Bahan Kuliah 3
ANALISIS ANION Prof. Drs. Manihar Situmorang, M.Sc., Ph.D
Prodii Pen Prod endi didi dika kan n Kim imia ia FM FMIP IPA A UNIVERSITAS NEGERI MEDAN 2013
Pendahuluan
Analisis kualitatif dilakukan mulai dari test pendahuluan utk mengetahui keberadaan anion atau golongan anion yang memiliki sifat-sifat sama di dalam sampel Memudahkan
Peneta tapa pan n Pene
pemilihan teknik analisis
pene penent ntua uan n spes spesif ifik ik (anal (analis isis is
khusus) Reaksi
anion
konfirmasi terhadap keberadaan
Pendahuluan
Analisis kualitatif dilakukan mulai dari test pendahuluan utk mengetahui keberadaan anion atau golongan anion yang memiliki sifat-sifat sama di dalam sampel Memudahkan
Peneta tapa pan n Pene
pemilihan teknik analisis
pene penent ntua uan n spes spesif ifik ik (anal (analis isis is
khusus) Reaksi
anion
konfirmasi terhadap keberadaan
Pendahuluan
Pemisahan anion secara fisik tidak perlu harus dilakukan karena telah tersedia reaksi spesifik untuk reaksi pengenalan dan identifikasi
Untuk anion tertentu perlu pretreatment, pada pad a anion anion pengg penggang anggu gu yg salin saling g mempen mem pengar garuhi uhi dlm rea reaksi ksi Dilakukan
pemisahan anion dari anion lain
Dilanjutka njutkan n Dila konfirmasi
pengenalan penge nalan,, ident identifikas ifikasi, i,
Flow Chart pd QA Flow
chart dapat ditulis dalam berbagai cara Kita ikuti model ini, yaitu menaruh endapan atau yang tidak larut di sebelah kiri dan ion di dalam larutan di sebelah kanan Ion terlarut - Sua Suasan sana a pelar pelarut ut
Endapan atau yg tdk larut
Ion dalam larutan - Rea Reagen gentt conditio conditions ns
- Rea Reagen gentt conditi conditions ons
Solid
larutan
Solid
Larutan
Teknik Analisis Metode
yang tersedia untuk penentuan anion tidak sistematik sebagaimana yang akan dilakukan pada analisis kation Disebabkan
keunikan yang dimiliki masing-masing anion
Dapat
dikelompokkan berdasarkan kelarutannya, tetapi mengalami kesulitan dalam reaksi identifikasi dan konfirmasi anion
Dalam Praktek Ada
skema pengelompokan anion berdasarkan reaksinya
Golongan I dan Golongan II Anion I (Menghasilkan gas/uap bila bereaksi dgn asam) 1. Menghasilkan gas bila bereaksi dengan HCl atau H2SO4 encer (misal: S 2-, SO32-, CO32-, NO2-, CN-) 2. Menghasilkan gas atau uap bila bereaksi dengan H2SO4 pekat (misal: I -, Br -, Cl-, NO3-, ClO3-)
Anion Anion II (Tetap dalam larutan bila bereaksi dgn asam) 3. Menghasilkan endapan bila bereaksi dengan asam (misal: SO42-, PO43-, CrO42-, Cr 2O72-) 4. Terjadi reaksi oksidasi dan reduksi (misal: MnO4-, CrO42-, Cr 2O72-)
Anion Berdasarkan Golongan Golongan
A dengan asam
Golongan
B
anion yg dapat menguap bila bereaksi anion yg bereaksi di dalam larutan
No Anion Golongan A
Anion Golongan B
1
Karbonat, Sulfit, Tiosulfat, Sulfida, Nitrit, Hypoklorit, Sanida dan Sianat
Sulfat, Fosfat, Sussinat, Arsenat, Kromat, Silikat, Salisilat, Fosfit, Hipofosphit, Arsenit, Dikromat, dan Benzoat
2
Semua anion A(1) dan Fluorida, Klorida, bromide, Iodida, Nitrat, Borat, Format, Asetat, dan Oksalat, Perklorat, Permanganat: Bromate, Heksasianoferrat(II) dan (III), Tiosianate, Tartrat, dan Sitrat
Manganat, Permanganat, Kromat, Dikromat
Target Analisis Anion
Dalam analisis anion: Beberapa reaksi permulaan dapat dilakukan dalam bentuk padat Kebanyakan reaksi spesifik anion dilakukan dalam bentuk larutan Target dikhususkan thdp 11 anion, yaitu anion yang sering ditemukan di laboratorium pendidikan 1) Sulfida (S2-) 2. Sulfit (SO32-) 2) Karbonat (CO32-) 4. Nitrit (NO2-) 5) Iodida (I-) 6. Bromida (Br-) 7) Klorida (Cl-) 8. Fosfat (PO43-) 9) Kromat (CrO42-) 10. Nitrat (NO3-) 11) Sulfat (SO42-)
Reaksi Pendahuluan Terhadap Anion
Tahap awal identifikasi anion dilakukan reaksi pendahuluan bertujuan utk mengetahui keberadaan anion di dalam sampel
Berdasarkan sifat pengoksidasi dan sifat pereduksi (anion pengoksidasi dan anion pereduksi)
Hasil reaksi positif diketahui dgn melihat perubahan reaksi kimia (warna, gas, dan endapan)
Reaksi Pendahuluan Terhadap Anion S2-, SO32-, CO32-, NO2-, I-, Br -, Cl-, PO43-, CrO42- atau Cr 2O72-, NO3-, SO42MnCl2 HCl
Warna hitamcoklat yang dihasilkan anion pengoksida: NO 2, CrO42-, NO3-
FeCl3 K3[Fe(CN)6] H+ Endapan
biru dihasilkan oleh anion pereduksi: S2, SO32-, I-, dan NO2-
H2SO4 (pekat)
Perobahan
warna yang dihasilkan dari CrO 42- dan Cr 2O72 Gas tidak berwarna dan tidak berbau dihasilkan oleh CO 32 Gas tidak berwarna yang berbau dihasilkan oleh S 2-, SO32-, dan Cl Gas berwarna yang berasal dari NO2-, I-, dan Br -
Mengetahui Kehadiran Anion Pengoksida
Dilakukan berdasarkan reaksi dengan MnCl2 dalam HCl pekat Terbentuknya warna coklat -hitam menunjukkan kehadiran anion pengoksida di dalam sampel kemungkinan adanya senyawa pereduksi menjadi sangat kecil target anion adalah ion NO2, CrO42-, NO3-
Mengetahui Kehadiran Anion Pereduksi
Dilakukan melalui reaksi dengan FeCl3, K4[Fe(CN)6] dalam HCl encer Terbentuknya
suspensi atau endapan berwarna biru tua menunjukkan kehadiran anion pereduksi
Sebagai Target
produk adalah KFe[Fe(CN)6]
anion:
•
Perobahan warna dihasilkan dari CrO 42- dan Cr 2O72-
•
Gas tidak berwarna dan tidak berbau dihasilkan CO 32-
•
Gas tidak berwarna, berbau dihasilkan S 2-, SO32-, dan Cl-
•
Gas berwarna yang berasal dari NO 2-, I-, dan Br -
Mengetahui Kehadiran Golongan Anion Pengelompokan
anion menjadi golongan hanya dipergunakan sebagai strategi mendapatkan informasi reaksi pendahuluan terhadap anion berdasarkan kesamaan sifat dalam reaksi
Berdasarkan reaksinya terhadap HClO 4 dan Ag+ digolongkan menjadi golongan I – IV Penggolongan bukan untuk tujuan pemisahan Pengelompokan kation berdasarkan reaksi kimia
Pengelompokan Anion S2-, SO32-, CO32-, NO2-, I-, Br -, Cl-, PO43-, CrO42- atau Cr 2O72-, NO3-, SO42HClO4 encer
Anion Golongan I H2S dari S2SO2 dari SO32CO2 dari CO32NO dan NO2 dari NO3-
Anion Golongan II AgI, AgBr, AgCl, (Ag2S)
Anion Golongan III Ag2PO4, Ag2CrO4, Ag2SO4, (Ag2CO3), (AgNO3)
I-, Br -, Cl-, PO43-, Cr 2O72-, SO42-, NO3-, (NO2-) Ag+
NO3-, NO2-, PO43-, Cr 2O72-, SO42NH3
Anion Golongan IV NO2-, SO42-
Sifat Anion Terhadap Asam Sulfat Pekat
Penambahan asam sulfat pekat (18M H 2SO4) bertujuan untuk melihat anion berdasarkan kemampuan mengoksidasi
Dilakukan terhadap unknown dalam keadaan padatan
Bila sampel berupa larutan harus terlebih dahulu dikeringkan
Pengelompokan Anion Berdasarkan Reaksi Observasi
Interpretasi Suasana Dingin
Tidak ada perubahan Perubahan warna
NO3-, PO43-, SO42CrO3 merah Cr 2O72Oranye
Cr 2O72-Oranye
CrO3
Suasana Panas PO43-, SO42 Sama seperti suasana dingin
merah
Tidak berwarna, Tidak berbau, Dihasilkan gas Tidak berwarna, Dihasilkan gas bau
CO32S2SO32Cl-
Dihasilkan gas yang berwarna
CO2(g) H2S SO2
Sama seperti suasana dingin Sama seperti suasana dingin
HCl
Br 2 merah-coklat
NO2 (bila uap dipanaskan)
Reaksi Khusus Terhadap Anion
Untuk menyakinkan keberadaan suatu anion secara individu di dalam sampel dilakukan reaksi khusus sebagai pengujian Disebut
sebagai test identifikasi dan konfirmasi
Dipergunakan
sebagai reaksi pengenalan (membedakan satu anion dengan anion yang lain)
Target
S2-, I-,
anion ada sebanyak 11 anion, yaitu
SO32-, CO32-, NO2-, Br -, Cl-,
PO43-,
CrO42- atau Cr 2O72-,
NO3-,
SO42-
1. Pengujian anion sulfida (S 2-)
Dilakukan langsung dari zat padat, yaitu dengan cara melihat kelarutannya di dalam air, karena sulfida alkali mudah larut dalam air sedangkan logam lain sukar larut
Sampel larutan harus dikeringkan sebelum diuji
Penambahan HCl ke dalam sampel akan menghasilkan gas H2S (bau spesifik)
Gas H2S hasil reaksi diuji dengan Pb(CH3COO)2 terbentuknya warna hitam PbS
Menggunakan AgNO 3 menghasilkan endapan hitam
S2- + Ag+
→
Ag2S↓
2. Pengujian anion sulfit (SO32-)
Dilakukan terhadap sampel dalam bentuk zat padat Sampel
larutan harus dikeringkan sebelum diuji
Penambahan
sulfit ke dalam sampel akan menghasilkan gas belerang dioksida (SO2)
Gas
SO2 dialirkan ke dalam larutan mengandung HNO3 encer, BaCl2 dan KMnO4 membentuk BaSO4
KMnO4
ungu berubah menjadi Mn2+ merah muda
Test khusus sulfit (SO32-)
Untuk konfirmasi Sulfit dilakukan Dengan
BaCl2 atau SrCl2 membentuk endapan putih BaSO3 SO32- + Ba2+
Dengan AgNO3
→
BaSO3↓
dengan perlahan membentuk kristal
Ag2SO3 SO32- + Ag+ →
[AgSO3]-
[AgSO3]- + Ag+ →
Ag2SO3↓
Mereduksi
5SO32-
permanganat atau dikromat + MnO4- + 6H+ → Mn2+ + 5SO42- + 3H2O
5SO32- + Cr 2O72- + 8H+ →
2Cr 3+ + 3SO42- + 4H2O
3. Pengujian anion Karbonat (CO32-)
Dilakukan terhadap sampel dalam bentuk zat padat Sampel larutan harus dikeringkan sebelum diuji Mengeringkan sampel harus hati-hati karena terdekomposisi Penambahan sulfit ke dalam sampel akan menghasilkan gas belerang dioksida (SO2) Sampel direaksikan dengan pereaksi yg mengandung Zn, H2O2, H2SO4 encer Dihangatkan, gas yang terbentuk dialirkan ke dalam Ba(OH)2 membentuk endapan BaCO3
Test khusus Karbonat (CO32-)
Reaksi konfirmasi karbonat yg lain dilakukan Dengan AgNO3
Ag2CO3
membentuk endapan putih
CO32- + Ag+ →
Ag2CO3↓
Selanjutnya
endapan Ag2CO3 dengan HNO3 dan NH3 melarut kembali dan membentuk senyawa kompleks
Ag2CO3 + 2H+ →
Ag+ + CO2 + H2O
Ag2CO3 + NH3 →
2[Ag(NH3)2]+ + CO32-
4. Pengujian anion Nitrit (NO2-)
Dilakukan terhadap sampel dengan melihat sifat-sifat anion nitrat menggunakan sifat pengoksida yang dimilikinya Dilakukan dalam suasana asam encer melalui penambahan H2SO4 atau CH3COOH, kemudian menambahkan sedikit FeSO4 (larutan FeSO4 harus dalam keadaan baru) Sebagian dari FeSO4 akan dioksidasi menjadi Fe2(SO4)3, dan NO2- direduksi menjadi NO NO dengan senyawa FeSO4 tersisa membentuk kompleks [Fe(NO)]2- coklat
Test khusus Nitrit (NO3-)
Untuk konfirmasi Sulfit dilakukan Dengan
NO2-
HCl menghasilkan gas (harus hati-hati) + H+ → HNO3 → (H2O + N2O3) HNO3 + 2NO↑ + H2O
+ O2 + 2NO Dengan AgNO3 terbentuk endapan putih NO2- + Ag+ → AgNO2↓ Dengan
KI yang diasamkan dengan Asam asetat menghasilkan I2 (warna biru dgn amilum)
2NO2- + 2I- + 2CH3COOH → I2 + 2NO +2CH3COO- + 2H2O Mereduksi
permanganat (perubahan warna)
2NO2- + 2MnO4- + 6H+ → 52NO3- + 2Mn2+ + 3H2O
5. Pengujian anion Iodida (I -), Bromida (Br -), dan Klorida (Cl-)
Dilakukan menggunakan pereaksi khusus (bila terdapat ada dua atau tiga jenis anion halida sekaligus di dalam sampel)
Dilakukan dengan cara melihat sifat-sifat redoks halogen di dalam reaksi
Dapat dilakukan secara berurutan karena I - lebih mudah dioksidasi dibanding Br -, dan keduanya lebih mudah dioksidasi dibanding Cl -
Dibuat dalam suasana asam encer dgn penambahan HCl, kemudian menambah CCl 4, mengaduk, menambah Cl 2 atau hipoklorit
Terbentuknya warna ungu di dalam CCl 4 (di bagian bawah) menandakan kehadiran anion iodida
5. Test khusus Klorida (Cl-)
Reaksi konfirmasi klorida dilakukan Dengan
H2SO4 pekat menghasilkan gas
Cl- + H2SO4 Dengan
→
HCl↑(bau gas) + HSO4-
MnO2 dan H2SO4(pekat) menghasilkan gas
MnO2 + 2H2SO4(p) + Cl- → Mn2+ + Cl2 + SO32- + H2O Dengan AgNO3
Cl- + Ag+ Reaksi
membentuk endapan → AgCl↓
dengan Pb-Asetat membentuk endapan
Cl- + Pb2+ →
PbCl2 (putih koagulan)
6. Pengujian Bromida (Br -)
Menguji keberadaan ion bromida, maka iodida harus terlebih dahulu dioksidasi menjadi senyawa yang tidak berwarna berupa IO3- melalui penambahan air klor sehingga warna coklat akan hilang pertanda iodida telah dioksidasi menjadi IO3 Penambahan air klor akan mengubah warna larutan sampai terbentuk warna kuning sampai coklat muda di dalam CCl4 (di bagian bawah) menandakan kehadiran anion bromida
Test khusus Bromida (Br -)
Reaksi konfirmasi bromida dilakukan Dengan
H2SO4 pekat menghasilkan gas
KBr - + H2SO4 Dengan
→ →
HCl↑(bau gas) + HSO4- + K+ Br 2↑ + SO2 + SO42- + 2K+ + 2H2O
MnO2 dan H2SO4(pekat) menghasilkan gas
MnO2 + 2H2SO4(p) + Br - → Mn2+ + Br 2 + SO32- + H2O Dengan
AgNO3 membentuk endapan
Br - + Ag+ → AgBr ↓ Reaksi dengan Pb-Asetat membentuk endapan Br - + Pb2+ → PbBr 2 (putih kristal)
7. Test khusus Iodida (I-)
Reaksi konfirmasi iodida dilakukan Dengan
H2SO4 pekat menghasilkan gas
I- + H2SO4 Dengan
→ →
I2↑(bau gas) + SO42- + 2H2O HI↑ + HSO4-
MnO2 dan H2SO4(pekat) menghasilkan gas
MnO2 + 2H2SO4(p) + I- → Mn2+ + I2 + SO32- + H2O Dengan
AgNO3 membentuk endapan
I- + Ag+ → AgI↓ Reaksi dengan Pb-Asetat membentuk endapan I- + Pb2+ → PbI2 (Kuning)
8. Pengujian anion Fosfat (PO43-)
Pengujian fosfat dilakukan dalam bentuk larutan Dilakukan
dengan cara menambahkan larutan pereaksi amonium molibdat dalam asam nitrat sampai terbentuk endapan amonium molibdofosfat (NH4)3P(Mo3O10)4 berwarna kuning cerah
Ada 3 jenis asam fosfat 1) Asam ortho fosfat (H3PO4) 2) Asam pyro fosfat (H4P2O7) 3) Asam meta fosfat (HPO4)
Identifikasi Fosfat (PO4-) Pereaksi
Orthofosfat
Pyrofosfat
Metafosfat
1. AgNO3
- Endapan kuning - Larut dalam HNO3 - Larut dalam NH3
- Endapan putih - Larut dlm HNO3 - Larut dalam NH3 - Sidikit larut dlm Asam Asetat
- Endapan putih - Larut dlm HNO3 - Larut dalam NH3 - Larut dalam Asam Asetat
2. Albumin dan Asam Asetat
Tidak mengendap
Tidak mengendap
Ada endapan
3. CuSO4
Endapan biru muda
Endapan biru muda (agak biru)
Tidak mengendap
Identifikasi Fosfat (PO4-) Pereaksi
Orthofosfat
Pyrofosfat
(lanjutan) Metafosfat
4. Larutan Mg(NO3)2
- Endapan putih - Stabil bila pelarut berlebih
- Endapan putih - Larut kembali bila pelarut berlebih
Tidak ada endapan
5. Cd-Ac dengan asam asetat
Tidak mengendap
Endapan putih
Tidak mengendap
6. ZnSO4
Endapan putih yang larut dalam Asam asetat
Endapan putih tidak larut dalam Asam asetat encer tetapi larut dalam NH3
Endapan putih yang larut dalam Asam asetat
Test khusus Fosfat (PO43-)
Reaksi konfirmasi fosfat dilakukan Dengan AgNO3
HPO42- + 3Ag+ → Ag3PO4↓ + H+ Ag3PO4↓ + 2H+ → H2PO4- + 3Ag+ Ag3PO4↓ + 6NH3 → 3[Ag(NH3)2]+ + PO43
Dengan reagen Mg(NO3)2 yg mengandung Mg(NO3)2, NH4NO3 dan NH3 HPO42- + Mg2+ + NH3 → MgNH4PO4↓ (larut dlm H-Ac)
Dengan CuSO4 membentuk endapan HPO42- + Cu2+ → PbHPO4↓(larut dalam H-Ac)
9. Pengujian anion Kromat (CrO42-)
Keberadaan CrO42- di dalam sampel ditunjukkan oleh terdapatnya larutan berwarna kuning suasana basa asam akan mengubah CrO 42kuning menjadi Cr 2O72- oranye
Penambahan Sebaliknya
dalam suasana basa akan mengubah Cr 2O72- menjadi CrO42- kuning CrO42- dilakukan melalui penambahan Ba2+ membentuk endapan BaCrO4 kuning
Pengujian
CrO42- + Ba2+
BaCrO4(s)
kuning
Test khusus Kromat (CrO42-)
Reaksi konfirmasi kromat dilakukan Dengan BaCl2 terbentuk endapan kuning muda pertanda kehadiran CrO42CrO42- + Ba2+ → BaCrO4↓ (kuning)
Dengan AgNO3 membentuk endapan CrO42- + 2Ag+ → Ag2CrO4↓
Larut dalam asam: Ag2CrO4↓ + 2H+ → 4Ag+ + Cr 2O72- + H2O
Dengan NH3 membentuk kompleks Ag2CrO4↓ + 4NH3 → 2[Ag(NH3)2]+ + CrO42-
Test khusus Bikromat (Cr 2O72-)
Reaksi konfirmasi kromat dilakukan Dengan BaCl2 terbentuk endapan orange pertanda kehadiran Cr 2O72Cr 2O72- + Ba2+ → BaCr 2O7↓(oranye)
Dengan AgNO3 membentuk endapan Cr 2O72- + 2Ag+ → Ag2Cr 2O7↓
Dengan pemanasan akan terbentuk endapan Ag2Cr 2O7↓ + H2O → Ag2CrO4 ↓ + CrO42- + 2H+
10. Pengujian Nitrat (NO3-)
Semua garam nitrat larutan di dalam air
Test khusus dilakukan: Dengan
H2SO4 pekat menghasilkan gas NO2
4NO3- + 2H2SO4 → 4NO2↑ + O2↑ + 2SO42- + 2H2O
Dengan H2SO4 pekat dengan adanya FeSO4 akan membentuk cincin berwarna coklat
2NO3- + 4H2SO4 + 6Fe2+ → 6Fe3+ + NO↑ + 4SO42- + 4H2O Fe2+ + NO↑ → [Fe(NO)]+ (cincin coklat di dalam tabung)
11. Pengujian anion sulfat (SO42-)
Dilakukan terhadap sampel dalam bentuk larutan SO42-
dengan BaCl2 membentuk endapan putih
SO42- + Ba2+ → BaSO4↓
Dengan Pb-Ac membentuk endapan putih SO42- + Pb2+ → PbSO4↓
Dengan AgNO3 membentuk endapan putih SO42- + Ag+ → Ag2SO4↓
Dengan Hg2NO3 membentuk endapan kuning SO42- + 3Hg2+ + 2H2O → HgSO4.2H2O↓ + 4H+
Contoh soal
Analisis dengan test pendahuluan diperoleh data sebagai berikut:
a) Senyawa berwarna putih (padat) b) Reaksi dengan H2SO4 pekat dingin tidak mengalami perubahan c) Penambahan HClO4 encer dan AgNO3 ke dalam larutan tidak terbentuk endapan d) Penambahan beberapa tetes larutan unknown ke dalam MnCl2 dan HCl pekat, tidak terjadi perubahan Buatlah kesimpulan, senyawa anion apa yang terdapat di dalam unknown tersebut
Jawaban a) Dari data warna, berarti tidak ada CrO42b) Dari data perubahan, berarti tidak ada CO32-, S2-, SO32-, Cl-, NO2-, I-, Br Kemungkinan: PO43-, NO3-, atau SO42c) Data pada (c) tidak ada yang dapat dihilangkan dari SO42- karena tidak ada yang membentuk endapan dengan Ag+ d) Karena tidak mengandung anion pengoksida, berarti tidak ada NO3-
Maka senyawa adalah PO 43- atau SO42(Perlu test spesifik)
Tugas 2 Buatlah
tulisan ringkasan dari “Analisis anion: Reaksi identifikasi dan konfirmasi”
Artikel diketik rapi 2-3 halaman (sesuai Topik Kelompok pada halaman berikut ini)
Tugas pribadi, hindari duplikasi dari teman (didiskwalifikasi)
Dikumpulkan pada minggu ke 5 dalam bentu soft copy (Dalam CD per-kelompok), buat label: Tugas 2, Kelomok (...)
Jangan lupa menuliskan Nama dan Tugas 2 pada sampul tugas di dalam file
