fungsi organik. Pada zaman sekarang, kebanyakan analisa kualitatif menggunakan metode seperti spektroskopi inframerah, resonansi magnetik nuklir, dan spektrometri massa (Harvey, 2000). Analisa kualitatif merupakan suatu proses dalam mendeteksi keberadaan suatu unsur kimia dalam cuplikan yang tidak diketahui. Analisa kualitatif merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mempelajari kimia dan unsur-unsur serta ionionnya dalam larutan. Dalam metode analisis kualitatif kita menggunakan beberapa pereaksi diantaranya pereaksi golongan dan pereaksi spesifik, kedua pereaksi ini dilakukan untuk mengetahui jenis anion / kation suatu larutan. Analisis kualitatif menggunakan dua macam uji, yaitu reaksi kering dan reaksi basah. Reaksi kering dapat digunakan pada zat padat dan reaksi basah untuk zat dalam larutan. Kebanyakan reaksi kering yang diuraikan digunakan untuk analisis semimikro dengan hanya modifikasi kecil. (Syafaati, dkk., 2012).
2.2 Jenis-jenis Analisis
Secara tradisional, kimia analitik dibagi menjadi dua jenis, kualitatif dan kuantitatif. Analisis kualitatif bertujuan untuk mengetahui keberadaan suatu unsur atau senyawa kimia, baik organik maupun inorganik, sedangkan analisis kuantitatif bertujuan untuk mengetahui jumlah suatu unsur atau senyawa dalam suatu cuplikan. Kimia analitik modern dikategorisasikan melalui dua pendekatan, target dan metode. Berdasarkan targetnya, kimia analitik dapat dibagi menjadi kimia bioanalitik, analisis material, analisis kimia, analisis lingkungan, dan forensik. Berdasarkan metodenya, kimia analitik dapat dibagi menjadi spektroskopi, spektrometri massa, kromatografi dan elektroforesis, kristalografi, mikroskopi, dan elektrokimia. Meskipun kimia analitik modern didominasi oleh instrumen-instrumen canggih, akar dari kimia analitik dan beberapa prinsip yang digunakan dalam kimia analitik modern berasal dari teknik analisis tradisional yang masih dipakai hingga sekarang. Contohnya adalah titrasi dan gravimetri (Anonim, 2010 b). Analisa kualitatif dapat dilakukan pada berbagai skala. Pada analisa makro kuantitas substansi yang dianalisa adalah 0,5-1 gram dan volume larutan yang digunakan untuk analisa adalah sebanyak 20 ml. Pada analisa semimikro, kuantitas yang digunakan untuk analisa dikurangi dengan faktor 0,1-0,05, kira-kira sekitar 0,05 gram dan volume larutan sekitar 1 ml. Untuk analisa mikro, faktor yang digunakan adalah 0,01 atau kurang. Beberapa keuntungan dalam menggunakan teknik semimikro adalah: 1. Mengurangi penggunaan bahan kimia yang akan menghemat budget laboratorium 2. Analisa dengan kecepatan yang lebih cepat, hal ini disebabkan kuantitas material yang kecil dan penghematan waktu dalam menjalankan operasi seperti filtrasi, pencucian, evaporasi, penjenuhan, dengan hidrogen sulfide, dll. 3. Meningkatkan ketajaman pemisahan, seperti pencucian endapan yang dapat dijalankan dengan cepat dan efisien ketika sentrifugasi menggantikan penyaringan. 4. Jumlah hidrogen sulfida yang digunakan dapat dikurangi.
5. Penghematan tempat penyimpanan reagen sehingga meningkatkan akomodasi laboratorium. 6. Terjaganya keamanan saat berlatih dengan menggunakan jumlah material yang sedikit.
Analisa kualitatif menggunakan dua jenis pengujian, reaksi kering dan reaksi basah. Reaksi kering diaplikasikan pada substansi padat dan reaksi basah diaplikasikan pada substansi berbentuk larutan. Kebanyakan reaksi kering digunakan hanya saat terjadi perubahan kecil pada analisa semimikro. Uji reaksi kering sering memberikan informasi berguna dalam waktu singkat dan mudah dimengerti oleh pemula pengguna analisa kualitatif. Teknik yang berbeda dapat digunakan pada reaksi basah dalam analisa makro, semimikro dan mikro (Vogel, 1979). 2.3 Tahapan Kimia Analisa Analisa kimia adalah penyelidikan kimia yang bertujuan untuk mencari susunan persenyawaan atau campuran persenyawaan di dalam suatu sampel. Dua langkah utama dalam analisisa kimia adalah identifikasi dan estimisi komponenkomponen suatu senyawa. Langkah identifikasi dikenal sebagai analisis kualitatif sedangkan langkah estimasinya adalah analisis kuantitatif. Analisis kualitatif berkaitan dengan identifikasi zat-zat kimia, mengenali unsur atau senyawa apa yang ada dalam suatu sampel. Analisis kuantitatif berkaitan dengan penentapan berapa banyak suatu zat tertentu yang terkandunng dalam sutu sampel. Analisis kualitatif terdapat dua aspek penting yaitu, identifikasi dan pemisahan, aspek ini didasari oleh kelarutan, keasaman, kebasaan, pembentukan senyawa kompleks, oksidasi-reduksi, sifat penguapan dan ekstraksi. Analisi kualitatif biasanya diguakan dalam identifikasi kation dan anion dengan melakukan uji sesifik. Uji spesifik dilakukan dengan penambahan reagen (pereaksi) tertentu yang akan memberikan larutan atau endapan warna yang merupakan karakteristik (khas) untuk ion-ion tertentu. Berdasarkan hal tersebut maka percobaan identifikasi kation dan anion ini dilakukan (Puspitasari, 2014).
Berikut adalah tahapan yang dilakukan dalam analisa yaitu: 1. Penyiapan substansi untuk analisa Sebelum analisa, sampel padatan harus dikeringkan pada suhu 105-110 °C sampai massanya konstan. 2. Menimbang sampel
Material biasanya dipindahkan ke dalam botol penimbang yang didinginkan dalam desikator. Sampel kemudian diambil dari botol penimbang dan botol ditimbang sebelum dan sesudah pengambilan sampel, jadi massa substansi diketahui dari perbedaannya. 3. Melarutkan sampel Kebanyakan substansi organik dapat dilarutkan dalam pelarut organik yang sesuai dan ada yang larut dalam air atau dapat larut dalam larutan asam atau basa. Kebanyakan substansi anorganik dapat dilarutkan langsung dalam air atau dalam asam encer, tetapi material seperti mineral dan alloy harus direaksikan dengan berbagai reagen untuk menetukan pelarut yang sesuai. 4. Pengendapan Pengendapan secara umum dilakukan dalam beaker glass, dan larutan endapan perlahan ditambahkan dan diaduk larutan tersebut. Pada saat dilakukan penambahan sebaiknya dengan membiarkan larutan reagen untuk mengalir dari sisi beaker. 5. Penyaringan Operasi ini merupakan pemisahan endapan dari larutan induknya, tujuan dilakukannya penyaringan adalah mendapatkan endapan. Alat yang diperlukan untuk penyaringan adalah kertas saring. Kertas saring sangat cocok untuk endapan mirip agar-agar. 6. Pencucian endapan Kebanyakan endapan dihasilkan dengan adanya satu atau lebih senyawa yang lebih mudah melarut. Volume larutan pembersih yang diperlukan untuk menghilangkan zat lain harus sesedikit mungkin karena tidak ada endapan yang sepenuhnya tidak dapat melarut. Syarat yang harus dipenuhi larutan pembersih ideal adalah tidak boleh melarutkan endapan, tetapi mudah melarutkan substansi lain, tidak menghasilkan produk volatil atau tidak dapat larut dengan endapan, dan harus mudah menguap pada temperatur pengeringan endapan. 7. Pengeringan dan pembakaran endapan Setelah dilakukan pengeringan dan pencucian, endapan harus dikeringkan atau dibakar. Pengeringan dilakukan di bawah suhu 250 °C dan pembakaran dilakukan di atas 250 °C sampai 1200 °C. (Vogel, 1989) 2.4
Identifikasi Kation Berdasarkan H2S
2.4.1 Reagensia
Kation dalam suatu cuplikan dapat diketahui dengan melakukan uji menggunakan pereaksi-pereaksi yang spesifik, meskipun agak sulit mendapatkan pereaksi yang spesifik untuk setiap kation. Oleh karena itu umumnya dilakukan terlebih dahulu penggolongan kation. Sebelum dilakukan pengendapan golongan dan reaksi identifikasi kation dengan cara basah cuplikan padat harus dilarutkan dahulu. Supaya mendapatkan larutan cuplikan yang baik, zat yang akan dianalisis dihomogenkan dahulu sebelum dilarutkan. Sebagai pelarut dapat dicoba dahulu secara berturut-turut mulai dari air, HCl encer, HCl pekat, HNO3 encer, HNO3 pekat, air raja (HCl:HNO3 = 3:1). Mula-mula dicoba dalam keadaan dingin lalu dalam keadaan panas. Bila pelarutnya HCl pekat larutan harus diuapkan sampai sebagaian besar HCl habis. Bila larutan HNO3 atau air raja, maka semua asam harus dihilangkan dengan cara menguapkan larutan sampai hampir kering, kemudian ditambahkan sedikit HCl, diuapkan lagi sampai volumenya sedikit lalu encerkan dengan air. Larutan cuplikan dapat mengandung bermacam-macam kation. Ada beberapa cara pemeriksaan kation secara sistematis, misalnya cara fosfat dari Remy, cara Peterson dan cara H2S. Dalam cara H2S kation-kation diklasifikasikan dalam lima golongan berdasarkan sifat-sifat kation tersebut terhadap beberapa pereaksi. Pereaksi golongan yang paling umum dipakai adalah asam klorida, hidrogen sulfida, amonium sulfida dan amonium karbonat. Jadi klasifikasi kation didasarkan atas perbedaan dari klorida, sulfida dan karbonat kation tersebut. Penambahan pereaksi golongan akan mengendapkan ion-ion dalam golongan tersebut. Masing-masing golongan kemudian dipisahkan kemudian dilakukan pemisahan ion-ion segolongan dan dilakukan identifikasi terhadap masing-masing ion (UPI, 2004). 2.4.2 Reaksi Warna Untuk Fe Klasifikasi kation yang paling umum didasarkan atas perbedaan kelarutan dari klorida, sulfida, dan karbonat dari kation tersebut. Kelima golongan kation dan ciriciri khas golongan – golongan ini adalah sebagai berikut: a. Golongan I Kation golongan I (Pb2+, Hg+, Ag+) membentuk endapan dengan HCl encer. Endapan tersebut adalah PbCl2, Hg2Cl2 dan AgCl yang semuanya berwarna putih.
Untuk memastikan apakah endapan tersebut hanya mengandung satu kation, dua kation atau tiga kation maka dilanjutkan dengan pemisahan dan identifikasi kation golongan I. b. Golongan II Kation golongan II (Hg2+, Pb2+, Bi3+, Cu2+, Cd2+, As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Sn2+, Sn4+) membentuk endapan dengan hidrogen sulfida dalam suasana asam mineral encer. Endapan yang terbentuk adalah : HgS (hitam), PbS (hitam), CuS (hitam), CdS (kuning), Bi2S3 (coklat), As2S3 (kuning), As2S5 (kuning), Sb2S3 (jingga), Sb2S2 (jingga), SnS (coklat), SnS2 (kuning). Kation golongan II dibagi lagi menjadi lagi dua sub golongan berdasarkan kelarutan endapan tersebut dalam amonium polisulfida, yaitu sub golongan tembaga (golongan IIA) dan sub golongan arsenik (Golongan IIB). Sulfida dari sub golongan tembaga (ion Hg2+, Pb2+, Bi3+, Cu2+, Cd2+) tidak larut dalam amonium polisulfida, sedangkan sulfida sub golongan arsenik (As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Sn2+, Sn4+) larut membentuk garam-garam kation. Ion-ion golongan IIB ini bersifat amfoter, oksidanya membentuk garam baik dengan asam maupun dengan basa. Semua sulfida dari golongan IIB larut dalam (NH4)2S tidak berwarna kecuali SnS. c. Golongan III Sebelum pengendapan golongan ini dilakukan, terlebih dahulu diperiksa adanya ion-ion pengganggu (fosfat, oksalat, dan borat). Bila ion-ion tersebut ada maka harus dihilangkan dahulu. Kation golongan III (Co2+, Ni2+, Fe2+, Zn2+, Mn2+, Cr3+, Al3+) membentuk endapan dengan amonium sulfida dalam suasana netral atau amoniakal. Endapan yang terbentuk adalah FeS (hitam), Al(OH)3 (putih), Cr(OH)3 (hijau), NiS (hitam), MnS (merah jambu), dan ZnS (putih). d. Golongan IV Kation golongan ini (Ca2+, Sr2+, dan Ba2+) mengendap sebagai karbonatnya dalam suasana netral atau sedikit asam dengan adanya amonium klorida. Endapan yang terbentuk adalah BaCO3, CaCO3 dan SrCO3 yang semuanya berwarna putih. Garam logam alkali tanah yang digunakan untuk pemisahan satu sama lain ialah kromat, karbonat, sulfat dan oksalat. e. Golongan V (Golongan sisa)
Kation golongan V (Mg2+, Na+, K+, dan NH4+). Untuk identifikasi ion-ion ini dapat dilakukan dengan reaksi-reaksi khusus atau uji nyala, tetapi ion amonium tidak dapat diperiksa dari filtrat IV (UPI, 2004). 2.5 Aplikasi Kimia Analisa Kualitatif “Analisa Tembaga, Seng dan Timbal menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom pada Air Bawah Tanah Kota Jimma, Etiopia Barat daya” Kualitas air merupakan apa yang terkandung dalam air dan kegunaannya mempengaruhi kehidupan. Air adalah sesuatu yang sangat penting yang mendukung seluruh mahluk hidup seperti tumbuhan dan hewan. Ada dua jenis air berdasarkan sumber alaminya : air permukaan (danau, sungai dan lain-lain) dan air bawah tanah (sumur dan lainnya). Di alam air tidak hadir secara murni melainkan memiliki kontaminan yang muncul akibat ulah manusia ataupun hewan. Kontaminan yang paling sering ada di air bawah tanah adalah logam berat seperti aluminium, kadmium, timbal, merkuri, tembaga, seng dan lainnya. Logam-logam berat ini dapat menyebabkan keracunan walaupun berada dalam konsentrasi rendah. Timbal merupakan racun yang bersifat komutatif dan penyebab kanker pada manusia. Timbal juga dapat menyebabkan perkembangan autoimun sehingga sistem kekebalan tubuh menyerang sel-sel tubuh itu sendiri (Siraj dan Kitte, 2013).
Adapun flowchart dari Analisa Tembaga, Seng dan Timbal menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom pada Air Bawah Tanah Kota Jimma, Etiopia Barat daya adalah sebagai berikut : Mulai Diambil sampel air bawah tanah
Ditambahkan konsentrat HNO3 sebanyak 5 ml ke dalam air sampel 100 ml ke dalam labu bulat Dipanaskan di hot plate dan diuapkan sampai volumenya 20 ml Didinginkan dan ditambahkan konsentrat HNO3 sebanyak 5 ml Diuapkan di hot plate sampai volumenya 10 ml
Disaring dan dilarutkan ke dalam aquadest sebanyak 100 ml
Dimasukkan ke dalam labu volumetrik 1 liter dan ditambahkan HNO3 68%
Dibagi tiga larutan dan disimpan di lemari pendingin
A
A
Ditambahkan 24,69 g Pb(NO3)2
Ditambahkan 1,63 g CuSO4
Dianalisis dengan spektrofotometer serapan atom Selesai
Ditambahkan 1,6 g ZnCl2
Gambar 2.1 Flowchart Analisa Tembaga, Seng dan Timbal menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom pada Air Bawah Tanah Kota Jimma, Etiopia Baratdaya (Siraj dan Kitte, 2013)
