BAB I BEBERAPA KONSEP DASAR DALAM ANALISIS KUANTITATIF 1.1.Tahapan dalam Analisis kuantitati
Dalam Dalam analisi analisiss kuanti kuantitat tatif if ada bebera beberapa pa tahap tahap langka langkah-l h-lang angkah kah prosedu prosedur r analisis yang harus dilakukan, diantaranya adalah: -. Seleksi metode analisis -. Sampling -. Persiapan sampel laboratorium -. Menentukan sampel replikat -. Persiapan larutan sampel -. Mengeliminasi pengganggu -. Pengukuran dan kalibrasi -. Menghitung hasil -. Mengevaluasi hasil dan mengambil kesimpulan yang reliabel 1.!.M"l dan millim"l
Mol (M) adalah massa di dalam gram dari mol suatu senya!a. Massa molar suatu suatu senya! senya!aa di"ela di"elaskan skan dengan dengan men"um men"umlah lahkan kan massa massa keselur keseluruha uhann atom atom yang terdapat dalam rumus kimianya. Sebagai #ontoh: menentukan massa molar dari formaldehida $%&' adalah M $%&' $%&'
mol &.* g + & mol % .* g + mol ' .* g mol $%&' mol $ mol $%&' mol % mol $%&' mol ' *.* gmol $%&'
/adi mol formaldehida mempunyai massa *.* g. 0adang-kadang 0adang-kadang dalam perhitungan perhitungan dipakai "uga satuan millimol millimol yaitu mmol sama dengan *** mol $ontoh: 1erapa mol dan millimol millimol asam ben2oat (&&, gmol) yang terkandung di dalam & g asam murni 3 Penyelesaian Penyelesaian:: /ika kita gunakan %12 sebagai sebagai asam ben2oat, kita kita akan menuliskan menuliskan bah!a mol %12 mempunyai massa &&, g, sehingga /umlah %12 &.** g %12 mol %12 *.*4 mol %12 &&. g %12 5ntuk memperoleh mmol, kita bagikan dengan massa millimol (*.&& gmol) /umlah %12 &.** g %12 mol %12 .4 mmol %12 *.&& g %12
&
1.#. La$utan dan k"ns%nt$asi 1.#.1.M"la$itas
Molaritas (M) adalah mol 2at terlarut per liter larutan atau millimol per m6 larutan. C mol 2at terlarut mmol 2at terlarut 6 larutan m6 larutan
$ontoh : %itunglah molaritas etanol di dalam larutan berair yang mengandung &.* g $&%7'% (4.*8 gmol) di dalam .7* 6 larutan Penyelesaian: mol $&%7'% &.* g $&%7'% mol $&%7'% *.*499& mol $&%7'% 4.*8 g $&%7'% C $&%7'% $&%7'% *.*499& mol $&%7'% .7* 6 *.*4 mol $&%7'%6 *.*4 M $ontoh: /elaskan #ara mempersiapkan &.** 6 *.* M 1a$l&.&%&' (&44. gmol) Penyelesaian: 6arutan yang kita butuhkan : &.** 6 *.* mol 1a$l&.&%&' *.& mol 1a$l&.&%&' 6 massa 1a$l&.&%&' adalah *.& mol 1a$l&.&%&' &44. g 1a$l&.&%&' 7&. g 1a$l&.&%&' mol 1a$l&.&%&' 6arutkan 7&. g 1a$l&.&%&' di dalam air dan en#erkan hingga &.** 6 /elask /elaskan an #ara #arany nyaa memp memper ersi siap apka kann laru laruta tann 7** 7** m6 *.*84 *.*84** M $l- dari dari padata padatann 1a$l&.&%&' (&44. gmol) Penyelesaian: massa 1a$l&.&%&'*.*84* M $l - *.7**6 mol 1a$l&.&%&' &44. g 1a$l&.&%&' 6 & mol $lmol 1a$l&.&%&' 4.7& g 1a$l&.&%&' 6arutkan 4.7& g 1a$l&.&%&' di dalam air dan en#erkan hingga *.7** 6 1.#.!.P%$s%n k"ns%nt$asi
;da tiga metode yang biasany digunakan dalam menetapkan persen(bagian per seratus) yaitu: (a). persen berat (!!) massa 2at terlarut **< massa larutan
&
1.#. La$utan dan k"ns%nt$asi 1.#.1.M"la$itas
Molaritas (M) adalah mol 2at terlarut per liter larutan atau millimol per m6 larutan. C mol 2at terlarut mmol 2at terlarut 6 larutan m6 larutan
$ontoh : %itunglah molaritas etanol di dalam larutan berair yang mengandung &.* g $&%7'% (4.*8 gmol) di dalam .7* 6 larutan Penyelesaian: mol $&%7'% &.* g $&%7'% mol $&%7'% *.*499& mol $&%7'% 4.*8 g $&%7'% C $&%7'% $&%7'% *.*499& mol $&%7'% .7* 6 *.*4 mol $&%7'%6 *.*4 M $ontoh: /elaskan #ara mempersiapkan &.** 6 *.* M 1a$l&.&%&' (&44. gmol) Penyelesaian: 6arutan yang kita butuhkan : &.** 6 *.* mol 1a$l&.&%&' *.& mol 1a$l&.&%&' 6 massa 1a$l&.&%&' adalah *.& mol 1a$l&.&%&' &44. g 1a$l&.&%&' 7&. g 1a$l&.&%&' mol 1a$l&.&%&' 6arutkan 7&. g 1a$l&.&%&' di dalam air dan en#erkan hingga &.** 6 /elask /elaskan an #ara #arany nyaa memp memper ersi siap apka kann laru laruta tann 7** 7** m6 *.*84 *.*84** M $l- dari dari padata padatann 1a$l&.&%&' (&44. gmol) Penyelesaian: massa 1a$l&.&%&'*.*84* M $l - *.7**6 mol 1a$l&.&%&' &44. g 1a$l&.&%&' 6 & mol $lmol 1a$l&.&%&' 4.7& g 1a$l&.&%&' 6arutkan 4.7& g 1a$l&.&%&' di dalam air dan en#erkan hingga *.7** 6 1.#.!.P%$s%n k"ns%nt$asi
;da tiga metode yang biasany digunakan dalam menetapkan persen(bagian per seratus) yaitu: (a). persen berat (!!) massa 2at terlarut **< massa larutan
(b). persen volum (vv)
volume 2at terlarut **< volume larutan (#). persen beratvolum (!v) massa 2at terlarut, g **< volume larutan, m6
1.#.#.ppm dan pp&
ppm atau parts pa rts per p er million adalah bagian perse"uta, sedangkan ppb (parts per billion) adalah bagian per semilyard $ ppm massa 2at terlarut * ppm massa larutan $ontoh: 1erapa molaritas dari 0 + di dalam larutan berair yang mengandung , ppm 0 =e($>) (&9.& gmol) 3 Penyelesaian: kita membuat larutan yang mengandung . g 2at terlarut per * g larutan. 1erat "enis air yang digunakan untuk mengen#erkan larutan adalah sama dengan air murni yaitu .** gm6 atau *** g6, sehingga: $0 + . g 0 =e($>) * g larutan larutan mol 0 =e($>) mol mo l 0+ * g larutan 6 larutan &9.& g 0 =e($>) mol 0 =e($>) -4 + 7.88 * mol 0 6 1.#.'.p(un)si"ns
>ilai p adalah negatif logaritma dari konsentrasi molar suatu spesies. /adi, untuk spesies ?, p? - log @?A $ontoh: %itunglah nilai p untuk masing-masing ion yang terdapat di dalam larutan &.** *- M >a$l dan 7.4 *-4 M %$l.
Penyelesaian: p% - log@%+A - log (7.4 *-4) 4 B log 7.4 4 B *.8 .&8 5ntuk memperoleh p>a: p>a - log (&.** *-) B log &.** B *.* &.99 Cotal konsentrasi $l- diperoleh dengan men"umlahkan konsentrasi dari kedua 2at terlarut: @$l-A &.** *-M + 7.4 *-4M &.** *-M + *.74 *-M &.74 *-M p$l - log &.74 *- &.797
4 $ontoh: %itunglah konsentrasi molar ;g+ di dalam larutan yang mempunyai p;g .8& Penyelesaian: p;g - log@;g+A .8& log @;g+A - .8& *.& B 8.*** @;g+A antilog (*.&) antilog (-8.***) 4.&4 *-8 4.&7 *-8 1.#.*.K%$apatan dan &%$at +%nis da$i la$utan
0erapatan adalah massa per volum, mempunyai satuan kg per liter atau g per m6, sedangk sedangkan an Specific Specific gravity gravity adalah perbandingan massa per massa yang sama dengan volume air pada suhu khusus ( diba!ah 4*$). Cabel ..%arga Spe#ifi# gravity untuk asam dan basa pekat e a ge n /enis ko konsentrasi <( <(!!) ;sam asetat 9 9 .8 ;monia &9 .* ;sam klorida 8 .& ;sam fluorida 49 .7 ;sam nitrat 8 * .7 ;sam perklorat 8 .* ;sam fosfat .* ;sam sulfat 9 .7
/enis Sp Spe#ifi# Er Eravity .*7 * .9* . 9 .7 .4 & . 8 .8 .4
$ontoh: %itunglah konsentrasi molar %>' (. gmol) di dalam larutan yang mempunyai Spe#ifi# gravity .4& dan 8*< %>' ( !!). Penyelesaian: 5ntuk menghitung massa asam per liter larutan pekat, dituliskan sbb: g %>' .4& .4 & g reagen r eagen * m6 reagen 8* g %>' 994 g %>' 6 reagen m6 reagen 6 reagen ** g reagen 6 reagen 0emudian kita mengubah ke mol per liter sbb: $%>' 994 g %>' mol %>' 7. mol M 6 reagen .* g %>' 6 reagen $ontoh: /elaskan #ara membuat ** m6 .* M %$l dari larutan pekat yang mempunyai berat "enis . dan 8< (!!) %$l (.7 gmol). Penyelesaian: $%$l . * g reagen 8 g %$l mol %$l &.* M 6 reagen ** g reagen .7 g %$l /umlah mol %$l yang dibutuhkan adalah sbb:
7 mol %$l ** m6 6 .* mol %$l *.** mol *** m6 6 ;khirnya diperoleh vol larutan yang pekatsbb: Fol reagen *.** mol %$l 6 reagen *.*7** 6 atau 7*.* m6 &.* mol %$l 1.'.P%$hitun)an st"iki"m%t$i
Stoikiometri didefinisikan sebagai hubungan massa diantara reaksi-reaksi kimia yang ter"adi. 5ntuk itu perlu persamaan reaksi disetarakan antara reaktan dan produk. Sebagai #ontoh: & >aG(aH) + Pb(>')&(aH) I PbG&(s) + & >a>'(aH) Latihan,
().(a).1erapa massa ;g>'(9.9 gmol) yang dibutuhkan untuk mengubah &. g >a&$'(*.* gmol) men"adi ;g&$' 3 (b).1erapa massa ;g&$'(&87.8 gmol) yang akan dibentuk 3 (&).Dalam menganalisis soda dalam sampel >a&$', *.7&* g soda membutuhkan .4& m6 *.8 > %$l . 1erapa persen >a&$' di dalam sampel 3 ().Dalam analisis 0"eldahl, sampel tepung ditimbang sebanyak *.978 g, ditambah %&S'4 pekat selama 47 menit. 0e dalam larutan ditambahkan >a'% sampai semua >itrogen diubah men"adi >%. >% kemudian didestilasi ke dalam labu yang berisi 7* m6 *.* > %&S'4. 0elebihan asam dititrasi dan membutuhkan 7.& m6 *.& > >a'%. 1erapa < > dalam sampel 3
BAB II
-RAIMETRI !.1.PENDA/ULUAN
Metode Eravimetri didasarkan pada pengukuran massa. Metode ini meliputi dua "enis yaitu: metode pengendapan atau presipitasi dan metode penguapan atau volatilisasi. Di dalam metode pengendapan, analit diubah ke bentuk endapan, endapan ini disaring, di#u#i sehingga bebas dari pengotor dan diubah ke produk yang diketahui komposisinya dengan pemanasan. Produk yang dihasilkan kemudian ditimbang. Sebagai #ontoh penentuan kalsium di dalam air alam , diendapkan dengan penambahan asam oksalat, volume yang ditambahkan diukur dengan hati-hati. Penambahan ammonia ke dalam sampel akan mengendapkannya sebagai kalsium oksalat. eaksi yang ter"adi adalah: $a&+(aH) + $&'4&- (aH) J $a$&'4(s) Kndapan dikumpulkan dan ditimbang di dalam krus, dikeringkan dan diabukan pada suhu tinggi. Proses ini untuk mengubah endapan se#ara kuantitatif ke bentuk kalsium oksida.eaksinya adalah sebagai berikut: $a$&'4(s) J $a'(s) + $'(g) + $' &(g) 0rus dan endapan didinginkan, lalu ditimbang dan massa dari kalsium oksida ditentukan oleh perbedaan berat sebelum dan sesudah pemanasan. 0andungan kalsium di dalam sampel dapat dihitung seperti #ontoh soal nomor berikut: $ontoh ().&** m6 suatu sampel air alam yang mengandung kalsium ditentukan dengan #ara mengendapkan kationnya sebagai $a$&'4. Kndapan disaring, lalu di#u#i dan diabukan di dalam krus dan massanya &.**& g. Massa dari krus dengan $a'(7.* gmol) adalah &.84 g. %itunglah massa $a(4*.* gmol) per ** m6 air. Penyelesaian: Massa dari $a' adalah : &.84 g B &.**& g *.& g /umlah mol $a di dalam sampel sama dengan "umlah mol $a' atau "umlah $a *.& g $a' mol $a' mol $a 7.* g $a' mol $a' - &.*7 * mol $a massa $a** m6 &.*7 *- mol $a 4*.* g $amol $a ** m6 &** m6 sampel *.*44*47 g $a** m6 Dalam metode volatilisasi analit atau produk diuraikan dengan perlakuan suhu. Produk yang menguap dikumpulkan dan ditimbang, atau alternatif lain adalah massa produk ditentukan se#ara tidak langsung dengan menghitung berapa massa yang hilang dari dalam sampel. Sebagai #ontoh penentuan natrium hidrogen karbonat yang terdapat di dalam tablet antasida. Sampel ditimbang dan tablet direaksikan
8 dengan asam sulfat untuk mengubah natrium hidrogen karbonat men"adi karbon dioksida:
>a%$'(aH) + %&S'4(aH) J $'&(g) + %&'(l) + >a%S'4(aH)
!.!.SIFAT(SIFAT ENDAPAN DAN PEREAKSI 0AN- DI-UNAKAN UNTUK PEN-ENDAPAN
Pereaksi yang digunakan untuk pengendapan harus bereaksi se#ara spesifik dengan analit. Pereaksi yang selektif dan spesifik yang dapat bereaksi dengan analit adalah: bebas dari pengotor sehingga mudah disaring dan di#u#i . kelarutannya #ukup rendah sehingga tidak ter"adi kehilangan analit se!aktu proses menyaring dan pen#u#ian. tidak reaktif terhadap kandungan udara. komposisi setelah dikeringkan atau diabukan dapat diketahui.
Fakt"$(akt"$ 0an) M%n%ntukan Uku$an Pa$tik%l Pada P%n)%ndapan
5kuran partikel padat yang terbentuk oleh reaksi pengendapan sangat besar variasinya. Salah satu keadaan yang ekstrim adalah susp%nsi k"ll"idal , partikel yang sangat ke#il sekali yang tidak terlihat dengan mata (diameter * -8 B * -4#m). 0adangkadang ter"adi dispersi dari suatu partikel di dalam fase #air yang disebut crystalline suspension , yang se#ara spontan mudah disaring.5kuran partikel yang mengendap sangat dipengaruhi oleh variasi per#obaan seperti: kelarutan endapan, suhu, konsentrasi reaktan dan ukuran reaktan yang di#ampur. Pengaruh dari variabelvariabel ini dapat dihitung dan se#ara kualitatif hubungan antara ukuran-ukuran partikel dinamakan relative supersaturation, dimana relative supersaturation
L-S S
L adalah konsentrasi dari 2at terlarut dan S adalah kesetimbangan larutan. M%kanism% P%m&%ntukan Endapan
Pengaruh keadan le!at "enuh pada ukuran partikel dapat di"elaskan "ika kita mengasumsikan bah!a pembentukan endapan ter"adi dengan dua "alur yang berbeda yaitu : oleh nukleasi dan pertumbuhan partikel. Dalam nukleasi, sedikit ion-ion, atom-atom, atau molekul (mungkin sedikitnya empat atau lima) se#ara bersama-sama membentuk partikel padat yang stabil. 0adang-kadang nukleasi ter"adi pada permukaan kontaminan tersuspensi padat, seperti debu partikel. 6ebih "auh pengendapan kemudian melibatkan kompetisi diantara pembentukan inti dan pertumbuhan partikel. /ika pembentukan inti lebih banyak terbentuk, endapan terdiri dari se"umlah besar partikel-partikel yang ke#il dan "ika pertumbuhan partikel yang dominan, partikel-partikel besar yang dihasilkan "umlahnya sedikit. P%n)%ndapan k"l"id
Suspensi koloid seringkali stabil selama "angka !aktu tak terbatas dan tidak langsung dianalisis dengan analisis gravimetri karena partikel-partikelnya "uga ke#il dan #epat disaring. 5ntungnya, kestabilan sebagian besar suspensi dapat berkurang dengan pemanasan, gerakan dan penambahan suatu elektrolit. 0arena partikel-partikel koloid terikat bersama-sama menghasilkan banyak suspensi koloid yang dinamakan koagulasi atau agglomerisasi. K"a)ulasi da$i k"l"id
Suspensi koloid stabil disebabkan adanya partikel-partikel yang bermuatan positif atau negatif yang bertolak satu sama lain. Muatan ini dihasilkan dari kation-kation atau anion-anion yang berikatan pada permukaan partikel. Proses dimana ion-ion ditahan pada permukaan suatu padatan dikenal sebagai adsorpsi.%al ini dapat didemonstrasikan dengan #epat dimana muatan dari partikel-partikel koloid berpindah bila ditempatkan dalam medan listrik. P%ptisasi da$i k"l"id
Peptisasi adalah proses dimana penggumpalan koloid kembali ke keadaan semula. 1ila penggumpalan koloid di#u#i, beberapa elektrolit bertanggung"a!ab untuk melepaskan gumpalan dari kontak #airan internal dengan partikel-partikel padat. Pembersihan elektrolit ini berpengaruh pada pertambahan volume dari lapisan counter-ion . Eaya tolak bertanggung"a!ab terhadap keadaan koloid mula-mula kemudian menghidupkan kembali partikel-partikel dari massa yang menggumpal. Pen#u#ian men"adikan partikel-partikel dingin dan segar selama penyaringan. K"p$%sipitasi
0opresipitasi adalah suatu penomena dimana senya!a-senya!a otherwise soluble kembali dari larutan selama pembentukan endapan. Perlu dipahami bah!a larutan tidak "enuh dengan spesies kopresipitasi. Selain itu, pengotor pada endapan oleh 2at kimia yang dihasilkan oleh pelarutan telah berlebihan, yang tidak merupakan kopresipitasi . ;da empat "enis kopresipitasi yaitu : adsorpsi permukaan, mixed-crystal formation, oklusi dan mechanical entrapment. ;dsorpsi permukaan dan pembentukan #ampuran kristal adalah suatu proses kesetimbangan, sedangkan oklusi dan mechanical entrapment dikontrol se#ara kinetik dari pertumbuhan kristal. M%t"d% M%minimalisasi Ads"$psi P%n)"t"$ Pada K"l"id
0emurnian dari beberapa gumpalan koloid dapat diperbaiki dengan #ara digestion (pengen#eran). Selama proses ini, air dikeluarkan dari padatan yang menghasilkan luas permukaan yang terserap men"adi lebih ke#il. $u#i gumpalan koloid dengan larutan yang mengandung elektrolit yang mudah menguap, "uga dapat dibantu dengan menggantikan elektrolit yang tidak mudah menguap yang mungkin tersedia. Pada umumnya pen#u#ian tidak dapat melepaskan ion-ion utama yang terserap karena daya tarik antara ion-ion dan permukaan padatan #ukup kuat. ;kan tetapi, perubahan dapat ter"adi antara counter ion yang ada dan ionion yang ada didalam #airan pen#u#i. Sebagai #ontoh, dalam penentuan perak melalui
9 pengendapan dengan ion klorida, terutama untuk penyerapan spesies klorida. Pen#u#ian dengan larutan asam akan mengubah counter ion ke lapisan yang lebih besar oleh ion-ion hidrogen sehingga ion klorida dan ion-ion hidrogen tertahan oleh padatan. %$l yang mudah menguap dilepaskan ketika endapan telah kering.Canpa memperhatikan perlakuan pada metode ini, penggumpalan koloid akan selalu terkontaminasi sedikit, bahkan setelah pen#u#ian. R%p$%sipitasi
Cegas tetapi berhasilnya #ara mengurangi pengaruh-pengaruh pada adsorpsi adalah dengan pengendapan kembali atau pengendapan ganda. Di sini, padatan yang telah disaring dilarutkan kembali dan di endapkan kembali. Pertama sekali endapan biasanya diangkat hanya dari pengotor di dalam pelarut yang murni. 0emudian larutan yang mengandung endapan dilarutkan kembali sehingga se#ara signifikan pengotor dapat dikurangi. Pengendapan kembali menambah banyak sekali !aktu yang dibutuhkan untuk analisis , tetapi kadang-kadang penting untuk proses pengendapan seperti =e(GGG) dan ;l(GGG) hidroksida, yang mempunyai ke#enderungan luar biasa pada penyerapan hidroksida dari kation logam berat seperti n, $d dan Mn. P%n)%$in)an dan P%n)a&uan Endapan
Setelah penyaringan, endapan dipanaskan hingga diperoleh berat yang konstan. Pemanasan akan melepaskan pelarut dan senya!a-senya!a yang mudah menguap yang terba!a bersama endapan. 1eberapa 2at-2at yang mengendap "uga diabukan terurai men"adi padatan yang diketahui komposisinya. Senya!a yang baru ini sering dinamakan weighing for (bentuk yang ditimbang ). !.#. FAKTOR -RAIMETRI
$ontoh: (a). ;g>' + >a$l J ;g$l + >a>' 1erat >a$l berat ;g$l (g) mol ;g$l mol >a$l 7.4 g >a$l 4.& g ;g$l mol ;g$l mol >a$l (b). Pb(>')& + & >a$l J Pb$l& + & >a>'
1erat >a$l berat Pb$l& >a$l & Pb$l& < kontituen berat endapan f.g ** berat sampel
!.'./ASIL PER/ITUN-AN DARI DATA -RAIMETRI
* %asil perhitungan dari analisis gravimetri umumnya dihitung dari eksperimen pengukuran berat sampel dan berat dari produk yang diketahui komposisinya yang terbentuk dari analit. $ontoh (&).1i"ih besi dianalisis dengan melarutkan .&4 g sampel dengan %$l pekat. 6arutan yang dihasilkan dien#erkan dengan air, besi (GGG) diendapkan sebagai =e&'.%&' dengan penambahan >%. Setelah penyaringan, pen#u#ian, residu di abukan pada suhu tinggi dan menghasilkan *.794g =e&' murni (79.9 gmol). %itunglah (a). < =e(77.48 gmol) dan (b). < =e'4 (&.74 gmol) Penyelesaian: 5ntuk kedua problem ini perlu menghitung "umlah mol =e&' (a)."umlah =e&' *.794g =e&' mol =e&' 79.9 g =e&' - .88 * mol =e&' "umlah =e di dalam =e&' massa =e .88 *- mol =e&' & mol =e 77.48 g =e mol =e&' mol =e *.88& g =e < =e *.88& g =e **< .8 < .&4 g sampel (b). =e&' J & =e'4 + N '& massa =e'4 .88 *- mol =e&' & mol =e'4 &.74 g =e'4 mol =e&' mol =e'4 *.7&4* g =e'4 < =e'4 *.7&4* g =e'4 **< 4.*44 < .&4 g sampel TU-AS
().*.&7 g sampel hanya mengandung >a$l(7.44 gmol) dan 1a$l&(&*.&7 gmol) menghasilkan *.48 g ;g$l kering(4.& gmol). %itunglah persen setiap senya!a halogen di dalam sampel 3. (&).1erapa persen air yang terdapat di dalam sampel yang sebelum dikeringkan ditimbang 4,7*&8 g dan setelah kering .* g 3 ().Suatu sampel bi"i-bi"ian di panaskan untuk penentukan persen senya!a organik yang mudah menguap. Data diperoleh sebagai berikut: berat #a!an penguap dengan sampel OOOOOOO.OO&.&* g berat #a!an penguap setelah pemanasan OOOOOOO...&.94* g berat #a!an penguap kosong OOOOOOOOOOOO..&8 g berapa persen senya!a organi# yang mudah menguap di dalam bi"i-bi"ian3
(4).Suatu sampel ditimbang *.& g di analisis kandungan P dengan mengendapkan P sebagai Mg&P&'8. /ika endapan ditimbang seberat *.7& g, berapa persen P di dalam sampel 3 (7).1erapakah faktor gravimetri dari: (a). $u dari $u &' (b). $r dari $r &' EALUASI
()./ika *.9* g suatu sampel bi"i perak menghasilkan *.4& g ;g$l dalam analisis gravimetri , berapa persen ;g di dalam bi"i perak tersebut 3 (&).Suatu logam paduan mengandung ;g dan $u yang dapat dianalisis dengan melarutkan dalam %>', larutan ditambahkan G' berlebih, sehingga #ampuran terdiri dari ;gG' dan $u(G')&. %itunglah <;g dan <$u didalam sampel, "ika data yang diperoleh: berat sampel(g) berat endapan(g) (a). *.&87 *.89 (b). *.&48 *.844 (#). *.4 *.7* ().Perlakuan terhadap *.4*** g suatu sampel 0$l yang tidak murni dengan ;g>' berlebih menghasilkan *.8& g ;g$l. %itunglah < 0$l di dalam sampel.
&
BAB III OLUMETRI #.1. PENDA/ULUAN
;nalisis volumetri disebut "uga titrimetri. Metode ini berbeda dengan gravimetri, yaitu bila volumetri didasarkan pada pengukuran volume, sedangkan gravimetri berdasarkan pada pengukuran berat. Perbedaannya dapat digambarkan sebagai berikut: ;nalisis Eravimetri : $ + ; J P + P& 1erat dari produk hasil reaksi (sebagai endapan) diukur dan diubah men"adi berat konstituen dengan perhitungan se#ara stoikiometri ;nalisis Citrimetri:
$ + ; J P + P&
Se"umlah reagent yang dibutuhkan dipakai oleh konstituen diukur dan diubah ke berat konstituen se#ara stoikiometri. Eambar .. Perbedaan analisis gravimetri dengan analisis titrimetri #.!. PERISTILA/AN PADA TITRIMETRI
Dalam analisis titrimetri ada beberapa istilah yang sering digunakan. 1uret dipakai untuk tempat mengisi larutan standar, indikator digunakan untuk menun"ukkan perubahan !arna larutan, titrasi adalah proses menambahkan larutan standar ke dalam Krlenmeyer
1uret
Citrant
0ran
Citrand Gndikator Eambar .&. Satu set alat titrasi
Citrimetri meliputi pengukuran volume larutan yang diketahui konsentrasinya, yang dibutuhkan untuk bereaksi se#ara sempurna. ;da tiga "enis analisis kuantitatif titrimetri, yaitu volumetri, gravimetri dan #oulometri. ang paling sering digunakan adalah volumetri. Metoda titrimetri biasanya digunakan untuk analisis se#ara rutin, hal ini disebabkan metode ini #epat dan akurat. 6arutan standar adalah larutan yang telah diketahui konsentrasinya yang digunakan untuk analisis titrimetri. Citik ekivalen dalam titrasi adalah saat dimana "umlah mol titran yang ditambahkan ekivalen dengan "umlah mol analit di dalam sampel. Citrasi kembali sering dibutuhkan, bila reaksi antara analit dengan reagent sangat lambat atau latutan standar kurang stabil.Citik akhir titrasi dan titik ekivalen, kadang-kadang dapat dideteksi dengan instrument. 6arutan memberikan perubahan respon yang karakteristik selama titrasi. Gnstrumen yang sering dipergunakan untuk penentuan titik akhir titrasi adalah voltmeter, ammeter, ohmmeter, #olorimeter, p% meter dan refraktometer. #.#. PERSIAPAN MEMBUAT LARUTAN
1eberapa larutan dipersiapkan dari bahan-bahan kimia yang ber!u"ud padat dalam keadaan murni. 1ahan kimia yang dibutuhkan ditimbang dan larutan dipersiapkan dengan menggunakan rumus: 6D MD =Qlar gram yang ditimbang
(&.)
0eterangan : 6D adalah liter yang diinginkan, MD adalah molaritas yang diinginkan =Qlar adalah berat 2at terlarut yang ditimbang 6iter mol gram gram (&.&) 6iter mol Dengan mudah larutan dapat dipersiapkan dengan menimbang bahan kimia menurut perhitungan di atas, kemudian melarutkan 2at tersebut dengan menambahkan akuades hingga volume yang dibutuhkan, selan"utnya mengo#ok larutan supaya homogen. $ontoh: (). 1agaimana #aranya membuat 7** m6 *,7 M larutan >a'% dari >a'% padat 3 gram yang ditimbang *,7 6 *,7 mol 4* gram gram 6 mol gram >a'% titempatkan dalam gelas piala 7** m6, kemudian dilarutkan dengan akuades dan larutan diko#ok hingga homogen. (&).1agaimana #aranya membuat 7** m6 *,7 M %$l dari %$l pekat &M 3 M1 F1 M; F; & F1 *,7 7** F1 *,7 7** , m6 &
4 5kurlah , m6 %$l pekat dan en#erkan dengan akuades hingga 7** m6. (). Suatu larutan standar *,* M >a+dibutuhkan pada kalibrasi untuk analisis unsur dengan fotometri nyala. 1agaimana #aranya mempersiapkan 7** m6 larutan dari standar primer >a&$' 3 "umlah >a&$' yang dibutuhkan 7** m6 *,* mmol >a+ mmol >a&$' m6 & mmol >a+ &,7* mmol massa >a&$' &,7* mmol >a&$' *,*799 g >a&$' mmol >a&$' *,&7 gram 6arutan ini dipersiapkan dengan melarutkan *,&7 gram >a&$' dalam akuades dan di en#erkan hingga 7** m6. (4).1agaimana #aranya anda mempersiapkan &,* 6 *,& M %$l'4 dari %$l'4 8< (!!),b" ,8 gm6 3 konsentrasi %$l'4 ,8 g 8 g %$l'4 mmol %$l'4 , M m6 ** g *,**4 g %$l'4 mmol %$l'4 yang dipersiapkan &***m6 *,&7 mmol %$l'4 m6 %$l'4 7** mmol %$l'4 volume reagen yang diperlukan 7** mmol %$l'4 , mmol %$l'4 m6 4&,4 m6 Kn#erkan kira-kira 4& m6 %$l'4 pekat dengan akuades hingga & 6. #.'. PERLAKUAN UNTUK DATA TITRASI
Di dalam bab ini perhitungan volumetri di"elaskan dengan dua #ara. ang pertama adalah perhitungan molaritas dari larutan dengan standardisasi menggunakan standar primer maupun standar lainnya. ang kedua meliputi perhitungan "umlah analit di dalam sampel dari data titrasi. A.M%n)hitun) M"la$itas da$i Data Standa$disasi
(7). 7*,** m6 larutan %$l dengan tepat membutuhkan &9,8 m6 *,*9 M 1a('%)& untuk bereaksi sempurna, titik akhir titrasi ditentukan dengan menggunakan indikator bromokresol hi"au. %itunglah molaritas dari %$l 3 Dalam titrasi mmol 1a('%)& bereaksi dengan & mmol %$l dan perbandingan stoikiometrinya adalah & mmol %$l mmol 1a('%)& "umlah 1a('%)& &9,8 m6 *,*9 mmolm6
7 "umlah %$l (&9,8 m6 *,*9) mmol 1a('%)& & mmol %$l mmol 1a('%)& $%$l ( &9,8 *,*9 &) mmol %$l 7*,* m6 %$l 0onsentrasi %$l *,*&& mmol %$l m6 *,*& M (). Citrasi dari *,&& g >a&$&'4 murni (4,** gmol) membutuhkan 4, m6 0Mn'4. 1erapa molaritas larutan 0Mn'4 3 & Mn'4- + 7 $&'4&- + %+ J & Mn&+ + * $'& + %&' perbandingan stoikiometri & mmol 0Mn'4 7 mmol >a&$&'4 "umlah >a&$&'4 *,&& g >a&$&'4 mmol >a&$&'4 *,4 g >a&$&'4 "umlah 0Mn'4 *,&& mmol >a&$&'4 & mmol 0Mn'4 *,4* 7 mmol >a&$&'4 konsentrasi 0Mn'4 *,&& & mmol 0Mn'4 *,4* 7 4, m6 0Mn'4 *,*4& M B. M%n)hitun) umlah Analit da$i data tit$asi
(8).*,*4* g sampel bi"ih besi dilarutkan dalam asam. 1esi kemudian direduksi men"adi =e&+ dan di titrasi dengan 48,&& m6 *,*&&4& M larutan 0Mn'4. %itunglah hasil analisis ini dalam bentuk (a) < =e (77,48 gmol) dan (b) < =e'4 (&,74 gmol) Mn'4- + 7 =e&+ + %+ J Mn&+ + 7 =e+ + 4 %&' (a). perbandingan stoikiometri 7 mmol =e&+ mmol 0Mn'4 "umlah 0Mn'4 48,&& m6 0Mn'4 *,*&&4& mmol 0Mn'4 m6 0Mn'4 &+ "umlah =e (4&,8& *,*&&4&) mmol 0Mn'4 7 mmol =e&+ mmol 0Mn'4 &+ &+ masa =e (48,&& *,*&&4& 7)mmol =e *,*7748 g =e &+ mmol =e&+ persen =e&+ (48,&& *,*&&4& 7 *,*7748) g =e&+ **< *,*4* g sampel ,88< (b). perbandingan stoikiometri : 7 =e&+ R Mn'47 =e'4 R 7 =e&+ R Mn'4Perbandingan stoikiometri 7 mmol =e'4
mmol 0Mn'4 "umlah 0Mn'4 48,&& m6 0Mn'4 *,*&&4& mmol 0Mn'4 m6 0Mn'4 "umlah =e'4 (4&,8& *,*&&4&) mmol 0Mn'4 7 mmol =e'4 mmol 0Mn'4 masa =e'4 (4&,8& *,*&&4& 7) mmol =e'4 *,&74 g =e'4 mmol =e'4 persen (4&,8& *,*&&4& 7) *,&74 g =e'4 **< *,*4* g sampel 7*, < #.*.KURA TITRASI DALAM METODE TITRIMETRI
Citik akhir titrasi pada titrimetri dapat diamati dengan mengamati perubahan fisik dekat titik ekivalen pada suatu titrasi. ;da dua hal yang sering digunakan untuk menentukan titik akhir yaitu: () perubahan !arna dari reagen, analit atau indikator dan (&) perubahan potensial elektroda sebagai respon dari konsentrasi analit atau reagent. ang membantu kita untuk mengerti adalah pada dasarnya se#ara teoritis titik akhir dan kesalahan titrasi yang berkembang dari kurva titrasi dapat diperkirakan. 0urva titrasi terdiri dari plot volume reagent sebagai sumbu absis dan konsentrasi reagent sebagai sumbu vertikal. %nis %nis Ku$2a Tit$asi
5mumnya ada dua "enis kurva titrasi dalam metode titrimetri. /enis yang pertama dinamakan sigmoidal curve, di daerah sangat sempit (+ *, - + *,7 m6) disekitar titik ekivalen.Sebuah kurva sigmoidal , digambarkan sebagai fungsi-p Fs volume reagent. /enis yang kedua dinamakan linier-segment curve.
(a). Sigmoidal
(b).6inier
Eambar .. Dua "enis kurva titrasi P%$u&ahan K"ns%nt$asi S%lama Tit$asi
Citik ekivalen yang ter"adi dalam proses titrasi adalah karakteristik dari perubahan perubahan konsentrasi yang relatif dari reagent dan analit . Cabel menun"ukkan perubahan konsentrasi 7*,** m6 *,M >a'% selama titrasi. Cabel . Perubahan konsentrasi selama titrasi 7*,** m6 *, M %$l dengan >a'%
8
Folume *, M >a'%, m6 *,** 4*,9 49,* 49,9* 49,99 49,999 7*,** 7*,** 7*,* 7*,* 7,* ,
@%'+A mol6 ,*** *- ,*** *-& ,*** *- ,*** *-4 ,*** *-7 ,*** *- ,*** *-8 ,*** *- ,*** *-9 ,*** *-* ,*** *- ,*** *-&
Folume >a'% yang disebabkan berkurangnya @%'+A, m6 4*,9 , *,9 *,*9 *,**9 *,** *,** *,**9 *,*9 *,9 *,*
p%
p'%
,** &,** ,** 4,** 7,** ,** 8,** ,** 9,** *,** ,** &,**
,** &,** ,** *,** 9,** ,** 8,** ,** 7,** 4,** ,** &,**
Pada saat reaksi dalam suasana netral, %'+ + '%- I & %&' 0urva titrasi dapat digambarkan sebagai berikut
Eambar .4. 0urva titrasi dari data pada Cabel . LATI/AN
. ,88 g suatu sampel bahan organik yang mengandung merkuri terurai dengan %>'. Setelah dilarutkan , %g&+ di titrasi dengan &,* m6 *,44 M larutan >%4S$>. %itunglah persen %g (&**,79 gmol) didalam sampel 3 &. &*, 6 sampel gas $' dikonversi men"adi $'& dengan mele!atkan G&'7 panas pada 7**$. G&'7 (s) + 7$' J 7$'&(g) + G&(g) G& di destilasi dan dikumpulkan di dalam ,&7 m6 *,** M >a&S&': G&(aH) + &S&'&-(aH) J &G- (aH) + S4'&- (aH) 0elebihan >a&S&' di titrasi kembali dengan &, m6 *,**94 M larutan G& %itunglah "umlah mmol $' di dalam sampel 3 . *.4877 g suatu sampel mengandung (>%4)&$&'4 dan bahan yang sukar larut dilarutkan dalam air dan dibuat kondisi basa kuat dengan 0'%, dengan mengubah >%4+ men"adi >%. amoniak, didestilasi dengan 7*,** m6 *.*7*7 M %&S'4. 0elebihan %&S'4 dititrasi kembali dengan . m6 *.&4 M >a'%. %itunglah (a).< > dan (b) < (>%4)&$&'4 di dalam sampel
BAB I
9
TITRASI ASAM(BASA '.1.PENDA/ULUAN La$utan dan Indikat"$ tit$asi Asam 3 Basa
Sebelum menggambarkan kurva titrasi asam-basa, ada baiknya di"elaskan lebih dahulu larutan standard an indikator yang biasanya digunakan untuk titrasi asam-basa (netralisasi). La$utan standa$
6arutan standar dalam titrasi netralisasi adalah asam atau basa kuat, karena bereaksi sempurna dengan analit pada titik akhir titrasi. 6arutan standar yang biasa digunakan adalah asam klorida, asam perklorat dan asam sulfat.;sam nitrat "arang digunakan karena sifatnya yang mudah teroksidasi. 6arutan standar basa yang sering digunakan adalah natrium, kalium dan barium hidroksida. Indikat"$ asam(&asa
1anyak indikator yang berupa senya!a asam lemah organik atau basa lemah organik yang !arnanya bergantung pada p% larutan yang diinginkan, khususnya yang dapat dipakai untuk titrasi asam-basa. . /enis indikator asam, %Gn, dapat di"elaskan dengan kesetimbangan sebagai berikut: %Gn + %&' I Gn- + %'+ !arna !arna asam basa 0esetimbangan untuk "enis berikut: Gn + %&' I !arna basa
kesetimbangan asam-basa dapat dituliskan sebagai Gn%+ + '%!arna asam
0onstanta kesetimbangan untuk disosiasi indikator asam adalah
0a @%' A+ @Gn - A @%GnA @%'+A 0a @%GnA @Gn-A
Mata manusia kurang sensitif untuk membedakan !arna larutan yang terdiri dari #ampuran Gn- dan %Gn, khususnya "ika perbandingan @Gn-A@%GnA lebih besar dari * atau lebih ke#il dari *,. Sehingga dapat dituliskan : !arna asam bila @%GnA *
&* @Gn-A !arna basa bila
@%GnA T @Gn-A *
Gnterval @%'+A yang dibutuhkan agar perubahan !arna indikator sempurna dapat dievaluasi adalah: untuk !arna asam @%'+A 0a * + untuk !arna basa @%' A T 0a * interval p% indikator - log *0 a sampai - log 0 a * - + p0 a sampai -(-) + p0 a interval p% indikator p0 a + '.!.KURA TITRASI UNTUK ASAM KUAT DAN BASA KUAT
5ntuk larutan %$l pekat, kira-kira *-M, dapat dituliskan sebagai berikut: @%'+A #%$l + @'%-A U #%$l 5ntuk larutan basa kuat: @'%-A # >a'% + @%'+A U # >a'% 0! @%'+A @'%-A - log 0! - log @% '+A @'%-A - log @%'+A - log @'%-A p0 ! p% + p'% - log * B 4 4.** p% + p'% $ontoh: ().Eambarkan kurva titrasi dari 7*.** m6 *.*7 M %$l dengan >a'% *.* M. Pada saat mula-mula 6arutan mengandung *.*7 M %'+ , dan p% - log @%'+A - log *.*7 .* Setelah penambahan *.** m6 reagen 0onsentrasi ion hidronium berkurang dan larutan mulai bereaksi dengan basa, sehingga konsentrasi %$l men"adi $%$l "lh mmol %$l yang berkurang setelah penambahan >a'% total volume larutan "lh mmol %$l mula-mula B "lh mmol >a'% yang ditambahkan total volume larutan (7*.** m6 *.*7 M) B (*.** m6 *.* M) 7*.** m6 + *.** m6
&
(&.7 mmol - mmol) &.7 *-& M * m6 + @%' A &.7 *-& p% - log @%'+A - log &.7 *-& .*& Pada titik ekivalen konsentrasi %$l sama dengan konsentrasi >a'% sehingga @%'+A Kw * -8 p% - log .** * 8.**
4
*
8
Setelah penambahan &7.* m6 reagen Sekarang dalam larutan ada kelebihan >a'%, dan dapat dituliskan:
$ >a'% &7.* *.* - 7*.** *.*7 . * -4M 87.* @'% A # >a'% . *-4M p'% - log . *-4 . p% 4.** - . *.&
Cabel 4. Perubahan p% selama titrasi asam kuat dengan basa kuat p% Folume >a'%, m6 *.** *.** &*.** &4.** &4.9* &7.** &7.* &.** *.**
7*.** m6 *.*7 M %$l dengan *. M >a'% .* .* &.7 &.8 .8 8.** *.& .& .*
'.#. LARUTAN BUFFER
7*.** m6 *.***7 M %$l dengan *.** M >a'% .* .* 4.7 4.8 7.8 8.** .& 9.& 9.*
0adang-kadang asam lemah di titrasi dengan basa kuat atau basa lemah dengan asam kuat, akan terbentuk larutan buffer yang terdiri dari pasangan asambasa kon"ugat. 6arutan buffer adalah larutan yang terdiri dari pasangan asambasa kon"ugat yang dapat mempertahankan perubahan p% larutan. P%$hitun)an p/ untuk la$utan &u%$ Asam l%mah3&u%$ &asa k"n+u)at
&& Suatu larutan yang terdiri dari asam lemah, %; dan basa kon"ugat, ;-, mungkin asam, netral atau basa bergantung pada posisi dari kesetimbangan yang bersaing: %; + %&' I %'+ + ;;- + %&' I '%- + %; @%;A #%; - @%'+A + @'%-A @;-A # >a; + @%'+A - @'%-A @%;A U #%; @;-A U # >a; @%'+A 0 a #%; # >a;
+ 0 a @%' A @; A@%;A
0 b @'% -A @%;A 0 ! @;-A 0 a
(&).1erapakah p% larutan yang terdiri dari #ampuran *.4** M asam formiat dan .** M natrium formiat 3 Pada saat kesetimbangan konsentrasi ion hidronium di dalam larutan adalah: %&' + %$''% I %'+ + %$''
+ 0 a @%' A@ %$'' - A .* *-4 @%$''%A @ %$'' A U #%$''- .** @%$''%A U #%$''% *.4**
@%'+A .* *-4 *.4** 8.&* *-7 .** -7 p% - log 8.&* * 4.4
Basa l%mah 3 &u%$ asam k"n+u)at
(). %itunglah p% larutan yang terdiri dari *.&** M >% dan *.** M >%4$l, diketahui 0a untuk >%4+ adalah 7.8* *-*. 0esetimbangan yang ter"adi: >%4+ + %&' I >% + %'+ 0 a 7.8* *-* >% + %&' I >%4+ + '%- 0 b 0 ! .** * -4 0 a 7.8* *-* .87 *-7 @>%4+A # >%4$l + @'%-A - @%'+A U # >%4$l + @'%-A @>%A # >% + @%'+A - @'%-A U # >% - @'%-A @>%4+A # >%4$l *.** @>%A # >% *.&** + @%'+A 0 a @>%4 A 7.8* *-* # >%4+ @>%A # >%
&
7.8* *-* *.** .77 *-* *.&** @'% A .** *-4 .8 *-7 .77 *-* p% - log .77 *-* 9.*8
'.'.SIFAT(SIFAT LARUTAN BUFFER P%n)a$uh P%n)%n4%$an
6arutan buffer dapat mempertahankan perubahan p% bila larutan mengalami pengen#eran dengan penambahan sedikit asam atau basa. (4).%itunglah perubahan p% bila ** m6 (a) *.*7** M >a'% dan (b) *.*7** M %$l ditambahkan hingga volume larutan buffer 4** m6 pada #ontoh nomor . (a).penambahan >a'% pada larutan buffer menyebabkan >%4+ + '%- I >% + %&' 0onsentrasi analitis >% dan >%4$l men"adi # >% 4** *.&** + ** *.*7** 7.* *.8* M 7** 7** # >%4$l 4** *.** B ** *.*7** 7 *.&* M 7** 7** + -8 @%' A 7.8* * *.&* 8.8 *-* *.8* p% - log 8.8 *-* 9. perubahan p% adalah : V p% 9. B 9.*8 *.*4 (b).penambahan %$l mengubah >% men"adi >%4+, sehingga: >% + %&' I >%4+ + %&' # >% 4** *.&** - ** *.*7** 87 *.7* M 7** 7** # >%4$l 4** *.** + ** *.*7** &7 *.&7* M 7** 7** + -8 @%' A 7.8* * *.&7* 9.7* *-* *.7* -* p% - log 9.7* * 9.*& V p% 9.*& B 9.*8 - *.*7 '.* KURA TITRASI UNTUK ASAM LEMA/
(a). Pada keadaan mula-mula, larutan hanya terdiri dari asam atau basa lemah, dan p% dapat dihitung dari konsentrasi 2at terlarut dan konstanta disosiasi. (b). Setelah penambahan titran yang bervariasi larutan terdiri dari sederetan larutan buffer. p% setiap larutan buffer dapat dihitung dari konsentrasi analitis asam atau basa kon"ugat dan konsentrasi yang tinggal dari asam atau basa lemah. (#). Pada titik ekivalen, larutan hanya terdiri dari asam atau basa kon"ugat dan p%
&4 dihitung dari konsentrasi produk. (d). 6e!at titik ekivalen, ada kelebuhan asam atau basa kuat, p% dapat dihitung dari kelebihan konsentrasi titran. (7). Eambarkan kurva titrasi 7*.** m6 *.*** M asam asetat ( 0 a .87 *-7) dengan *.*** M >a'% p/ mula(mula .87 * @%'+A K c p% - log .& *- &. a
HOc
7
*.***
.-& *
-
p/ s%t%lah p%nam&ahan 15.55 mL $%a)%n
larutan buffer terdiri dari >a';# dan %';# telah dihasilkan, konsentrasi analitis dari kedua konstituen ini adalah #%';# 7*.** m6 *.*** M B *.** m6 *.*** M 4.*** M *.** m6 *.** # >a';# *.** m6 *.*** M .*** M *.** m6 *.** + @%' A(.****.**) 0 a .87 *-7 4.****.** @%'+A 8.** *-7 p% 4. p/ pada titik %ki2al%n
';#- + %&' I %';# + '%@'%-A @%';#A @';#-A *.*7** B @'%-A U *.*7**
Substitusi dengan konstanta disosiasi untuk ';#- menghasilkan @'% A- & 0! .** *-4 7.8 *-* *.*7** 0 a .87 *-7 @'%-A *.*7** 7.8 * 7.-4 * - p% 4.** B(-log 7.4 * ) .8
*
,
p/ s%t%lah p%nam&ahan *5.15 mL &asa
@'%-A U # >a'% 7*.* m6 *.*** M B 7*.* m6 *.*** M **.* m6 -4 .** * 4.** B (- log .** *-4) *.** Cabel 4.& Perubahan p% selama titrasi asam lemah dengan basa kuat p% Folume >a'%
7*.** m6 *.*** M %';#
7*.** m6 *.**** M %';#
&7 m6 *.** *.** &7.** 4*.** 49.** 49.9* 7*.** 7*.* 7.** *.** 87.**
dititrasi dgn *.*** M >a'% &. 4. 4.8 7. .47 8.4 .8 *.** .** .9 &.*
dititrasi dgn *.***** M >a'% .9 4.* 4.* 7. .4 8.48 8.8 .*9 9.** 9.9 *.*
'.6.KURA TITRASI UNTUK BASA LEMA/
$ontoh : 7* m6 *.*7** M >a$> di titrasi dengan *.*** M %$l. eaksi yang ter"adi adalah $>- + %'+ I %$> + %&' %itunglah p% setelah penambahan (a).*.** W (b).*.** W (#).&7.** W dan (d).&.** m6 asam Penyelesaian 7a8.p/ mula(mula
$>- + %&' I %$> + '%0 b @'% - A@%$>A 0 ! .** *-4 . *-7 @$>-A 0 a .& *-* @'%-A @%$>A @$>-A # >a$> - @'%-A U # >a$> *.*7** Subsitusi ke dalam persamaan konstanta disosiasi menghasilkan ., * *.*7** :.98 * @'%-A K c p% 4.** B ( - log .98 *-4) *.97 "
!aC!
7
7&8. p/ s%t%lah p%nam&ahan 15.55 mL $%a)%n
4
Penambahan asam akan menghasilkan buffer dengan komposisi sbb: $ >a$> 7*.** *.*7** B *.** *.*** .7** M *.* *.** $%$> *.** *.*** .*** M *.* *.** + -* @%' A .& * (.*** *.**) 4. *-* .7** *.** p% - log 4. *-* 9. 9. p/ s%t%lah p%nam&ahan !*.55 mL $%a)%n
& Di sini volume yang ditambahkan men#apai titik ekivalen, sehingga solute yang ada adalah asam lemah %$>. Sehingga, $%$> &7.** *.*** *.* M 87.** - ,.& * *.*---- 4.47 * @%'+A K c p% - log 4.47 *- 7.4 a
HC!
*
7d8. p/ s%t%lah p%nam&ahan !6.55 mL $%a)%n
;da kelebihan asam kuat, sehingga @%'+A #%$l &.** *.*** B 7*.** *.*7** .& *- 8.** - p% - log .& * &. LATI/AN
.%itunglah p% dari larutan %'$l (a) * -M W (b) .** *-&M W (#) .** *-4M &.%itunglah p% dari larutan ammonia (a) .** *-M W (b) .** *-&M (#) .** *-4M .%itunglah p% setelah penambahan *.** W 7.** W 7.** W &7.** W 4*.** W 49.** W 7*.** W 7.** W 77.** dan *.** m6 reagent dalam titrasi 7*.* m6 dari: (a). *.*** M anilinium klorida dengan *.*** M >a'% (b). *.*** M asam hipoklorat dengan *.*** M >a'% Eambarkan kurva titrasi 4.%itunglah p% larutan yang dihasilkan setelah di#ampur &*.* m6 *.&*** M %$l dengan &7.* m6 (a) air suling (b) *.& M ;g>' (#) *.& M >a'% (d) *.& M >% (e) *.&& M >a'% 7.*.84 g 0%P distandardisasi menggunakan larutan Mg('%)& dengan reaksi sebagai berikut: Mg('%)& + & 0%$%4'4 J Mg0 &($%4'4)& + & %&' /ika Mg('%)& yang dibutuhkan . m6 , berapa normalitas Mg('%)& 3 .1erapa normalitas larutan %$l, bila 7.& m6 larutan membutuhkan *.4 g larutan standar primer >a&$' 3
BAB TITRASI REDOKS
&8
*.1. REA-EN PEN-OKSIDASI DAN PEREDUKSI
;nalit yang terdapat di dalam suatu reaksi redoks, haruslah berada dalam keadaan oksidasi tunggal pada prosesnya, meskipun kadang B kadang analit berada dalam keadaan oksidasi #ampuran seperti suatu sampel yang berada dalam #ampuran =e(GG) dan =e(GGG). R%a)%n p%$%duksi yang baik kebanyakan terdiri dari ion logam, diantaranya adalah :n; Al;
a1i'.
>a1i' (s) + 4 %+ + & e- I 1i'+ + >a+ + & %&'
Amm"nium P%$"=>disulat ,
(>%4)&S&' adalah pengoksidasi yang kuat. Dalam larutan asam, $r diubah men"adi $r'4&-, $e(GGG) men"adi $e(GF) dan Mn &+ men"adi Mn'4Setengah reaksi selnya adalah: +
S&' &- + & e- I & S'4 &-
K* &,* F
Dengan menggunakan katalis ion perak , kelebihan reagen akan terurai men"adi: & S&' &- + & %&' J 4 S'4 &- + '& (g) + 4 %+ Nat$ium p%$"ksida dan hid$")%n p%$"ksida ,
adalah pengoksidasi, sebagai garam natrium atau asam larut dalam asam. Setengah reaksi dari % &'& dalam larutan asam adalah: %&'& + & %+ + & e- I & %&' K* ,8 F Setelah oksidasi sempurna : & %&'& J & %&' + '& (g) *.!.Aplikasi da$i Standa$ R%duksi
6arutan standar pereduksi bereaksi dengan oksigen di atmosfir. 5ntuk alasan ini, larutan biasanya digunakan untuk titrasi langsung terhadap analit pengoksidasi, metoda titrasi tidak langsung "uga digunakan. Metoda titrasi tidak langsung yang biasanya digunakan, yaitu titrasi larutan besi(GG) dengan natrium tiosulfat.
Cabel 7..Penggunaan natrium tiosulfat sebagai pereduksi ;nalit Setengah reaksi
0ondisi khusus
& G'4-
G'4- +%+ +8e- I N G& + 4 %&' G'4- +&%+ +&e- I G'- + %&'
larutan asam larutan netral
G'1r'-,$l'1r &, $l& $u&+ '&
G'-+%+ +7e- IN G& + %&' ?'- +%+ +e- I?- + %&' ?& + &G-I&?- + G& $u&++ G- + e- I$uG(s) '& + 4 Mn('%)&(s) + 4 %&'I4 Mn('%)(s) Mn('%)(s) +%+ +e- IMn&++ %&'
asam kuat asam kuat
larutan basa larutan asam
*.!.1.La$utan B%si7II8
6arutan =e(GG) dengan mudah dibuat dari =e(GG)ammonium sulfat, =e(>%4)&(S'4)&.%&' (Earam Mohr). 5dara dapat mengoksidasi =e(GG) dengan #epat, akan tetapi dalam suasana netral reaksi ini dapat dihambat dengan penambahan asam *.7 M %&S'4. 6arutan ini tidak stabil dalam !aktu lama atau lebih dari satu hari. *.!.!.Nat$ium Ti"sulat adalah reducing agent yang kuat yang dapat digunakan untuk menentukan oxidi#ing agent se#ara tidak langsung dengan melibatkan G& sebagai intermediate. Dengan "odium , ion tiosulfat akan dioksidasi men"adi ion
tetrationat, setengah reaksinya sebagai berikut:
& S&' &- I S4' &- + & e5ntuk menentukan natrium hipoklorit, reaksi yang ter"adi adalah: '$l - + & G- + & %+ J %&' + $l- + G& G& + & S&' &- J & G- + S4' &5ntuk menstandardisasi larutan tiosulfat digunakan larutan kalium "odat, yang dalam suasana asam reaksinya sebagai berikut: G' - + 7 G- + %+ I G& + & %&' mol G' - R mol G& R mol S&' &<"nt"h, 718.Suatu
larutan >atrium tiosulfat distandardisasi dengan melarutkan *,&* g 0G' (&4,** gmol) dalam air, ditambahkan 0G berlebih dan diasamkan dengan %$l. /odium yang dihasilkan membutuhkan 4,4 m6 larutan tiosulfat untuk menghilangkan !arna biru dari amilum. %itunglah molaritas >a&S&' 3 /umlah S&' &- *,&* g 0G' mmol 0G' mmol >a&S&' *,&4** g 0G' mmol 0G' ,9&7 mmol >a&S&' 0onsentrasi >a&S&' ,9&7 mmol >a&S&' *,*48 M 4,4 m6 >a&S&'
&9
*.#.Aplikasi untuk standa$ p%n)"ksidasi
Cabel 7.&.6arutan standar pengoksidasi yang umum digunakan eagen edu#tion Standard Standardi2ed GndikatorX StabilityY Produ#t Potential, F !ith &+ Z Potassium Mn .7 >a&$&'4, =e, (b) MnO Permanganat, ;s&' 0mn'4 Potassium 1r .44Z 0br' () (a) 1romate, 0br' $erium (GF), $e+ .44Z >a&$&'4, =e, (&) (a) 4+ $e ;s&' + Z Potassium $r . 0 &$r &'8, =e () (a) Di#hromate, Godine, G& G*.7Z 1aS&' . %&', stra#h (#) >a& S&' X () [->aptholflavonW (&) kompleks ,*-fenantrolin besi(GG) (ferroin)W ()difenilamin asam sulfonat Y (a) tidak stabilW (b)sedang stabil, dibutuhkan standardisasi se#ara berkalaW (#)tidakstabil dibutuhkan standardisasi se#ara bertahap Z * K di dalam M %&S'4 7!8., m6 suatu larutan 0Mn'4 dititasi dengan larutan standar primer dan membutuhkan *,&8 g >a&$&'4. %itunglah molaritas 0Mn'4 3
4
/umlah >a&$&'4 *,&8 g >a&$&'4 mmol >a&$&'4 *,4** g >a&$&'4 *,978 mmol >a&$&'4 0ons 0Mn'4 *,978 mmol >a&$&'4 & mmol 0Mn'4 7 mmol >a&$&'4 , m6 0Mn'4 *,*47 M 7#8.7
m6 suatu sampel brandy dilarutkan dalam labu seukuran 6. &7 m6 aliHuat ini membutuhkan 7* m6 *,*& M 0 &$r &'8, dengan pemanasan etanol dioksidasi men"adi asam asetat. eaksi: $&%7'% + & $r &'8&- + %+ J 4 $r + + $%$''% + %&' Setelah didinginkan, &* m6 *,&7 M =e&+ dipipet kedalam labu. 0elebihan =e&+ 0emudian dititrasi dengan 8,4 m6 larutan standar 0 &$r &'8 menggunakan diphenilamin asam sulfonat untuk menentukan titik akhir titrasi. %itunglah persen (!v) $&%7'% (4,*8 gmol) di dalam brandy 3 /umlah keseluruhan 0 &$r &'8 (7* + 8,4)m6 0 &$r &'8 *,*& mmol 0 &$r &'8 m6 0 &$r &'8
* ,49& mmol 0 &$r &'8 /umlah 0 &$r &'8 yang digunakan =e&+ &* m6 =e&+ *,&7 mmol =e &+ m6 =e&+ mmol 0 &$r &'8 mmol =e&+ *,488 mmol 0 &$r &'8 /umlah 0 &$r &'8 yang dipakai oleh $&%7'% (,49& B *,488)mmol 0 &$r &'8 *,87 mmol 0 &$r &'8 masa $&%7'% *,87 mmol 0 &$r &'8 mmol $&%7'% *,*4*8 g $&%7'% & mmol 0 &$r &'8 mmol $&%7'% *,*7*77& g $&%7'% persen $&%7'% *,*7*77& g $&%7'% **< 7 m6sampel &7 m6*** m6 4*,44 < *.'.I"dium I"din%7i"dium8 adalah oxidi#ing agent yang lemah yang strong reductants . Setengah reaksinya sebagai berikut:
G- + & e- I G-
digunakan untuk penentuan
K* *,7 F
6arutan "odium tidak larut di dalam air, tetapi larut di dalam 0G.eaksi yang ter"adi adalah: G& (s) + G- I G0 8, *& 'ksidasi oleh udara terhadap ion "odida "uga akan mengubah molaritas larutan sebagai berikut: 4 G- + '& (g) + 4 %+ J & G& + & %&' 5ntuk mentsandardisasi larutan "odium digunakan larutan natrium thiosulfat ataupun barium tiosulfat. *.* Kalium B$"mat s%&a)ai sum&%$ &$"mium Kalium B$"mat dapat
digunakan sebagai larutan standar primer, yang banyak digunakan untuk menentukan senya!a-senya!a organik yang bereaksi dengan 1r &. Se#ara stoikiometri reaksi yang ter"adi adalah:
1r'- + 7 1r - + %+ J 1r & + %&' larutan berlebih standar
5ntuk menentukan kelebihan bromine, ditambahkan kalium "odida berlebih untuk mengubah bromin yang berlebih men"adi "odium. 0emudian "odium yang terbentuk dititrasi dengan larutan standar natrium tiosulfat..
7'8.*,&9
g sampel antibiotik mengandung sulfanilamida dilarutkan dalam %$l hingga ** m6. &* m6 aliHuot ini dipindahkan kedalam labu bertutup dan ditambahkan &7 ml *,*88 M 01r'. Ditambahkan kira-kira * g 01r untuk membentuk 1r &, sehingga sulfanilamida mengalami brominasi . Setelah * menit, 0G berlebih ditambahkan, dan G& yang terbentuk dititrasi dengan &,9& m6 *,&7 M natrium tiosulfat. eaksi yang ter"adi adalah: 1r'- + 7 1r - + %+ J 1r & + %&' >%& + & 1r & J
S'& >%&
1r
>%&
1r
+ & %+ + & 1r -
S'& >%&
1r & + & G- J & 1r - + G& ( 0G berlebih ) G& + & S&'&- J S4'&- + & G%itunglah < >%&$%4S'& >%& (8&,& gmol) didalam sampel Cotal "umlah 1r & &7 m6 01r' *,*88 mmol 01r' mmol 1r & m6 01r' mmol 01r' ,&7&7 mmol 1r & 0emudian dihitung "umlah 1r & yang berlebih yang dibutuhkan dalam brominasi analit, /umlah 1r & yang berlebih "umlah G& &,9& m6 >a&S&' *,&7 mmol >a&S&' mmol G& m6 01r' m6 >a&S&' *,849 mmol 1r & /umlah 1r & yang dipakai oleh sampel ,&7&7 B *,849 *,74* mmol 1r & 1anyaknya analit *,74* mmol 1r & mmol analit *,8&& g analit & mmol 1r & mmol analit *,*47& g analit < analit *,*47& g analit **< *,&9 g sampel &* m6 ** m6 *,48 < sulfanilamida LATI/AN
().1agaimana #aranya mempersiapkan &.* 6 *.* M 0Mn'4(7.* gmol)3 (&).1ila anda akan menstandardisasi soal nomor () menggunakan >a&$&'4 murni (4.** gmol). /ika anda ingin menggunakan *-47 m6 reagen untuk standardisasi, berapa masa rata-rata dari larutan standar primer yang harus ditimbang3 ().1agaimana #aranya anda mempersiapkan larutan 0 &$r &'8 *.*7 M sebanyak
& &7* m6. (4).*.4& g suatu sampel 0$l' yang mudah meledak ditentukan dengan mereaksikannya dengan 7*.** m6 *.*9* M =e&+W $l'- + =e&+ + %+ J $l- + %&' + =e+ 1ila reaksi telah sempurna, kelebihan =e&+ dititrasi kembali dengan &.99 m6 *.*& M $e4+. %itunglah persen 0$l' di dalam sampel
BAB I TITRASI PEMBENTUKAN ENDAPAN
6.1.PENDA/ULUAN
Citrasi pengendapan didasarkan pada reaksi yang dihasilkan oleh senya!a-senya!a ion pada batas kelarutannya. Pembentukan sebagian besar endapan ber"alan dengan lambat, akan tetapi dalam batasan tertentu beberapa reagen pengendapan dapat
digunakan pada titrasi pengendapan. Sampai se"auh ini, reagent pengendapan yang sering digunakan adalah perak nitrat, yang biasa digunakan untuk menentukan halogen seperti anion-anion ( S$>- , $>- , $>'- ), merkaptan, asam lemak dan anion anorganik bervalensi dua.Citrasi pengendapan "uga dikenal dengan nama argentometri . Pada bab ini akan dibahas metode argentometri. 6.!.KURA TITRASI
0urva titrasi dari reaksi pengendapan digambarkan se#ara lengkap pada Eambar . dengan plot p;g Fs Folume titran. $ontoh: .%itunglah p;g dari larutan selama titrasi 7*.** m6 *.*7** M >a$l dengan *.*** M ;g>' setelah penambahan volume reagen (a) *.** m6 W (b) &4.7* m6 W (#) &7.** m6 W (d) &7.7* m6. Penyelesaian (a).0arena tidak ada ;g>' yang ditambahkan, @;g+A * dan p;g tidak dapat ditentukan. (b).Pada penambahan &4.7* m6 reagen, @;g+A sangat ke#il, tidak dapat dihitung se#ara stoikiometri, tetapi @$l-A dapat diperoleh dari @$l-A U # >a$l mmol $l - mula-mula B mmol ;g>' total volume larutan (7*.** *.*7** B &4.7* *.***) .8 *-4 7*.** + &4.7* + @;g A 0sp (.8 *-4) .& *-* (.8 *-4) &.8 *-8 P;g - log (&.8 *-8) .78 \.Disini ter#apai titik ekivalen, sehingga @;g+A @$l-A dan .:& * @;g+A Ksp .7 *-7
*
p;g - log (.7 *-7) 4.8 (d). @;g+A #;g>' ( &7.7* *.*** B 7*.** *.*7**) .& *-4 87.7* p;g *-4)
- log (.& .
4
Eambar ..Pengaruh konsentrasi titran pada kurva titrasi ;.7*.** m6 *.*7** M >a$l dengan *.*** M ;g>' 1.7*.** m6 *.**7**M >a$l dengan *.*** M ;g>'
Eambar .&.Pengaruh reaksi sempurna pada kurva titrasi.5ntuk tiap kurva 7*.**m6 *.*7** M dengan anion pada titrasi dengan *.***M ;g>' 6.#.TITIK AK/IR PADA TITRASI AR-ENTOMETRI
;da tiga "enis penentuan titik akhir pada titrasi dengan perak nitrat dengan menggunakanW () indikator kimia W (&) potensiometri dan () amperometri. 1eberapa indikator kimia akan dibahas pada bagian ...Penentuan titik akhir se#ara potensiometri didasarkan pada pengukuran potensial elektroda perak, sedangkan penentuan titik akhir se#ara amperometri meliputi penentuan kuat arus di antara muatan perak pada mikroelektroda di dalam larutan analit.
7
6.#.1.Indikat"$ Kimia Pada Tit$asi P%n)%ndapan
Citik akhir yang dihasilkan dengan menggunakan indikator kimia biasanya dengan mengamati perubahan !arna atau kekeruhan di dalam larutan selama titrasi.Gndikator yang digunakan untuk titrasi pengendapan mirip dengan indikator yang digunakan pada titrasi netralisasi: () perubahan !arna akan ter"adi pada batas "arak fungsi Bp dari reagen atau analit, dan (&) perubahan !arna ter"adi se#ara bertahap pada kurva titrasi untuk analit. Sebagai #ontoh Eambar .& titrasi ion "odida, bromida p;g 4-, akan tetapi untuk ion klorida tidak memuaskan. Ciga "enis indikator yang sering digunakan pada titrasi argentometri adalah sebagai berikut I"n k$"mat? M%t"da M"h$
>atrium kromat dapat digunakan sebagai indikator pada titrasi argentometri untuk penentuan ion klorida dan bromida dengan ion perak membentuk endapan merah bata dari ;g&$r'4 pada daerah titik ekivalen. 0onsentrasi ion perak pada titik ekivalen pada titrasi klorida dengan ion perak diberikan oleh @;g+A ] 0sp ] .& *-* .7 *-7M 0onsentrasi ion kromat yang dibutuhkan pada pembentukan perak kromat dapat dihitung dari hasil kelarutan perak kromat,
@$r'4&-A .& * -& .& * -& . *- @;g+A& (.7 *-7) Pada prinsipnya penentuan klorida dengan metoda Mohr dilakukan pada p% 8 B *. 1ila p% ^ * akan terbentuk endapan ;g'% akan terurai men"adi ;g &', sedangkan dalam larutan asam, ion kromat akan bereaksi dengan %+ men"adi $r &'8&- dengan persamaan reaksi & $r'4&- + & %+ I & % $r'4- I $r &'8&- + %&' Penurunan konsentrasi $r'4&- menyebabkan diperlukannya penambahan ;g>' yang lebih banyak untuk membentuk endapan ;g&$r'4, sehingga kesalahan titrasi makin besar. Gon perak tidak dapat dititrasi langsung dengan klorida dengan memakai indikator $r'4&-karena ;g&$r'4 pada dekat titik ekivalens sangat sukar berdisosiasi (sangat lambat), maka sebaiknya dilakukan dengan #ara penambahan klorida berlebih dan kelebihan klorida dititrasi dengan ;g>' dengan menggunakan indikator kromat. Indikat"$ ads"$psi?M%t"d% Fa+ans
Gndikator adsorpsi adalah suatu senya!a organik , dimana indikator ini tidak memberikan perubahan !arna dalam larutan tetapi perubahan !arna ter"adi pada permukaan endapan.Misalnya kita mempunyai larutan >a$l yang akan dititrasi dengan larutan ;g>' dengan memakai indikator fluores#ein, maka "ika titik ekivalen ter#apai endapan yang sekarang bermuatan positif mengadsorpsi ion fluores#ein (=l-) sehingga endapan ber!arna kemerah-merahan karena terbentuk perak fluores#ein pada permukaan endapan.
;da beberapa hal yang harus dipertimbangkan dalam memilih indikator adsorpsi untuk titrasi pengendapan, yaitu: (i).karena permukaan endapan yang menentukan beker"anya indikator, endapan harus di"aga supaya tidak beerkoagulasi men"adi partikel yang besar dan mengendap pada dasar labu titrasi(ter"adi pada titik ekivalen), untuk ini dapat digunakan gelatin sebagai pelindung koloid, yang men"aga endapan tetap terdispersi. (ii).memilih indikator adsorpsi yang tidak terlalu kuat atau terlalu lemah untuk diadsorpsi, yang paling ideal adsorpsi dimulai tepat sebelum titik ekivalen. (iii).p% larutan harus diperhatikan , #ontoh fluores#ein dapat dipakai pada p% 8-* (0a + *-8). I"n &%si7III8?M%t"d% "lha$d
Di dalam metode Folhard, ion perak dititrasi dengan larutan standar ion tiosianat: ;g+ + S$>- I ;gS$>(s) 1esi (GGG) bertindak sebagai indikator, dimana dengan tiosianat membentuk kompleks ferritiosianat yang ber!arna merah. =e+ + S$>- I =eS$>&+ merah
0 f @=e(S$>) &+A .*7 * @=e+A @S$>-A
$ara ini dapat dipakai untuk penetapan kadar $l-, 1r -, G- dan $>S- di dalam suasana asam. Pada larutan halogenida tersebut dititrasi kembali dengan larutan baku tiosianat. Suasana asam diperlukan untuk men#egah ter"adinya hidrolisa =e+. Pada penentuan $l- se#ara tidak langsung terdapat kesalahan yang #ukup besar, karena ;g$l lebih mudah larut dari pada ;g$>S (0sp ;g$l .& *-*, 0sp ;g$>S .& *-&). /adi ;g$l yang terbentuk #enderung larut kembali menurut persamaan reaksi: ;g$l + S$>- I ;gS$> + $l0arena 0sp ;g$l ^ 0sp ;gS$>, reaksi di atas #enderung bergeser ke kanan. /adi $>S- tidak hanya dipakai untuk kelebihan ;g+, tetapi "uga oleh endapan ;g$l sendiri. eaksi ini dapat di#egah dengan #ara: -.menyaring endapan ;g$l yang terbentuk, filtrat dengan air pen#u#i dititrasi dengan larutan baku $>S-.endapan ;g$l dikoagulasi, sehingga suhu "adi kurang reaktif, dengan #ara mendidihkan kemudian #ampuran didinginkan dan dititrasi <"nt"h ,
9, g suatu sampel pestisida telah dikonversi men"adi ;s'4- dan diendapkan sebagai ;g;s'4 dengan 7*.** m6 *.*&*7 M ;g>'. 0elebihan ;g+ kemudian dititrasi dengan 4.87 m6 *.*4& M 0$>S. %itunglah persen ;s&' di dalam sampel. Penyelesaian: "umlah mol ;g>' 7*.** m6 *.*&*7 mmol ;g>' .**87 m6 ;g>' "umlah mol 0S$> 4.87 m6 0S$> *.*4& mmol 0S$> *.&*7&
8 m6 0S$> "umlah mmol ;g>' yang dipakai oleh ;s' *.*& ;s&' R & ;s'4- R ;g>' persen ;s&' *.*& mmol ;g>' mmol ;s ' *.98 g ;s ' 4
&
mmol ;g>'
&
mmol ;s&'
________________________________________ **< 9. g sampel *.&98 < LATI/AN
().** m6 suatu sampel air payau dibuat dari amoniakal dan sulfida.sampel ini dititrasi dengan .48 m6 *.** M ;g>'. eaksi yang ter"adi: &;g+ + S&- J ;g&S(s) %itunglah ppm %&S di dalam sampel (&)..99 g suatu sampel mengandung $l- dan $l'4- dilarutkan dengan air hingga &7* m6. 7* m6 larutan ini membutuhkan .98 m6 *.*77 M ;g>' untuk titrasi $l-.7* m6 aliHuot yang kedua direaksikan dengan F&(S'4) untuk mereduksi $l'4- men"adi $l-: $l'4- + 4 F&(S'4) + 4 %&' J $l- + & S'4&- + F'&+ + %+ Citrasi untuk mereduksi sampel ini membutuhkan 4*.& m6 larutan ;g>'. %itunglah persen $l- dan $l'4- di dalam sampel. ().%itunglah konsentrasi perak setelah penambahan 7 W 7 W &7 W * W 7 W 9 W 4* W 4 W 47 W 7* m6 *.*7*** M ;g>' ke dalam 7* m6 *.*4** M 01r. 1uat kurva titrasi dengan plot p;g Fs volume titran.
BAB II TITRASI PEMBENTUKAN KOMPLEKS @.1.REAKSI PEMBENTUKAN KOMPLEKS
Senya!a kompleks terbentuk dari reaksi antara ion logam sebagai atom pusat dengan ligan melalui ikatan koordinasi. 6igan adalah ion atau molekul yang dapat membentuk ikatan kovalen dengan kation atau ion logam yang netral melalui donasi pasangan elektron. Dalam senya!a kompleks ada beberapa bilangan koordinasi yaitu: bilangan koordinasi dua, empat dan enam. Spesi yang terbentuk dapat bermuatan positif, netral dan negatif. Sebagai #ontoh: Cembaga (GG), dengan bilangan koordinasi
empat membentuk kompleks amina kationik, $u(>%)4&+W kompleks netral dengan glisin, $u(>%&$%&$'')&W dan kompleks anionik dengan ion klorida, $u$l4&-. Metode titrimetri yang didasarkan pada pembentukan kompleks kadangkadang dinamakan metode kompleksometri telah dikenal lama se"ak tahun 94*an khususnya pada senya!a kompleks yang disebut kelat . 0elat dibentuk bila ion logam berkoordinasi dengan dua atau lebih gugus donor dari satu ligan untuk membentuk lima atau enam #in#in heterosiklik. $ontoh: >%& ' '`$' '$`' c $u + & %+ $u&+ + & % $ $ '% J %&$ > > $%& % %& %& 6igan yang memiliki satu gugus donor, seperti amonia dinamakan unidentat , #ontohnya adalah glisin, yang mempunyai dua gugus dinamakan bidentat. Tridentat, tetradentat, pentadentat dan heksadentat "uga dikenal sebagai agent pengkelat. Sebagai titran, ligan multidentat, khususnya yang mempunyai empat atau enam gugus donor mempunyai dua keuntungan. ang pertama umumnya bereaksi lebih sempurna dengan kation baru kemudian ter#apai titik akhir. 0edua, mula-mula bereaksi dengan ion logam se#ara bertahap, dimana pembentukan kompleks dengan ligan unidentat biasanya melibatkan dua atau lebih spesi intermediet atau antara. Eambar 8. mengilustrasikan hal ini. Setiap titrasi melibatkan reaksi yang se#ara keseluruhan konstanta kesetimbangannya adalah *&*. 0urva ; menggambarkan reaksi ion logam M yang mempunyai bilangan koordinasi empat bereaksi dengan ligan tetradentat D membentuk kompleks MD (disini kita mengabaikan muatan pada pereaksi). 0urva 1 adalah reaksi M dengan ligan bidentat 1 menghasilkan M1& dalam dua tahap. 0onstanta pembentukan pada tahap yang pertama adalah *& dan tahap kedua *. 0urva $ melibatkan ligan unidentat, ;, yang membentuk M;4 dalam empat tahap dengan konstanta pembentukan *, *, *4 dan *&. 6igan multidentat biasanya digunakan pada titrasi kompleksometri.
9
Eambar 8.. 0urva titrasi pembentukan kompleks
Citrasi *.* m6 larutan *.*&*M dengan (;) *.*&*M larutan ligan D tetradentat untuk menghasilkan MDW (1) *.*4M larutan ligan bidentat 1 untuk menghasilkan M1&W dan ($) *.** M larutan ligan unidentat ; untuk menghasilkan M;4. 0onstanta pembentukan keseluruhan untuk masing-masing produk adalah .* *&*. @.!.TITRASI DEN-AN ASAM AMINOPOLIKARBOKSILAT
;mina tertier "uga mengandung gugus asam karboksilat yang dapat membentuk kelat yang stabil dengan banyak ion logam. Pertama sekali ditemukan oleh S#h!ar2enba#h se"ak tahun 947 menggunakan senya!a ini untuk menentukan ion logam dalam sistim periodik se#ara volumetri. @.!.1.Asam Etil%nadiamin t%t$a as%tat 7EDTA8
KDC; "uga dinamakan asam etilendinitrilotetraasetat, biasanya digunakan sebagai titran pada kompleksometri. KDC; memiliki struktur sebagai berikut: %''$ $%&
$%& $''% > $%& $%& >
%''$ $%&
$%& $''%
Eambar 8.&.Struktur KDC; Molekul KDC; adalah ligan heksadentat yang memiliki enam posisi yang potensial untuk berikatan dengan ion logam : empat gugus karboksilat dan dua gugus amino yang masing-masing memiliki elektron yang belum berpasangan Siat(Siat Asam EDTA
4* 0onstanta disosiasi asam untuk KDC; adalah 0 .*& *-&, 0 & &.4 *-, 0 .9& *-8 dan 0 4 7.7* *-. Spesi KDC; bervariasi dan dapat dituliskan dengan singkatan %4, %- , %&&- , %- dan 4-.Eambar 8. mengilustrasikan bagaimana "umlah relatif lima spesi yang berbeda dengan p% yang bervariasi. Spesi yang dominan pada p% B adalah %&&-. %anya pada p% ^ * bentuk 4- sebahagian besar terdapat dalam larutan.
Eambar 8.. 0omposisi larutan KDC; sebagai fungsi dari p% R%a)%nsia
;sam bebas, %4 dan garam dinatrium dihidrat, >a&%&.&%&' adalah reagent yang se#ara komersial mudah diperoleh. 6arutan ini dapat digunakan sebagai larutan standar primer setelah lebih dahulu dikeringkan selama beberapa "am pada suhu **$ B 47*$. 0emudian dilarutkan dalam se"umlah ke#il basa yang dibutuhkan agar larutan sempurna. Di ba!ah konddisi atmosfir normal, >a&%&.&%&' mengandung kelembapan *.< se#ara stoikiometri. Cetapi reagensia ini dapat dipersiapkan men"adi larutan standar bila dikeringkan pada **$ selama beberapa hari di dalam suasana atmosfir dengan kelembapan relatif 7*<. @.!.!.P%m&%ntukan k"mpl%ks EDTA d%n)an I"n L")am
6arutan KDC; teristime!a digunakan sebagai titran dikarenakan reagen ini dapat bereaksi dengan ion logam dengan perbandingan :, tanpa menghiraukan muatan
4 dari kation. Sebagai #ontoh, pembentukan kompleks perak dan aluminium dapat digambarkan dalam persamaan berikut ;g+ + 4- I ;g;l+ + 4- I ;leaksi antara anion KDC; dengan ion logam M dapat digambarkan sebagai berikut: Mn+ + 4- I M(n-4)+
0 M @M(n-4)+A @Mn+A@ 4-A
(-)
Cabel 8. 0onstanta Pembentukan 5ntuk 0ompleks KDC; 0ation 0M log 0 M 0ation 0M + 8 &+ ;g &. * 8.& $u . * Mg&+ 4.9 * .9 n&+ .& * $a&+ 7.* ** *.8* $d&+ &.9 * Sr &+ 4. * . %g&+ . *& 1a&+ 7. *8 8.8 Pb&+ . * Mn&+ .& * .89 ;l+ . * =e&+ &. *4 4. =e+ . *&7 $o&+ &.* * . F+ 8.9 *&7 >i&+ 4.& * .& Ch4+ . *& Sumber: E.S#h!ar2enba#h, $ompleometri# Citration,p.,978 $onstants valid at &**$ and an ioni# strength of *.
log 0 M .* .7* .4 &.* .*4 . &7. &7.9 &.&
@.!.#.P%$hitun)an K%s%tim&an)an 0an) M%li&atkan EDTA
0urva titrasi untuk reaksi kation Mn+ dengan KDC; terdiri dari plot p M Fs volume reagen. >ilai dari pM se#ara #epat dapat dihitung dari saat mula-mula penambahan titran dengan memperkirakan bah!a kesetimbangan konsentrasi Mn+ adalah sama dengan konsentrasi analitis yang dapat digambarkan dari data stoikiometrinya. 5ntuk menghitung Mn+ pada titik ekivalen dapat menggunakan persamaan (). Perhitungan dalam daerah ini menyusahkan dan menyita !aktu "ika p% dan variabel tidak diketahui karena kedua B duanya @M(n-4)+A dan @Mn+A bergantung pada p%.5ntungnya titrasi KDC; selalu dilakukan dalam larutan yang dibuffer untuk mengetahui p% dan menghindari interferensi dari beberapa kation. Perhitungan @Mn+A di dalam larutan yang dibuffer yang mengandung KDC; adalah prosedur yang relatif terus terang asal sa"a p% diketahui. Di dalam perhitungan ini digunakan nilai alpha untuk %4. [4 untuk %4 dapat didefinisikan sebagai [4 @ 4-A dimana adalah total konsentrasi molar dari uncomplexed KDC;: @4-A + @%-A + @%&&-A + @%-A + @%4A
(-&)
4&
Conditional Formation Constans Conditional atau efektif ,konstanta
pembentukan bergantung pada p% kesetimbangan hanya pada p% tunggal yang dipakai. 5ntuk memperoleh konstanta konditional pada kesetimbangan lihat persamaan (-), kita substitusi [4 dari persamaan (-&) untuk @4-A di dalam persamaan (-): Mn+ + 4- I M(n-4)+
0 M @M(n-4)+A @Mn+A [4
(-)
Penggabungan kedua konstanta, [4 dan 0 M, menghasilkan konstanta baru: 0 M [4 0 M @M (n-4)+A @Mn+A
(-4)
Dimana 0 M Conditional $ormation Constans , yang menggambarkan hubungan kesetimbangan hanya pada p% untuk [4 yang dipakai. Cabel 8.& >ilai [4 untuk KDC; pada nilai p% yang terseleksi p% [4 p% [4 -4 &.* .8 * 8.* 4. *-4 .* &.7 *- .* 7.4 *- 4.* . *-9 9.* 7.& *-& 7.* .7 *-8 *.* .7 *- .* &.& *-7 .* .7 *- &.* 9. *-
P%$hitun)an Nilai ' untuk La$utan EDTA
[4 0 0 &0 0 4 @%+A4 + 0 @%+A + 0 0 &@%+A& + 0 0 &0 @%+A + 0 0 &0 0 4
(-7)
[4 0 0 &0 0 4 (-) D Dimana 0 ,0 &,0 dan 0 4 adalah konstanta disosiasi untuk %4 dan D adalah angka sebutan dari persamaan (-7). Cabel 8.& berisi daftar >ilai [ 4 pada p% terpilih. $atatan hanya kira-kira 4 * -& persen KDC; yang ada sebagai 4- pada p% &.*. $ontoh: %itunglah konsentrasi molar 4- di dalam larutan *.*&** M KDC; yang dibuffer pada p% *.*.
4
Penyelesaian: Pada p% *.*, [4 adalah *.7 (Cabel .&) Maka: @4-A [4 *.7 *.*& 8.* *-M M%n)hitun) k"ns%nt$asi kati"n di dalam la$utan EDTA
$ontoh:(). %itunglah konsentrasi >i&+dalam kesetimbangan larutan >i&- *.*7* M pada p% (a)..* dan (b)..* Penyelesaian: Dari Cabel ., >i&+ + 4- I >i&-
0 M @>i &-A 4.& * @>i&+A@4-A 0onsentrasi >i&- adalah sama dengan konsentrasi analitik kompleks dikurang konsentrasi yang hilang karena terurai, Sehingga, @>i&-A *.*7* B @>i&+A @>i&-A U *.*7* @>i&+A @4-A + @%-A + @%&&-A + @%-A + @%4A 0 M @>i &- A @>i &-A [4 0 M @>i&+A @>i&+A& (a). Pada p% .* [4 &.7 *- *.*7* &.7 *- 4.& * .*7 * @>i&+A& @>i&+A ] .4 *-* .& *-7M (b).Pada p% .* 0 M 7.4 *- 4.& *- &.&8 *- @>i&+A ] *.*7*(&.&8 *-) . *-*M @.#.Ku$2a Tit$asi untuk EDTA
$ontoh (&).Eambarkan kurva titrasi (p$a sebagai fungsi dari volume KDC;) untuk titrasi 7*.* m6 *.**7**M $a&+ dengan *.***M KDC;, larutan di buffer pada p% *.* Penyelesaian: Menghitung 0onstanta konditional 0 $a @$a &-A [4 0 $a @$a&+A *.7 7.* ** .87 ** Nilai p
@$a&+A 7*.* *.**7** B *.* *.*** + U &.7* *-M
44 p$a
- log &.7* *- &.*
p
7*.* *.**7** . *-M 7*.* + &7.* &+ @$a A @$a &-A *.** - @$a&+A U *.** M @$a &-A *.** .87 ** @$a&+A @$a&+A& cCa%
&
@$a&+A
*.**--
*
.87 *
4.-, *
8
M
p$a - log 4. *-8 . p
7*.* *.**7** &.94 *-M 7*.* + 7.* c 7.* *.*** B 7*.* *.**7** . *-M 7 &- @$a A &.94 * - @$a&+A U &.94 *- . *- + @$a&+A U . *-M cCa%
&
&'(
K hCa%
Ca &
&.94 *
Ca &
-
.: *
&.94 * .: *
-
-
*
.87 *
-
*
.87 *
p$a - log .4& *-*
.4& *
*
9.7
47
Eambar 8.4.0urva titrasi KDC; untuk 7*.** m6 *.**7** M $a&+ (0$a&- .87 **) dan Mg&+(0Mg&- .8& *) pada p% *.* ;rea yang diarsir menun"ukkan transisi untuk indikator Krio#hrome 1la#k C. @.'.P%n%ntuan K%sadahan Ai$
6arutan KDC; dapat digunakan untuk menentukan kesadahan air di laboratorium. 0esadahan air dinyatakan sebagai ppm $a$'.1ila kita ingin mempersiapkan 6 * ppm larutan n, kita akan menimbang * mg n dan melarutkannya dengan akuades dalam labu 6. $ontoh: ().1agaimana #aranya anda mempersiapkan 7** m6 &7 ppm larutan $u dari logam $u murni Penyelesaian: 5ntuk sampel padat : ppm mgkg gg 5ntuk sampel berupa #airan: ppm mg6 gm6 &7.* mg6 *.7** 6 &.7 mg Cimbang &.7 mg $u, masukkan dalam labu, kemudian larutkan hingga 7** m6. (&).1agaimana #aranya anda mempersiapkan &7* m6 7* ppm larutan nikel dari padatan >i$l&, =Q &9.& 3 Penyelesaian:
ppm 6 faktor gravimetri mg yang ditimbang 7* mg6 *,&7* 6 >i$l& mg yang ditimbang >i 7* *.&7* &9.& &8. mg 7.8 Cimbang &8.* mg >i$l& larutkan di dalam labu &7* m6.
4 ().1erapa gram $uS'4.7 %&' padat, =Q &49. yang dibutuhkan untuk membuat 7** m6 *** ppm larutan $u 3 Penyelesaian: ppm 6 faktor gravimetri mg yang ditimbang *** mg6 *.7** 6 $uS'4.7 %&' mg yang ditimbang $u *** *.7** &49. 97 mg .98 g .74 (4).1erapa kesadahan air dalam sampel, bila ** m6 air membutuhkan &8.97 m6 larutan KDC; *.*& M untuk titrasi 3 Penyelesaian: ppm $a$' 6KDC; MKDC; =Q$a$' *** 6 sampel *.*&897 *.*& **.*9 *** 74.& ppm *.*** LATI/AN
(). %itunglah konsentrasi >i&+ di dalam larutan yang dipersiapkan dengan men#ampurkan 7*.*m6 *.*** M >i&+ dengan *.*7** M KDC;. $ampuran dibuffer pada p% .**. (&).Eambarkan kurva titrasi 7*.** m6 *.**** M Sr &+ dengan *.*&*** M KDC; , larutan di buffer pada p% .*. %itung nilai pSr setelah penambahan *.** W *.** W &4.** W &4.9* W &7.** W &7.* W &.** dan *.** m6 titran. (). %itunglah konstanta kondisional untuk pembentukan kompleks KDC; dengan 1a&+ pada p% (a).8.* W (b).9.* W (#)..* (4).5ntuk mempersiapkan larutan $a$' ditimbang *.7*48 g $a$' dimasukkan dalam labu seukuran 7** m6, dilarutkan dengan %$l dalan dien#erkan sampai tanda. /ika &7 m6 larutan ini membutuhkan &.& m6 KDC;, berapa molaritas KDC; 3 (7).6arutan KDC; digunakan untuk menstandardisasi $a$'. /ika *.*& g $a$' membutuhkan &8.& m6 KDC;, berapa molaritas larutan KDC; 3
DAFTAR PUSTAKA
Day, /r ; j 5nder!ood, ;,6W 99, ;nalisis 0imia 0uantitatif, /akarta: Krlangga. /ohn 0enkelW 994, ;nalyti#al for Ce#hni#ian, Kds GG. ;meri#a: 6e!is Publisher. Slo!inski, /KW 99*, Lualitatif ;nalysis and the Properties of ions in ;Hueous
