ALUR KERJA Penyiapan alat konduktometri
Alat konduktometri
Dinyalakan selama 15 menit sebagai pemanasan
Alat konduktometri siap digunakan Penyiapan elektoda
Elektroda
dicuci dengan botol semprot dikeringkan dengan tissue Elektoda siap digunakan Pengukuran Konduktivitas
NaOH 0,1 N diambil 25 ml dimasukkan dalam beaker glass Beaker glass berisi NaOH 25 ml 0,1 N
ditambahkan elektroda ditirasi dengan HCl 0,1 N sampai volume HCl 30 ml dicatat konduktivitas yang terbaca
HASIL Dasar Teori
Konduktometri adalah cara analisis yang berdasarkan pengukuran daya hantar (hantaran) listrik larutan. Daya hantar atau hantaran diberi simbul C. Di dalam konduktometri dapat dipelajari hubungan antara konsentrasi dengan daya hantar listrik. Arus listrik dalam larutan elektrolit dihantarkan oleh ion-ion, sehingga hantaran suatu larutan pada suhu tertentu besarnya bergantung pada derajat ionisasi. Tahanan (R) suatu larutan elektrolit antara dua buah elektroda adalah berbanding lurus dengan panjang larutan (l ) antara kedua elektroda, dan berbanding terbalik dengan luas permukaan elektroda ( A). ……………………………… ………………………………………………… …………………… … (1)
Dimana : R = tahanan suatu larutan (ohm) l = jarak antara dua buah elektroda (cm) 2 A = luas permukaan elektroda (cm ) = tahanan jenis (ohm.cm) Kebalikan dari tahanan jenis adalah daya hantar jenis yang diberi simbul (kapa), sehingga sehingga persamaan nya nya menjadi : ……… (2)
……… (3)
Daya hantar listrik merupakan kebalikan dari tahanan, sehingga satuannya ohm -1. ……………………………………….
(4)
Untuk Untuk larutan larutan elektrolit elektrolit sering sering diguna digunakan kan istilah istilah daya daya hantar ekuival ekuivalen, en, yang diberi diberi simbol simbol yaitu daya daya hantar suatu larutan elektrolit yang mengandung 1 gram ekuivalen zat elektrolit yang terlarut antara dua buah elektroda dengan jarak 1 cm dan luas penampang 1 cm -2. Volume larutan (ml) yang mengandung stu gram ekuivalen zat terlarut dirumuskan, …………………………………………………..
(5)
Dimana : c = normalitas larutan (grek/L) Hubungan daya hantar ekivalen dengan daya hantar jenis dirumuskan sebagai: …………………………………………..
(6)
………… …… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………. ….
(7) (7)
Bila larutan suatu elektrolit diencerkan, konduktivitas akan menurun karena ion yang berada per cm 3 lebih sedikit untuk membawa arus ( I ). ). jika semua larutan diletakkan diantara dua elektroda yang terpisah 1 cm satu sama lain dan cukup besar untuk mencakup semua larutan, konduktans akan naik selama larutan diencerkan. Hal ini disebabkan berkurangnya efek-efek antar ionik untuk elektrolit-elektrolit kuat dan kenaikan derajat disosiasi untuk elektrolit-elektrolit elektrolit-elektrolit lemah. Untuk Untuk elektrolit elektrolit-elek -elektroli trolitt kuat kondukti konduktivitas vitas molar naik selagi selagi pengencera pengenceran n dinaikkan dinaikkan,, tetapi tetapi hal ini mendekati suatu nilai batas yang disebut sebagai konduktivitas molar pada pengenceran tak terhingga , kuantitas ini ditulis ditulis sebagai sebagai . Kuantita Kuantitass dapat ditetapka ditetapkan n dengan dengan ekstrapol ekstrapolasi asi untuk untuk larutan larutan encer dari elektrolit elektrolit kuat, kuat, sedangkan sedangkan untuk untuk elektroli elektrolitt lemah, metode metode ekstrapola ekstrapolasi si tidak tidak dapat digunaka digunakan n untuk , tetapi dapat dapat dihitung dihitung dari konduktivitas molar pada pengenceran tak terhingga dari ion masing-masing, dengan menggunakan “hukum migrasi tak bergantung dari ion-ion”. Pada pengenceran tak terhingga, ion-ion tidak saling bergantung satu sama lain, dan masing-masing menyumbangkan bagiannya kepada konduktivitas total. Nilai untuk konduktivitas molar ionik batas untuk beberapa ion dalam air pada 25 0C dapat dilihat pada tabel C.1. Tabel C.1. Konduktivitas molar ionik batas pada 25 0C
Kation
(kat)
Anion
(an)
H+
349.8
OH-
198.3
½Ca2+
59.5
ClO4-
67.4
Li+
38.7
F-
55.4
½Sr 2+
59.5
BrO4-
55.7
Na+
50.1
Cl-
76.3
½Ba2+
63.6
IO3-
40.5
K +
73.5
Br-
78.1
½Mg2+
53.1
IO4-
54.6
NH4+
73.5
I-
76.8
½Zn2+
52.8
HCO3-
44.5
Ag+
61.9
NO3-
71.5
½Pb2+
69.5
½CO32-
69.3
Tl+
72.7
ClO3-
64.6
½Cu2+
53.6
½SO32-
80
1/3 Fe3+
68.4
CH3COO-
40.9
½Ni2+
53
1/3PO43-
80
1/3 La3+
69.7
CH3CH2COO-
35.8
½Co2+
55
½C2O42-
74.2
NMe4+
44.9
1/3Fe(CN)63-
100.9
½Fe2+
54
HCOO -
54.6
Net4+
32.7
1/3Fe(CN)63-
110.5
Konduktometri berguna untuk menentukan titik ekuivalen suatu titrasi sebagai pengganti indikator. Dalam titrasi ini harus diamati daya hantar larutan pada tiap-tiap penambahan titran karena yang menghantarkan arus listrik adalah adalah ion-io ion-ion n bebas. bebas. Semaki Semakin n banyak banyak ion yang yang ada maka maka daya daya hantar hantar semaki semakin n naik. naik. Sehing Sehingga ga kurva kurva titras titrasii konduktometri berantung pada daya hantar listrik ion-ionnya. Untuk mengukur konduktivitas suatu larutan, larutan ditaruh sebuah sel, yang tetapan selnya telah diketahui dengan kalibrasi suatu larutan standart. Sel diletakkan dalam satu lengan dari rangkaian jembatan wheatstone dan resistannya diukur. Pengaliran arus melalui suatu larutan elektrolit dapat menghasilkan perubahan dalam komposisi larutan yang dekat sekali dengan elektroda-elektroda, sehingga dapat timbul potensial pada elektroda. Untuk pengukuran secara konduktometri digunakan arus AC (non Faraday) sebagai sumber listrik, karena tidak memerlukan reaksi elektrokimia pada kedua elektrodanya sehingga dalam hal ini aliran arus listrik bukan akibat dari proses Faraday. Yang dimaksud dengan proses Faraday adalah suatu proses dimana terjadi reaksi reduksi dan oksidasi pada kedua elektroda, dan yang merupakan proses Faraday adalah hantaran arus DC yang melalui suatu larutan. Umumnya sel daya hantar terdiri dari sepasang elektroda Pt yang memiliki luas permukaan jarak antar kedua elektroda yang tertentu. Bila luas permukaan dan jarak antar kedua elektroda diketahui dengan tepat maka angka banding ( l/A) merupakan merupakan harga yang yang tetap dan disebut disebut tetapan tetapan sel daya daya hantar hantar ( ) sehingga, sehingga, …………………………………………….(8) Dari Sehingga
Maka ……………………………. (9)
Titrasi konduktometri dapat diaplikasikan dalam: 1. Asam Asam Kuat Kuat denga dengan n Basa Basa Kuat Kuat
Pada Pada titras titrasii konduk konduktom tometr etrii asam asam kuat kuat dengan dengan basa basa kuat, kuat, konduk konduktan tanss mula-mu mula-mula la turun, turun, diseb disebabk abkan an oleh oleh pergantian ion hydrogen oeh kation yang ditambahkan, lalu setelah titik ekuivalen tercapai, grafik akan cepat naik dengan penambahan lebih lanjut dari basa kuat itu yang disebabkan oleh konduktivitas yang besar dari ion hidroksil hidroksil.. Kedua Kedua cabang kurva adalah adalah garis-gar garis-garis is lurus, lurus, asalkan asalkan volume volume reagensia reagensia yang ditambahkan ditambahkan dapat dapat diabaikan dan perpotongan garis tersebut merupakan titik akhir titrasi. Titrasi ini memberikan kepentingan yang praktis, bila larutan-larutan yang digunakan sangat encer (10 -3-10-4 M) dalam hal ini, karbon dioksida yang terakhir harus dikeluarkan. 2. Asam Asam Kuat Kuat dengan dengan Basa Basa Lema Lemah h -3 Titrasi asam kuat dengan basa lemah (K ca ca.10 ) dapat diilustrasikan dengan penetralan asam sulfat encer oleh larutan amoniak encer. Cabang pertama dari graifik mencerminkan hilangnya ion-ion hydrogen selama proses penetralan, tetapi setelah titik akhir dicapai grafik menjadi hamper horizontal, karena larutan air ammonia yang berlebih tidak terionisasi sempurna dengan adanya ammonium sulfat.
3. Asam Asam Lemah Lemah denga dengan n Basa Basa Kuat Kuat
Dalam titrasi ini, bentuk kurva akan bergantung pada konsentrasi dan tetapan disosiasi R dari asam. Misalnya, dalam dalam penetr penetrala alan n asam asam asetat asetat (K a=1,8.10-5) dengan dengan larutan larutan natrium natrium hidroksid hidroksida, a, garamnatri garamnatrium um asetat asetat yang terbentuk dalam bagian pertama titrasi, cenderung menekan ionisasi asam asetat yang masih ada, sehingga
konduktannya menurun. Namun, konsentrasi garam yang naik akan akan cenderung menghasilkan konduktans. Akibat pengaruh yang bertentangan ini, kurva titrasi memiliki harga minimal yang kedudukannya bergantung pada konsentrasi dan pada kekuatan asam lemah itu selama titrasi berlangsung, suatu pematahan yang tak jelas akan terjadi pada titik akhir titrasi dan grafik akan menjadi linier setelah semua asam dinetralkan. 4. Asam Sangat Sangat Le Lemah mah dengan dengan Basa Kuat
Pada titrasi asam yang sangat lemah dengan basa kuat, konduktans awal sangat kecil, tetapi akan naik selama penetrala penetralan n berlangsun berlangsung, g, hal ini disebabkan disebabkan oleh garam yang terbentuk. terbentuk. Nilai-nil Nilai-nilai ai konduktan konduktanss dekat titik ekuivalen menjadi tinggi karena hidrolisis. Setelah terjadi titik ekuivalen, hidrolisis terkurangi oleh basa yang berlebih untuk menetapkan titik akhir, sehingga nilai-nilai konduktans yang sangat jauh dari titik ekuivalenharus digunakan untuk ekstrapolasi. Grafik berikut menunjukkan kurva titrasi untuk beberapa larutan borat dan larutan natrium hidroksida. 5. Asam Asam Lemah Lemah dengan dengan Basa Basa Lema Lemah h
Titrasi ini mudah dilakukan, dan sering lebih baik untuk memakai prosedur berikut daripada suatu basa kuat. Grafik di bawah ini menunjukkan kurva titrasi asam asetat 0.003 M dengan larutan air ammonia 0.0973 M. kurva penetapan sampai dengan titik ekuivalen adalah serupa dengan yang diperoleh dari larutan natrium hidroksida, karena baik natrium asetat maupun ammonium asetat adalah elektrolit kuat, sehingga setelah titik ekuivalen, sisa ammonia yang berlebih hanya mempunyai sedikit berpengaruh terhadap konduktans, karena disosiasinya ditekan oleh garam ammonium yang berbeda dalam larutan. Keuntungan-keuntungan dibandingkan dengan penggunaan basa kuat adalah bahwa titik akhir lebih mudah diditeksi dan dalam larutan encer pengaruh dari karbon dioksida dapat diabaikan.
