polarografi

KIMIA DASAR 1

“POLAROGRAFI”

DISUSUN OLEH : RENO PUTRA 15137018/2015

TEKNIK PERTAMBANGAN JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS FAKULTAS TEKNIK  TE KNIK  UNIERSITAS NEGERI PADANG 2015

KATA PENGANTAR 

Segala puji hanya milik Allah SWT. Shalawat dan salam selalu tercurahkan kepada Rasulullah SAW.Berkat limpahan dan rahmat-Nya penyusun mampu menyelesaikan tugas makalah Kimia tentang “!"AR!#RA$%&. 'alam penyusunan tugas atau materi ini( tidak sedikit ham)atan yang penulis hadapi.  Namun penulis menyadari )ahwa kelancaran dalam penyusunan makalah ini tidak lain )erkat  )antuan( d*r*ngan( dan )im)ingan *rang tua( sehingga kendala-kendala penulis dapat teratasi. Sem*ga makalah ini dapat mem)erikan wawasan yang le)ih luas dan menjadi sum)angan pemikiran kepada pem)aca khususnya para mahasiswa. enulis sadar )ahwa makalah ini masih )anyak kekurangan dan jauh dari kata sempurna. +ntuk itu( kepada d*sen  pem)im)ing saya meminta masukannya demi per)aikan pem)uatan makalah penulis di masa yang akan datang dan mengharapkan kritik dan saran dari para pem)aca.

adang( , N*em)er /0,1 enyusun

R2N! +TRA

1

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR!!!!!!!!!!!"!!!!!!!"""""""""""""""""!!# DAFTAR ISI!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!""""""""""""""""""!"""## BAB I : PENDAHULUAN

,., "atar Belakang333333333333..33.........................3...3, ,./ Rumusan 4asalah333333333333..3..............................3., ,.5 Tujuan enulisan3333..3333.33.33.............................33.., BAB II : ISI

/., engertian p*lar*gra6i3..333333333.....333 3..3..3...3./ /./ K*mp*nen p*lar*gra6i3333333333............................................/ /.5 rinsip kerja p*lar*gra6i33333333333333......................... /. Analisis Kuantitati633..333..................................................................7 /.1 8al-hal pendukung p*lar*gra6i......................................................................,0 BAB III : PENUTUP

,., Kesimpulan3333333333.....................3..33.33333.,,

2

BAB 1 PENDAHULUAN

1"1 L$%$& B'($)$*+

Kemajuan sains dan teknologi mempengaruhi perkembangan kimia analisis. Seiring dengan perkembangan tersebut, sekarang ini telah tersedia bermacam-macam peralatan mutakhir untuk memperoleh data kualitatif maupun kuantitatif tentang komposisi suatu zat. Dengan alat analisis yang canggih pekerjaan-pekerjaan analisis kimia dapat dilakukan dengan cepat, tepat, akurat dan memerlukan cuplikan yang sedikit. etode polarogra! merupakan salah satu metode yang banyak digunakan untuk menentukan kandungan ion-ion tertentu di dalam suatu larutan berdasarkan prinsip elektrolisis. "ntuk lebih memahami tentang metode polarogra! ini, maka penulis akan membahas lebih mendalam tentang metode ini. 1.2

Rumusan Masalah

2. #pa yang dimaksud dengan metode polarogra!$ %. #pa saja komponen-komponen sel polarogra!$ &. 'agaimana prinsip kerja polarogra!$ (. 'agaimana analisis kualitatif dan kuantitatif dengan metode polarogar!$

1.3 Tujuan 1.

"ntuk memahami metode polarogra! 2. "ntuk mengetahui dan memahami komponen-komponen sel dalam metode polorogra! %. "ntuk mengetahui dan memahami prinsip kerja polarogra! &. "ntuk mengetahui dan memahami analisis kualitatif dan kuantitatif dengan metode polarogar!

1

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Polarograf )olarogra! merupakan suatu metode analisis yang didasarkan pada kur*a arus tegangan yang diperoleh secara elektrolisis. +adi peristia redoks digunakan di dalam metode ini, terutama reduksi. on-ion logam dan senyaa organik yang dapat direduksi bisa ditentukan  jenis maupun konsentrasinya dengan metode polarogra!

ini

dijadikan

dasar bagi

ini. Selanjutnya teknik

pengembangan

metode

*oltametri. #tau dapat dikatakan metode polarogra! merupakan sub bagian *oltametri dengan menggunakan elektroda tetes merkuri dropping mercury electrode, D/0. )olarogra! adalah suatu teknik elektroanalisis yang memperoleh informasi dari analit berdasarkan kur*a arus-potensial i  f/03, dengan melakukan pengukuran arus listrik i0 sebagai fungsi potensial /0 yang diberikan. Di dalam polarogra! dapat dipelajari hubungan antara konsentrasi dengan potensial dan arus. 2.2 Komponen Polarograf Susunan alat polarogra! terdiri atas4 1.

Sel polarograf

Dalam sel polarogra! terdapat komponen-komponen sebagai berikut4 a) Elektroda pembandng Dalam sel polarogra! elektroda pembanding yang digunakan adalah elektroda kalomel jenuh S5/0. b) Elektroda !emperatu

2

Dalam hal ini elektroda yang digunakan adalah elektroda tetes air raksa D/0. Digunakannya D/ karena elektroda ini mempunyai daerah elektroakti*itas yang luas dan merupakan elektroda yang selalu

segar

berlangsung

permukaannya dengan

sehingga

cepat.

reaksi

/lektroda

reduksi

merkuri

dapat

merupakan

elektroda kerja dalam sistem polarogra!, disamping 2 elektroda yang lain yaitu elektroda pembanding #g6#g5e atau kolonel jenuh0 dan elektroda pembantu atau  Auxiallary elektroda  )t atau #u0. Ketiga

elektroda

ditempatkan

dalam

satu

tabung

yang

mengandung analit. #dapun bentuk skema elektroda tersebut adalah sebagai berikut 4

") Ppa saluran gas #2 )ipa ini dimaksudkan untuk mengusir gas 72 yang kemungkinan terlarut dalam larutan yang sedang dianalisis. 2.

Potensostat

)otensiostat merupakan bagian instrument yang terdiri dari rangkaian listrik yang berguna untuk menjaga potensial dan mengatur potensial tetap pada nilai tertentu. Secara sederhana

3. $lat pemba"a % Read

out )

%

Read out  merupakan sebuah alat yang digunakan untuk membaca arus secara digital atau melalui computer.

Secara keseluruhan, alat polarogra! dapat digambarkan sebagai berikut 4

2.3 Prnsp Kerja Polarograf •

Sel elektrolisis merupakan bagian yang paling penting dari polarograf. Sel ini dapat ditulis sebagai4 S5/ 66 n8 9 0 :g Sel terdiri dari 2 elektroda yaitu elektroda kalomel sebagai elektroda pembanding dan elektroda tetes raksa DME / dropping mercury electrode0 sebagai elektroda indikator dan pipa saluran gas ;2, &

semuanya dicelupkan ke dalam larutan yang sedang dianalisis. eaksi reduksi terjadi pada permukaan air raksa. 'ila larutan mengandung ion logam n8, maka semua ion logam akan bergerak menuju permukaan tetesan :g untuk direduksi. on logam berubah menjadi amalgam dengan :g. n8 8 ne 8 :g s0

 :g0

Selama reaksi reduksi berlangsung arus akan mengalir dan  jumlahnya dapat teramati, biasanya dinyatakan dalam mikroampere. >eaksi reduksi ini berlangsung pada harga potensial tertentu, bergantung pada jenis zat6ion yang sedang direduksi. Selama

pengukuran

berlangsung,

air

raksa

diteteskan

secara teratur dengan besar tetesan tertentu. "mumnya elektroda :g dipakai dalam metode polarogra! karena dengan penetesan yang teratur diperoleh permukaan elektroda yang selalu segar dan bersih sehingga reaksi reduksi berlangsung cepat. /lektrode-elektrode platina )t0 dan emas #u0 juga dapat diapakai dalam metode polarogra!. Polarogram )olarogram adalah kur*a yang diperoleh dari pengukuran secara polarogra! yang menyatakan hubungan antara arus ?#0 dengan potensial *olt0. 5ontoh bentuk polarogram =emp dilihat pada gambar berikut4

(

id

id 162

)engukuran

polarogra!

menghasilkan

gra!k kur*a0

yang

menyatakan hubungan antara arus (Ma) dan  potensial (Volt). Sumbu horisontal diberi nama potensial *olt0 sedangkan sumbu *ertikal diberi nama arus ?#0. #rus konstan yang diperoleh setelah peningkatan arus secara tajam disebut limiting current , sedangkan arus konstan yang diperoleh sebelum peningkatan arus secara tajam disebut residual current. Limiting current (i ) dihasilkan pada pengukuran analit,

sedangkan residual

current  dihasilkan pada

pengukuran

larutan blangko sebelum analit ditambahakan. )erbedaan

antara

limiting

current dengan

residual

curent disebutarus difusi, id  . 8arga p*tensial ketika arus mulai meningkat dise)ut  p*tensial penguraian 9decomposisting potensial :.

#nalisa kualitatif dalam polarogra! didasarkan pada  potensial setenga!

gelom"ang

(E/# ).

Sedangkan

analisa

kuantitatif menggunakan besarnya arus di$usi. Dari kur*a tersebut di atas ada beberapa istilah yang perlu diketahui, yaitu4 1. )otensial penguraian potensial dekomposisi0 adalah potensial dimana terjadi peningkatan arus yang tajam 2. #rus limit il0 adalah arus konstan yang diperoleh setelah terjadi peningkatan arus secara tajam. #rus ini diperoleh pada saat pengukuran analit. @

%. #rus residu ir 0 adalah arus konstan yang diperoleh sebelum terjadipeningkatan arus yang tajam. #rus ini diperoleh pada saat pengukuran blanko. &. #rus difusi id0 diperoleh dari selisih antara arus limit dengan arus residu, jadi id  i 1- ir . #rus difusi bergantung pada konsentrasi zat yang direduksi, oleh karena itu penting untuk analisa secara kuantitatif  persamaan lko*ic0. (. )otensial setengah gelombang /1620 adalah harga potensial pada setengah arus difusi id162 0. )otensial setengah gelombang tergantung pada jenis zat yang direduksi, oleh karena itu penting untuk analisis kualitatif. )ada polarogram jumlah gelombang arus sesuai dengan jumlah zat yang dapat direduksi. +adi dalam satu polarogram dapat ditentukan konsentrasi beberapa zat dalam aktu bersamaan.  Aelah disinggung sebelumnya baha nilai /162 adalah penting untuk analisis kualitatif. :al ini karena nilai /162  adalah khas untuk untuk suatu ion pada kondisi tertentu. ;ilai /162 tidak tergantung pada konsentrasi ion yang diteliti, asal kondisi larutan tetap. ;ilai /162 berbagai ion dapat ditemui pada =emperatur, yaitu nilai /162 terhadap elektroda kalomel jenuh. Karena nilai /162  merupakan besaran yang spesi!k, dengan jalan menetapkan nilai /162 pada polarogram dan membandingkannya dengan niai yang terdapat pada literature, maka pada prinsipnya akan dapat diketahui jenis ion dalam larutan yang diperiksa analisis kualitatif0. #da beberapa peristia yang menyebabkan timbulnya arus, diantaranya adalah peristia mekanik, difusi dan elektrostatik. )ada polarogra!, arus yang diinginkan adalah arus yang berasal dari peristia difusi. 7leh karena itu, arus lain yang timbul harus dihilangkan. 5aranya dengan menghindari terjadinya goncangan untuk arus yang timbul karena peristia mekanik dan menambah suatu elektrolit tertentu untuk menghindari timbulnya arus karena peristia elektrostatik. Prnsp &asar 'ubungan $rus dan Konsentras

B

Dasar dari polarogra! adalah elektrolisis dari suatu larutan yang mengandung analit eletroaktif, artinya zat-zat yang dapat dioksidasi secara listrik electrooxida"le0 dan yang dapat direduksi secara listrik electroreducti"le0 pada elektroda tetes air raksa. isalnya dalam larutan mengandung ion logam, n8, maka akan terjadi reaksi reduksi secara listrik 4 n8 8 ne 8 :g s0

 :g0

#pabila elektroda elektroda pada sel polarogra! tersebut bekerja , maka reaksi reduksi akan terjadi pada permukaan air raksa. 7leh Karena itu untuk larutan yang mengandung ion logam n8  akan direduksi pada permukaan tetes air raksa :g0 sesuai reaksi. Dengan notasi sel adalah4 S5/ 66 n89 0 6 :g Selama reaksi berlangsung dengan potensial tertentu, yang dapat diamati adalah arus yang mengalir ?#0 dan air raksa yang akan menetes dengan besaran tetes tertentu. Seorang ahli kimia yang bernama lko*ic telah mempelajari perilaku tetes air raksa yang dikenal dengan persamaan lko*ic , yaitu4 d  @CB . n . D162. 26%. A16@. 5 Dimana4 d arus difusi ?#0 @CB  koe!sien persamaan lko*ic n  jumlaah electron yang terlibat D  koe!sien difusi m  kecepatan mengalir :g mg6dt0 t  aktu yang diperlukan untuk setiap tetesan dt0 5  konsentrasi mol6l0 Dari persamaan diatas dapat dilihat adanya hubungan yang linier antara arus difusi dengan konsentrasi, oleh karena itu polarogra! berguna adalam analisis kualitatif. )erpindahan materi yang berlangsung di dalam larutan pada umumnya dapat terjadi dengan % cara4



1.Perpndahan se"ara mgras. ateri yang bermuatan karena adanya gaya tarik menarik elektrostatik, maka materi bermuatan bergerak menuju kutub dengan muatan yakni kation-kation menuju katoda dan anionanion menuju anoda. 2.Perpndahan se"ara d(us. )artikel-partikel mengalir dari daerah yang lebih rapat pekat0 menuju daerah yang lebih renggang. 3. Perpndahan se"ara koneks )engaruh

=emperature

dan

goyangan

atau

pengadukan menyebabkan partikel berpindah dari tempat satu ke tempat lain. Dari

ketiga

jenis perpindahan

tersebut

menyebabkan

laju

perpindahan massa yang berimplikasi pada besarnya arus total itot0 yang terjadi 4 it  im8 id8 ik

dimana 4 it  arus total im  arus migrasi id  arus difusi ik  arus kon*eksi

Dalam

polarogra!,

diusahakan

agar

arus yang

terukur

adalah semata-mata berasal dari arus difusi saja, maka im dan ik harus dihilangkan atau diperkecil. #rus kon*eksi dapat dikurangi dengan cara melakukan percobaan tanpa pengadukan dan arus migrasi

dikurangi

atau

ditekan

dengan

penggunakan

elektrolit pendukung. Prnsp &asar 'ubungan $rus*Potensal 'ila polarogra! bekerja, maka reaksi yang terjadi pada pemukaan elektroda adalah n88 ne 8 :g s0

 :g0

'ila reaksi re*ersible maka pada suhu 2(C5, besarnya potensial tetes air raksa adalah E

 E d . e = E 1 −

0,0592 n

2

log

i i d− i

 Dengan 4 /d.e  potensial elektroda tetes air raksa /162  potensial setengah gelombang i  arus yang sesuai dengan kecepatan difusi id  arus difusi 2.+ $nalss Kuanttat(  #nalisis kuantitatif ini dapat dilakukan dengan banyak cara, antara lain4 Kura Kalbras )ada cara kur*a kalibrasi, dibuat kur*a kalibrasi dengan jalan melakukan pengukuran secara polarogra! terhadap sejumlah larutan yang diketahui konsentrasinya kemudian dibuat kur*a antara id *s 5. )ada kondisi yang sama diukur larutan cuplikan sehingga konsentrasi cuplikan dapat diketahui dari id yang diperoleh yang kemudian di plotkan pada kur*a kalibrasi. Penambahan Standar )ada cara penambahan standar, larutan cuplikan dengan *olume F1 diukur arus difusinya dan diperoleh arus sebesar id1 . Garutan standar dengan konsentrasi 5s ditambahkan ke dalam cuplikan dengan *olume F2 dan memberikan arus sebesar id2 . 'ila konsentrasi cuplikan sama dengan 59 maka4 i d .1 ≈ C  x i d .2 ≈ i d .2 i d .1

≈

V 1 C  x V 1 + V 2

+

V 1 V  1+ V 2

V 2 V 1 + V 2

+

V 2

C s C s

V 1 + V 2 C  x

Ttras ,oltametr atau Ttras $mperometer

1C

)ada titrasi amperemeter diperoleh kur*a antara id ?#0 dengan *olume titran ml0. Dari kur*a tersebut dapat digunakan untuk menentukan titik eki*alen bila salah satu

id

atau kedua pereaksi dapat direduksi pada permukaan elektroda Folume

dengan potensial tertentu. 5ontoh kur*a amperemeter4

 Aitrasi )b28 dapat direduksi0 dengan S7&2- tidak dapat

id

Folume 28

 Aitrasi g  tidak dapat direduksi0 dengan -hidroksikuinolin dapat

2.1.

'al*'al Pendukung pada Polarograf Pelarut dan elektrolt pendukung /lektrolit pendukung berfungsi untuk menekan arus migrasi, mengontrol

potensial agar tahanan larutan dikurangi serta menjaga kekuatan ion total yang konstan. )olarogra! dapat dilakukan pada fase air dan fase organik. )ada fase air biasanya digunakan elektrolit pendukung garam-garam seperti K5l, K;7%, ;:&5l dan ;:&;7%. )ada polarogra! dengan fase organik seperti 4 asetonitril, propilen karbonat, dimetil formamid,

11

dimetil sulfoksid dan alkohol0 biasanya dipakai elektrolit pendukung garam tetra alkil amonium. Sedangkan buHer seperti asetat, fostat ataupun sitrat0 digunakan apabila )h larutan sangat perlu untuk dikontrol. 2.

Pengusr ksgen 7ksigen dapat mengalami reduksi dalam dua tahap, yaitu 728 2:88 9 = :272

/  -C,1 Folt

:2728 2:88 9 =2:27 /  -C,E Folt #pabila polarogra! digunakan untuk analisis spesi zat yang mempunyai nilai potensial reduksi sekitar I C,1 Folt dan I C,E Folt, maka adanya oksigen akan mengganggu pengukuran. 7leh sebab itu diperlukan zat pengusir gas oksigen. "mumnya untuk kasus ini digunakan gas nitrogen untuk mengusir gas oksigen. BAB III PENUTUP 3"1"

K',#-.($*

etode polarogra! merupakan salah satu metode yang banyak digunakan untuk menentukan kandungan ion-ion tertentu di dalam suatu larutan berdasarkan prinsip elektrolisis. Dasar dari polarogra! adalah electrolisis dari suatu larutan yang mengandung

analit

electroaktif,

artinya

zat-zat

yang

dapat

dioksidasi secara listrik  electro o9idable 0 dan yang dapat direduksi secara listrik  electro reductible 0 pada electroda tetes air raksa.

12