L/O/G/O
ANALISA KUANTITATIF
GRAVIMETRI
1. Analisa Gravimetri Gravimetri adalah penentuan kuantitatif suatu zat dengan cara Gravimetri adalah pengendapan diikuti dengan pemisahan dan penimbangan endapan (pengukuran berat). Cara kerja dalam analisa gravimetri: Cuplikan ditimbang
Dilarutkan dalam pelarut yang sesuai
Diendapkan dengan penambahan pereaksi kimia dalam jumlah berlebih Endapan yang terjadi disaring, dicuci, dikeringkan lalu ditimbang
2. Mekanisme Pengendapan Endapan hanya terbentuk bila larutan lewat jenuh ([A+]x [B-]y > Ksp AxBy). Larutan lewat jenuh adalah larutan dengan kosentrasi zat terlarut lebih besar dibandingkan dalam keadaan kesetimbangan pada suhu tertentu. Proses pengendapan: Ion dalam larutan (10-8 cm)
Nuklei (10-8-10-7 cm)
Pertikel Koloid (10-7-10-4 cm)
Endapan (10-4 cm)
Jika hasil kali kelarutan telah dilampaui, ion-ion dari molekul yang akan diendapkan mulai membentuk inti yang disebut nukleus (nuklei), kemudian nuklei tumbuh kearah tiga dimensi menjadi partikel-partikel yang relatif besar untuk turun kedasar larutan sebagai endapan.
Bentuk Endapan: ENDAPAN
Endapan Kristal
BaSO4 PbSO4 CaC2O4 Endapan koloidal yang hidrofil: waktu menggumpal banyak membawa serta molekul-molekul air.
Endapan Koloidal
Hidrofil
Hidrofob
Fe(OH)3
AgCl
Al(OH)3
AgBr
Cr(OH)3
AgI
Endapan koloidal yang hidrofob: waktu menggumpal tidak banyak membawa serta molekul air
Syarat-syarat endapan dalam analisa gravimetri: 1. Kelarutan endapan yang terjadi harus sedemikian kecilnya (<< 0,1 mg). 2. Endapan yang terjadi harus murni, tidak mengandung pengotor (kontaminan). 3. Endapan yang terjadi harus mudah dan cepat disaring dan dicuci. 4. Endapan yang ditimbang harus mempunyai rumus yang pasti.
Von Weimarn (1925) : Kecepatan pembentukan endapan:
v=k Dimana:
v = kecepatan pembentukan endapan Q = kosentrasi zat yang akan diendapkan S = kelarutan endapan k = konstanta = kelewat jenuhan pada saat endapan mulai terjadi
Makin besar harga Q-S, makin banyak inti kristal(nuklei) terjadi dan butir-butir endapan makin halus. Makin besar kelarutan endapan S, harga Q-S makin kecil, kristal yang terjadi makin sedikit dan akan terjadi kristalkristal endapan yang kasar/ lebih besar. Diharapkan endapan yang dihasilkan kasar agar mudah disaring.
Perlakuan agar endapan yang diperoleh kasar : 1
Pengendapan harus dilakukan pada larutan encer, untuk memperkecil kesalahan akibat kopresipitasi.
2
Pereaksi dicampurkan perlahan-lahan dan teratur dengan pengadukan tetap, berguna untuk pertumbuhan kristal yang teratur.
3
Pengendapan dilakukan pada larutan panas, bila endapan yang terbentuk stabil pada temperatur tinggi.
4
Endapan harus di-diges t atau aging (penyempurnaan endapan) dengan membiarkan endapan berada dalam penangas air beberapa saat
5
Mengatur pH dan pengendapan dengan homogeneous
precipitation
Pengendapan dari Larutan Homogen Cara pembentukan endapan dengan menambahkan bahan pengendap tidak dalam bentuk jadi, melainkan sebagai suatu senyawa yang dapat menghasilkan pengendap tersebut. Exp: Hidrolisa Urea akan menaikkan pH larutan dan mengendapkan logam-logam sebagai hidroksida. CO(NH2)2 + H2O
CO2 + 2NH3
Hidrolisa ini lambat pada suhu kamar, tetapi cukup cepat pada 100˚C.
Beberapa Analit dan Pengendap Anorganik
Beberapa Pengendap Organik dan Analitnya
Pengotoran Endapan : Dua peristiwa penyebab pengotoran endapan, yaitu:
1
Kopresipitasi
2
Postpresipitasi
1. Kopresipitasi Adalah kontaminasi endapan oleh zat lain yang larut dalam pelarut. Pengotor ini 4 sendiri tidak mengendap, melainkan hanya terbawa oleh endapan analit. exp: Apabila asam sulfat ditambahkan ke dalam larutan barium klorida yang mengandung sedikit ion nitrat, maka endapan 5 barium sulfat ternyata mengandung mengandung barium nitrat. Dikatakan bahwa nitratnya telah mengalami kopresipitasi dengan sulfat.
Kopresipitasi terjadi menurut 3 cara: a. Adsorpsi Permukaan Ion asing dapat teradsorpsi pada permukaan partikel endapan. Adsorpsi terjadi karena gaya tarik menarik antara ion yang teradsorpsi dan ion-ion lawannya pada permukaan endapan. Gaya ini sangat kuat sehingga ionion tersebut mudah terbawa oleh endapan waktu penyaringan. Adsorpsi permukaan dapat dikurangi dengan digestion dan pencucian. Digestion atau aging ialah membiarkan endapan terendam dalam larutan induknya untuk waktu lama. b. Oklusi peristiwa dimana ion-ion asing terkurung di dalam kisi kristal endapan. Dapat terjadi apabila kristal tumbuh terlalu cepat dari butiran kecil menjadi besar. Dalam hal ini ion2 teradsorpsi tidak sempat dilepaskan , tetapi sudah tertutup dan terkurung dalam kristal. oklusi dihilangkan dengan digestion.
c. Pembentukan kristal campuran Terjadi karena inklusi isomorf. Isomorf adalah zat-zat yang mempunyai tipe rumus yang sama dan mengkristal dengan bentuk geometri yang sama. Bila ukuran kisi kristal zat-zat yang isomorf hampir sama, maka zat-zat tersebut dapat saling mengganti kedudukan dalam kristalnya, sehingga terjadi kristal campuran.
E xp: MgNH4PO4 dan MgKPO4 adalah isomorf. jari-jari ion K+ hampir sama dengan NH 4+ maka ion K+ dapat menggantikan NH4+ dalam kristal endapannya. Sehingga dalam pengendapan Mg sebagai MgNH 4PO4 dapat dikotori oleh MgKPO4. Kotoran macam ini sukar diatasi: cara yang paling baik ialah menyingkirkannya sebelum endapan analat dibentuk, tetapi hal ini tidak mudah karena zat-zat isomorf biasanya juga mempunyai sifatsifat kimia serupa.
2. Postpresipitasi peristiwa dimana pengotoran suatu endapan terjadi sesudah endapan tersebut terbentuk.
E xp: Dalam penetapan kalsium dalam larutan yang mengandung magnesium, kalsium diendapkan sebagai kalsium oksalat. Bila endapan dibiarkan dalam larutan induknya selama kira-kira 3 jam, maka akan dikotori oleh magnesium oksalat yang mengendap kemudian / belakangan. Bila endapan analat lekas disaring, maka pengotoran tidak terlalu banyak; dan karena kotoran yang terbawa hanya sedikit, pengendapan ulang sangat menguranginya.
Penyaringan Tujuan penyaringan dan pencucian adalah untuk mendapatkan endapan yang murni. Penyaringan: memisahkan endapan dari larutan. Saringan/ alat penyaring yang dapat digunakan: 1. Corong + kertas saring bebas abu. 2. Cawan penyaring (crusfilter) yaitu cawan yang dasarnya berupa porselin berpori atau asbes. 3. Penyaring gelas (glass filter). Pemilihan penyaring tergantung pada: a. Macam endapan b. Besarnya partikel endapan c. Temperatur pemanasan endapan yang dipakai
Pencucian: Pencucian: untuk menghilangkan pengotor Pemilihan pencuci didasarkan pada: 1. Melarutkan pengotor dengan baik, tetapi tidak melarutkan endapan. 2. Mencegah terjadinya peptisasi. Peptisasi adalah peristiwa melarutnya kembali endapan menjadi larutan koloid. 3.
Suatu elektrolit untuk menyebabkan efek pertukaran ion. Ion-ion pengotor yang teradsorpsi akan digantikan oleh ion pencuci yang pada pemanasan dapat menguap.
Pencucian endapan
Pengeringan dan Pemanasan Endapan
Tujuan pengeringan dan pemijaran adalah: 1. Menghilangkan air dari endapan 2. Menguapkan elektrolit pencuci 3. Merubah endapan menjadi bentuk penimbangan yang stabil dengan rumus molekul yang pasti. Suhu pemanasan bergantung pada macam endapan. Exp: AgCl dipanaskan pada 120˚C dalam oven MgNH4PO4. 6H2O dipanaskan pada 120˚C menjadi MgNH4PO4 atau dipanaskan pada 900˚C menjadi Mg2P2O7
Desikator
Bahan-bahan yang dapat digunakan dalam desikator adalah Al 2O3, CaCl2 anhidrat, CaSO4, SiO2, MgClO4 anhidrat, dll
Silika gel (SiO2)berubah dari biru menjadi pink setelah menyerap uap air. Hal ini dapat dikembalikan dengan pemanasan.
Perhitungan Gravimetri:
Dalam prosedur gravimetri suatu endapan ditimbang dan dari harga ini berat analit dalam contoh dihitung. Persentase analit A adalah: %A=
x 100 %
Berat A = berat endapan P x faktor Gravimetrik, maka %A=
x 100%
Beberapa Faktor Gravimetri
Beberapa Faktor Gravimetri SO3
BaSO4
1xMr SO3 / 1x Mr BaSO 4
SO4
BaSO4
1x Mr SO4 / 1x Mr BaSO4
Ba
BaSO4
1x Ar Ba / 1x Mr BaSO4
Cr2O3
PbCrO4
1xMr Cr2O3/ 2x Mr PbCrO4
FeO
Fe2O3
2x Mr FeO / 1x Mr Fe2O3
MgO
Mg2P2O7
2x Mr MgO / 1x Mr Mg2P2O7
P2O5
Mg2P2O7
1 x Mr P2O5 / 1x Mr Mg2P2O7
Ag
AgCl
1x Ar Ag / 1x Mr AgCl
Cl
AgCl
1x Ar Cl / 1x Mr AgCl
Contoh Soal: 1. Sebuah contoh garam klorida seberat 0,6025 g telah dilarutkan dalam air dan kloridanya diendapkan dengan perak nitrat berlebih. Endapan perak klorida disaring, dicuci, dikeringkan dan diketahui beratnya 0,7134 g. Hitung persentase klorida dalam contoh. Jawab:
massa contoh garam klorida = 0,6025 g massa endapan AgCl = 0,7134 g Ar Cl = 35,5 Mr AgCl = 108 %
%
2. Berapa Fe3O4 harus anda siapkan untuk menghasilkan 0,5430 g Fe2O3 pada analisa gravimetri. Penyelesaian soal :
Perubahan reaksi yang terjadi: 2 Fe3O4 + ½ O2 2 mol
3 Fe2O3
3 mol 2 x Mr Fe3O4 0,5430 x --------------------- = 0,5249 g r Fe 3O4 3 xMr Fe2O3
3. Suatu sampel bijih batuan yang diketahui mengandung besi dengan massa 1,1324 g dilarutkan dalam larutan 50 mL air dan 10 mL HCl encer. Selanjutnya ditambah 1-2 mL HNO3 pekat dan dididihkan perlahan hingga berwarna kuning jernih. Larutan sampel diencerkan hingga volume 200 mL. Kemudian dipanaskan hingga mendidih dan ditambahkan larutan amonia (1:1) sedikit demi sedikit sampai semua besi mengendap. Campuran dididihkan selama 1 menit kemudian didinginkan perlahan pada suhu kamar. Kemudian disaring dan endapan dicuci dengan NH4NO3 1% hingga bebas klorida. Endapan yang dihasilkan kemudian dipijarkan pada suhu 1000 C. Hasil pemijaran didinginkan dalam desikator dan kemudian ditimbang massanya hingga diperoleh berat konstan 0,5394 g. Hitung kadar besi dan kadar Fe3O4 dalam sampel bijih tersebut.
4. Berapa berat sampel yang mengandung 12.5% FeO harus diambil untuk analisa, jika yang diinginkan endapan Fe2O3 yang diperoleh sebesar 0.36 gram?
5. Suatu contoh hanya terdiri dari campuran CaCO3 dan MgCO3 yang beratnya 1.0050 gr. Contoh tersebut kemudian dipanaskan hingga menjadi CaO dan MgO. Hasil penimbangan campuran CaO dan MgO adalah 0.5184 gram. Berapa % kadar Ca dan Mg dalam contoh tersebut ?
TUGAS 1. Sebuah contoh seberat 0,7168 g yang mengandung klorida dilarutkan dan kloridanya mengendap sebagai AgCl. Endapan dicuci, dikeringkan dan ternyata beratnya 0,3964 g. Hitung persentase klorida di dalam contoh. 2. Belerang dalam sebuah contoh seberat 0,8423 g diubah menjadi sulfat dan sulfatnya diendapkan sebagai BaSO 4. Endapan ternyata beratnya 0,3148 g setelah dicuci dan dibakar. Hitung persentase belerang di dalam contoh. 3. Timbal dalam sebuah contoh seberat 0,6342 g suatu bijih diendapkan sebagai PbSO 4. Endapan dikeringkan dan ternyata beratnya 0,4381 g. Hitung persentase Pb dalam bijih. 4. Hitung kadar Ba dalam cuplikan bila 1,2345 g cuplikan barium dilarutkan dan diendapkan sebagai BaSO 4, lalu disaring, dicuci, dikeringkan dan ditimbang sebagai BaSO 4. sebanyak 0,4636 g.
