KIMIA ANALITIK KOMPLEKSOMETRI
Oleh : Dwi Yuni Ernawati 1007113611 Teknik Kimia S1/C
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU 2014
KATA PENGANTAR
Pertama-tama saya mengucapkan puji dan syukur yang sedalam-dalamnya kepada ALLAH SWT atas segala rahmat dan karunia yang telah diberikan, sehingga akhirnya makalah ini dapat selesai dengan baik. Saya sangat menyadari bahwa tanpa bantuan, bimbingan, dorongan dan pertolongan dari banyak pihak, pelaksanaan makalah ini tidak dapat berjalan dengan baik. Maka dari itu, saya ingin mengucapkan terima kasih atas dukungan dan motivasi baik secara langsung maupun tidak langsung dari keluarga dan teman-teman. Didalam pembuatan makalah ini, saya menyadari betul bahwa saya belum berpengalaman dalam menulis makalah. Oleh karena itu, saya mohon maaf atas semua kesalahan dan kekurangan yang tedapat dalam makalah ini. Akhir kata saya berharap agar makalah ini dapat memberikan manfaat positif bagi kita semua.
Pekanbaru, Februari 2014
Penulis
ii
Daftar Isi Halaman Judul ………………………………………………………………………. i Kata Pengantar ……………………………………………………………………… ii Daftar isi ……………………………………………………………………………. iii Bab I Pendahuluan …………………………………………………………………... 1 1.1. Latar Belakang ………………………………………………………………...... 1 1.2. Rumusan Masalah ……………………………………………………………..... 2 1.3. Tujuan Penulisan ……………………………………………………………....... 2 Bab II Isi ……………………………………………………………………………... 3 2.1. Senyawa-senyawa kompleks .......………………………………………………... 3 2.2. Titrasi kompleksometri ....………………………………………………….......... 5 2.3. Kesetimbangan yang terlibat dalam titrasi EDTA ........…………………………. 9 2.4. Kurva dalam titrasi kompleksometri ……………………………………………. 12 2.5. Dampak bahan kompleks lain pada titrasi EDTA ……………………………..... 15 2.6. Penerapan titrasi kompleksometri ……………………………………................. 15 2.7. Kesalahan pada titrasi kompleksometri ……………………………………........ 16 Bab III Penutup ……………………………………………………………………... 18 3.1. Kesimpulan ………………………………………………………………........... 18 Daftar Pustaka ………………………………………………………………………. 19
iii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Titrasi kompleksometri adalah titrasi berdasarkan pembentukan senyawa kompleks antara kation dengan zat pembentuk kompleks. Kompleks senyawa ini disebut kelat dan terjadi akibat titran dan titrat yang saling mengkompleks. Kelat yang terbentuk melalui titrasi terdiri dari dua komponen yang membentuk ligan dan tergantung pada titran serta titrat yang hendak diamati. Kelat yang terbentuk melalui titrasi terdiri dari dua komponen yang membentuk ligan dan tergantung pada titran serta titrat yang hendak diamati. Salah satu zat pembentuk kompleks yang banyak digunakan dalam titrasi kompleksometri adalah garam dinatrium etilendiamina tetraasetat (dinatrium EDTA). Titrasi kompleksometri dikenal juga sebagai reaksi yang meliputi reaksi pembentukan ion-ion kompleks ataupun pembentukan molekul netral yang terdisosiasi dalam larutan. Persyaratan mendasar terbentuknya kompleks demikian adalah kelarutan tingkst tinggi. Salah satu jenis reaksi kimia yang dapat digunakan sebagai dasar dalam penentuan secara titrimetri adalah pembentukan suatu zat yang dikenal sebagai senyawa kompleks, yang mempunyai sifat larut dengan baik tetapi hanya sedikit terdisosiasi. Ion logam dapat menerima pasangan elektron dari gugus donor elektron membentuk senyawa koordinasi atau ion kompleks. Ion dalam logam dalam kompleks tersebut dinamakan atom pusat sedangkan zat yang dapat membetuk seyawa kompleks dengan atom pusat ini disebut ligan, da gugus yang terikat pada atom pusat disebut bilangan koordinasi. Titrasi kompleksometri termasuk ke dalam reaksi metatetik, karena dalam titrasinya hanya terjadi pergantian atau pertukaran antara ion-ion dan tidak terjadi perubahan bilangan oksidasi (biloks). Dalam titrasi kompleksometri, terjadi pembentukan kompleks yang stabil.
1
1.2. Rumusan Masalah
1.2.1. Apa itu Senyawa-senyawa kompleks 1.2.2. Apa itu kompleksometri 1.2.3. Bagaimana kesetimbangan yang terlibat dalam titrasi EDTA 1.2.4. Bagaimana kurva dalam titrasi kompleksometri 1.2.5. Bagaimana Dampak Bahan Kompleksometri Lain Pada Titrasi EDTA 1.2.6. Bagaimana Penerapan Titrasi Kompleksometri 1.2.7. Kesalahan Pada Titrasi Kompleksometri
1.3. Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui lebih dalam tentang hal-hal berikut ini : 1.3.1. Mengetahui apa itu senyawa kompleks secara jelas 1.3.2. Titrasi kompleksometri 1.3.3. Mengetahui kesetimbangan yang terlibat dalam titrasi EDTA 1.3.4. Mengetahui bentuk kurva dalam titrasi kompleksometri 1.3.5. Dampak Bahan Kompleksometri Lain Pada Titrasi EDTA 1.3.6. Penerapan Titrasi Kompleksometri 1.3.7. Kesalahan Pada Titrasi Komplesometri
2
BAB II ISI
2.1. Senyawa-senyawa Kompleks
Suatu ion atau molekul kompleks terdiri dari satu atom (ion) pusat dan sejumlah ligan yang terikat erat dengan atom (ion) pusat itu. Jumlah relatif komponen-komponen ini dalam kompleks yang stabil nampak mengikuti stoikiometri yang sangat tertentu, me skipun ini tidak dapat ditafsirkan di dalam lingkup konsep valensi yang klasik. Atom pusat ini ditandai oleh bilangan koordinasi, suatu angka bulat yang menunjukkan jumlah ligan (monodentat) yang dapat membentuk kompleks yang stabil dengan satu atom pusat. Pada kebanyakan kasus, bilangan koordinasi adalah 6 (seperti dalam kasus Fe2+, Fe3+, Zn2+, Cr 3+, Co3+, Ni2+, Cd2+), kadang-kadang 4 (Cu 2+, Cu +, Pt 2+), tetapi bilangan-bilangan 2 (Ag+) dan 8 (beberapa ion dari golongan platinum) juga terdapat. Ion-ion dan molekul-molekul anorganik sederhana seperti NH 3, CN-, Cl-, H2O membentuk ligan monodentat, yaitu satu ion atau molekul menempati salah satu ruang yang tersedia sekitar ion pusat dalam bulatan koordinasi, tetapi ligan bidentat (seperti ion dipiridil), tridentat dan juga tetradentat dikenal orang. Kompleks yang terdiri dari ligan-ligan polidentat sering disebut sepit (chelate). Nama ini berasal dari kata Yunani untuk sepit kepiting, yang menggigit suatu objek seperti ligan-ligan polidentat itu „menangkap‟ ion pusatnya. Pembentukan kompleks sepit dipakai secara ekstensif dalam analisis kimia kuantitatif (titrasi komplesometri). Rumus dan nama beberapa ion kompleks adalah sebagai berikut : [Fe(CN)6]4-
heksasianoferat(II)
[Fe(CN)6]3-
heksasianoferat(III)
[Cu(NH3)4]2+
tetraaminakuprat(II)
[Cu(CN)4]3-
tetrasianokuprat(I)
[Co(H2O)6]3+
heksakuokobaltat(III)
[Ag(CN)2]-
disianoargentat(I)
[Ag(S2O3)2]3-
ditiosulfatoargentat(I)
3
Dari contoh-contoh ini, kaidah tatanama nampak jelas. Atom pusat (seperti Fe, Cu, Co, Ag) diikuti oleh rumus ligan (CN, NH 3, H 2O, S 2O3) dengan bilangan indeks stoikiometri (yang dalam hal liga monodentat adalah sama dengan bilangan koordinasi). Rumus ini ditaruh tanda kurung siku-siku, dan muatan ionnya ditunjukkan diluar tanda kurung itu menurut cara biasa. Bila menyatakan konsentrasi kompleks, akan dipakai kurung tipe { } untuk menghindari kekacauan. Dalam nama ionnya, mula-mula dinyatakan jumlah (bahasa Yunani) ligan, lalu nama ligan diikuti oleh nama atom pusat serta bilangan oksidasinya (valensinya). Teori Lewis memberi penjelasan sederhana, untuk dapat mengerti dengan lebih mendalam sifat-sifat dari teori medan ligan, yang menjelaskan pembentukan kompleks atas dasar medan elektrostatis yang diciptakan oleh ligan-ligan yang terkoordinasi sekeliling bulatan sebelah dalam dari atom pusat. Medan ligan menyebabkan penguraian tingkatan energi orbital-orbital d atom pusat, yang lalu menghasilkan energi untuk menstabilkan kompleks itu (energi stabilisasi medan ligan). Muatan suatu ion kompleks merupakan jumlah muatan ion-ion yang membentuk kompleks, yaitu : Ag+ + 2CN- → [Ag(CN)2]Cu2+ + 4Cn- → [Cu(CN)4]2Jika molekul-molekul netral yang terlibat sebagai ligan dalam pembentukan kompleks, muatan pada ion kompleks tetap sama seperti muatan pada atom pusatnya : Ag+ + 2NH3 → [Ag(NH3)2]+ Ni2+ + 6NH3 → [Ni(NH3)6]2+ Kompleks dengan ligan-ligan campuran bisa mempunyai muatan yang sangat berbeda-beda, yaitu : Co3+ + 4NH3 + 2NO2- → [Co(NH3)4(NO2)2]+
(positif)
Co3+ + 3NH3 + 3NO2- → [Co(NH3)3(NO2)3]
(netral)
Co3+ + 2NH3 + 4NO2- → [Co(NH3)2(NO2)4]-
(negatif)
4
Beberapa jenis senyawa Kompleks Ada 2 jenis ligan dilihat dari jumlah atom donor di dalamnya : 1. Ligan monodentat : menyumbangkan 1 pasangan e - bebas pada atom pusat. Contoh : H2O, NH3, CN-, OH-, F-, NO22. Ligan polidentat : menyumbangkan lebih dari 2 pasangan e - bebas pada atom pusat. Ligand polidentat disebut golongan pengkelat yang berasal dari kata Yunani “Chele” yang berarti cakar, hal ini dikarenakan dalam membentuk senyawa kompleks, lignand tersebut mencekram atom logam dengan sangat kuat. Senyawaannya disebut kompleks khelat .
2.2. Titrasi Kompleksometri
Titrasi kompleksometri atau kelatometri adalah suatu jenis titrasi dimana reaksi antara bahan yang dianalisis dan titrat akan membentuk suatu kompleks senyawa. Kompleks senyawa ini dsebut kelat dan terjadi akibat titran dan titrat yang saling mengkompleks. Kelat yang terbentuk melalui titrasi terdiri dari dua komonen yang membentuk ligan dan tergantung pada titran serta titrat yang hendak diamati. Kelat yang terbentuk melalui titrasi terdiri dari dua komponen yang membentuk ligan dan tergantung pada titran serta titrat yang hendak diamati. Kompleksometri
merupakan
jenis
titrasi
dimana
titran
dan
titrat
saling
mengkompleks, membentuk hasil berupa kompleks. Reaksi – reaksi pembentukan kompleks atau yang menyangkut kompleks banyak sekali dan penerapannya juga banyak, tidak hanya dalam titrasi. Karena itu perlu pengertian yang cukup luas tentang kompleks, sekalipun disini pertama-tama akan diterapkan pada titrasi. Contoh reaksi titrasi kompleksometri : Ag+ Hg2+
+
2 CN → +
2Cl
5
Ag(CN)2 → HgCl2
Salah satu tipe reaksi kimia yang berlaku sebagai dasar penentuan titrimetrik melibatkan pembentukan (formasi) kompleks atau ion kompleks yang larut namun sedikit terdisosiasi. Kompleks yang dimaksud di sini adalah kompleks yang dibentuk melalui reaksi ion logam, sebuah kation, dengan sebuah anion atau molekul netral. Titrasi kompleksometri juga dikenal sebagai reaksi yang meliputi reaksi pembentukan ion-ion kompleks ataupun pembentukan molekul netral yang terdisosiasi dalam larutan. Persyaratan mendasar terbentuknya kompleks demikian adalah tingkat kelarutan tinggi. Peristiwa pengkompleksan tergantung pada aktivitas anion bebas, misalnya Y 4- (jika asamnya H4Y dengan tetapan ionisasi pK 1 = 2.0, pK 2 = 2.64, pK 3 = 6.16, dan pK 4 =10.26). Ternyata variasi aktivitas Y4- bervariasi terhadap perubahan pH dari 1,0 samapi 10 dan secara umum prubahan ini sebanding denagn [H +] pada pH 3,0 - 6,0. Banyak ion logam apat ditentukan dengan titrasi menggunakan suatu pereaksi (sebagai titrat) yang dapat membentuk kompleks dengan logam tersebut. Salah satu senyawa kompleks yang bisa digunakan sebagai penitrasi dan larutan standar adalah ethylene diamine tetra acetic acid (EDTA). HOOCCH2
H2CCOOH N – CH2 – CH2 - N
HOOCCH2
H2CCOOH
Terlihat dari strukturnya bahwa molekul tersebut mengandung baik donor elektron dari atom oksigen maupun donor dari atom nitrogen sehingga dapat menghasilkan khelat bercincin sampai dengan enam secara serempak. Zat pengkompleks lain adalah asam nitriliotriasetat N(CH2COOH). EDTA merupakan asam lemah dengan empat proton. Bentuk asam dari EDTA dituliskan sebagai H4Y dan netralisasinya adalah sebagai berikut : H4Y
→
H3Y−
H3Y−
→
H2Y2−
H2Y2−
→
Y3−
HY3−
→
Y4−
6
+
H+
+
H+
+
H+
+
H+
EDTA berpotensi sebagai ligan seksidentat yang dapat berkoordinasi dengan sebuah ion logam melalui gugus dua nitrogen dan empat karboksilnya. Sebagai penitrasi/pengomplek logam, biasanya yang digunakan yaitu garam Na 2EDTA (Na2H2Y), karena EDTA dalam bentuk H4Y dan NaH3Y tidak larut dalam air. EDTA dalam mengoplekkan hampir semua ion logam dengan perbandingan mol 1:1 berapapun bilangan oksidasi l ogam tersebut.
Faktor – faktor yang membuat EDTA ampuh sebagai pereaksi titrimetri antara lain : Selalu membuat kompleks ketika direaksikan dengan ion logam. Kestabilannya dalam membuat kelat sangat konstan sehingga reaksi berjalan sempurna
(kecuali logam alkali). Dapat bereaksi cepat dengan banyak jenis ion logam. Telah dikembangkan dengan indikator secara khusus. Mudah diperoleh bahan baku primernya. Dan dapat digunakan sebagai bahan yang dianalisis maupun sebagai bahan untuk
standarisasi. Kestabilan senyawa komplek dengan EDTA, berbeda antar satu logam dengan logam yang lain. Reaksi pembentuk logam (M) dan EDTA (Y) adalah : M +
Y → MY
Konstanta pembentukan/kestabilan senyawa komplek dinyatakan sebagai berikut ini :
K MY
Besarnya harga konstanta pembentukan komplek menyatakan tingkat kestabilan suatu senyawa komplek. Makin besar harga konstanta pembentukan senyawa komplek, maka senyawa komplek tersebut makin stabil dan sebaliknya makin kecil harga konstanta kestabilan senyawa komplek, maka senyawa komplek tersebut makin tidak (kurang ) stabil.
7
Tabel 6.1. Harga konstante kestabilan komplek logam dengan EDTA ( KMY ).
Ion logam
Log KMY
Ion logam
3+
25,1
Co
4+
23,2
Al
3+
23,0
Ce
22,8
La
18,8
Mn
18,6
Ca
2+
18,0
Mg
8,7
2+
16,5
Sr
2+
8,6
2+
16,5
Ba
Fe
Th Cr
3+
Bi
2+
Cu
2+
Ni
Pb
Cd Zn
2+
Log KMY 16,3
3+
16,1
3+
16,0
3+
15,4
2+
14,0
2+
10,7
2+
2+
7,8
Karena selama titrasi terjadi pelepasan ion H+ maka larutan yang akan dititrasi perlu ditambahkan larutan buffer. Untuk menentukan titik akhir titrasi ini digunakan indikator, diantaranya Calmagite, Arsenazo, Eriochrome, Balck T (EBT). Sebagai titrasi antara Mg2+ dengan EDTA sebagai penitrasi, menggunakan indikator Calmagite. Reaksi antara ion Mg 2+ dengan EDTA tanpa penambahan indikator adalah : Mg2+
H2Y2-
+
MgY2-
→
+
2H+
Jika sebelum titrasi ditambahkan indikator, maka indikator akan membentuk komplek dengan Mg2+ (berwarna merah) kemudian Mg 2+ pada komplek akan bereaksi dengan EDTA yang ditambahkan. Jika semua Mg 2+ sudah bereaksi dengan EDTA maka warna merah aan hilang, selajutnya kelebihan sedikit EDTA akan menyebabkan terjadinya titik akhir titrasi yaitu terbentuknya berwarna biru. Mg Ind(merah)
+
H2Y2-
MgY2-
→
+
(tak berwarna)
H Ind2-
+
H+
(biru)
Ada lima syarat suatu indokator ion logam dapat digunakan pada pendeteksian visual dari titik-titik akhir yaitu reaksi warna harus sedemikian sehingga sebelum titik akhir, bila hampir semua ion logam telah berkompleks dengan EDTA, larutan akan berwarna kuat. Kedua, reaksi warna haruslah spesifik (khusus), atau sedikitnya selektif. Ketiga, kompleks indikator itu harus memiliki kestabilan yang cukup, kalau tidak, karena disosiasi, tak akan diperoleh perubahan warna yang tajam.
8
Namun kompleks indikator itu harus kurang stabil dibanding kompleks logam EDTA untuk menjmin agar pada titik akhir, EDTA memindahkan ion-ion logam dari kompleks indikator logam ke kompleks logam EDTA harus tajam dan cepat. Kelima, kontras warna antara indikator bebas dan kompleks indikator logam harus sedemikian sehingga mudah diamati. Indikator yang banyak digunakan dalam titrasi kompleksometri adalah: a. Hitam eriokrom Indikator ini peka terhadap perubahan kadar logam dan pH larutan. Pada pH 8 -10 senyawa ini berwarna biru dan kompleksnya berwarna merah anggur. Pada pH 5 senyawa itu sendiri berwarna merah, sehingga titik akhir sukar diamati, demikian juga pada pH 12. Umumnya titrasi dengan indikator ini dilakukan pada pH 10. b. Jingga xilenol Indikator ini berwarna kuning sitrun dalam suasana asam dan merah dalam suasana alkali. Kompleks logam-jingga xilenol berwarna merah, karena itu digunakan pada titrasi dalam suasana asam. c. Biru Hidroksi Naftol Indikator ini memberikan warna merah sampai lembayung pada daerah pH 12 – 13 dan menjadi biru jernih jika terjadi kelebihan edetat. 2.3. Kesetimbangan yang terlibat dalam titrasi EDTA
Kita dapat melihat sebuah ion logam seperti Cu 2+, yang mencari elektron-elektron dalam reaksinya, analog dengan asam seperti H 3O+, dan anion EDTA Y 4-, yang merupkan penyumbangan elektron, sebagai sebuah basa. Sehingga reaksi Cu 2+ + Y4- ↔ CuY2- analog dengan sebuah reaksi netralisasi biasa, dan seharusnya merupakan hal yang mudah untuk menhitung nilai pCu pada kondisi yang berbeda-beda, menhitung kurva titrasi, membahsa kelayakan, dan seterusnya.
2.3.1. Stabilitas Absolut atau Tetapan Pembentukan Untuk berbagai ion logam dan bahan pengkelat seperti EDTA, nilai dari tetapan kesetimbangan untuk reaksi-reaksi dirumuskan sebagai berikut : Mn+ + Y4- ↔ MY-(4-n)
K abs =
()
K abs disebut tetapan kestabilan absolut atau tetapan pembentukan absolut.
9
2.3.2. Penentuan pH untuk sebuah titrasi kompleksometri Pernyataan fraksi EDTA dalam bentuk Y 4- dapat diperoleh dengan cara yang sama seperti elah dilakukan untuk asam oksalat. Kita tentukan c Y sebagai total konsentrasi dari EDTA yang tidak terkompleks: cY = [Y4-] + [HY3-] + [H2Y2-] + [H3Y-] + [H4Y] dengan subtitusi konsentrasi dari berbagai spesies dalam hal konstanta penguraian dan menyelesaikan fraksi dalam bentuk Y 4-, didapatkan hasil:
=
Dengan fraksi EDTA dalam bentuk Y 4- membentuk simbol , kita bisa tulis:
=
Atau
Nilai dari dapat dihitung pada pH berapapun yang diinginkan untuk kelon apa pun dimana tetapan penguraiannya diketahui. Jalan pintas dapat kita pakai dalam perhitungan. Sebagai contoh, terlihat bahwa pada nilai pH yang amat tinggi, suku yang mengandung [H 3O+]4 dapat diabaikan. Dalam segala hal, pekerjaan telah selesai, dan grafik atau tabel yang menggambarkan
sebagai fungsi dari pH untuk sejumlah kelon dapat ditemukan dalam literatur. Karena nilainya melebar dalam skala yang luas, biasanya plot terhadap pH. Penggantian dalam rumusan tetapan stabilitas absolut yang diberikan diatas menghasilkan: K abs =
()
Atau K abs =
()
= K eff
K eff disebut tetapan stabilitas efektif (kondisional). Tidak seperti K abs, K eff beragam nilainya sesuai pH karena ketergantungan pH pada . Dalam kesempatan tertentu K eff lebih berguna daripada K abs karena menunjukkan tendensi yang nyata untuk membentuk kompleks logam pada nilai pH yang ditanyakan.
10
25 20 15 10 5 0 2
4
6
8
10
Tabel nilai dari untuk EDTA pH
3,7 x 10
-14
13,44
1,4 x 10
-12
11,86
2,5 x 10
-11
10,60
3,6 x 10
-9
8,44
5,0
3,5 x 10
-7
6,45
6,0
2,2 x 10
-5
4,66
4,8 x 10
-4
3,33
5,4 x 10
-3
2,27
9,0
5,2 x 10
-2
1,28
10,0
0,35
0,46
11,0
0,85
0,07
12,0
0,98
0,00
2,0 2,5 3,0 4,0
7,0 8,0
Meskipun nilai K eff tidak ditabulasikan sesuai kebutuhan, jelas bahwa nilainya dapat dengan cepat diestimasi dari nilai K abs, yang dapat ditemukan dalam tabel tetapan, dan nilai
didapatdari tabel-tabel. Ketika pH menurun, mengecil dan akibatnya K eff mengecil pula. Jadi, pada nilai pH diatas 12, dimana EDTA secara prinsipnya telah terurai secara lengkap, mendekati 1 dan K eff mendekati K abs.
11
2.4. Kurva Titrasi Kompleksometri
Kurva titrasi untu titrasi kompleksometri dapat dibuat dan analog dengan kurva titrasi asam dan basa. Kurva-kurva semacam ini terdiri dari plot logaritma negatif dari konsentrasi ion logam (pM) versus mililiter titran. Seperti titrasi asam-basa, kurva ini berguna untuk menilai kelayakan dari sebuah titrasi dan dalam memilih indikator yang cocok. Contoh :
Sebanyak 50,0 mL larutan 0,0100 M dalam Ca 2+ yang disangga pada pH 10,0 dititrasi dengan 0,0100 M larutan EDTA. Hitung nilai dari pCa pada berbagai tingkat titrasi dan plotlah kurva titrasinya.
Jawab : K abs untuk CaY2- adalah 5,0 1010. Dari tabel, pada pH 10,0 adlah 0,35. Untuk itu, K eff adalah 5,0 1010 0,35 = 1,8 1010. a. Awal titrasi [Ca2+] = 0,0100 mmol/mL pCa
= -log [Ca2+] = 2,00
b. Setelah penambahan 10,0 mL titran. Kita mulai dengan 50,0 mL 0,0100 mmol/mL = 0,500 mmol Ca 2+ dan menambahkan 10,0 mL 0,0100 mmol/mL = 0,100 mmol EDTA. Reaksinya adalah : Mmol
Ca2+
Y4-
Awal
0,500
0,100
-
Perubahan
-0,100
-0,100
+0,100
+
Kesetimbangan 0,400
CaY2-
-
0,100
Ada kelebihan Ca2+ cukup besar pada titik ini, dan dengan sebuah nilai K pada kelipatan 1010 kita dapat beranggapan bahwa reaksinya berjalan secara lengkap. Sehingga [Ca2+] = pCa
= 0,0067 M
= 2,17
12
2+
EDTA mL
[Ca ]
pCa
% Ca direaksikan
0,00
0,0100
2,00
0,0
10,0
0,0067
2,17
20,0
20,0
0,0043
2,37
40,0
30,0
0,0025
2,60
60,0
40,0
0,0011
2+
2,96
80,0
4,00
98,0
49,0
1,0 x 10
-4
49,9
1,0 x 10
-5
5,00
99,8
5,2 x 10
-7
6,28
100,0
2,8 x 10
-8
7,55
100,0
-10
9,55
100,0
50,0 50,1 60,0
2,8 x 10
Dengan menganggap reaksi tidak berjalan lengkap, yaitu dengan memperhitngkan ion Ca 2+ yang dihasilkan dari penguraian CaY 2- dan memecahkan persamaan kuadratnya secara lengkap. c. Titik ekivalen. Kita mulai dengan 50,0 mL x 0,0100 mmol/mL =
0,500 mmol
Ca2+ dan menambahkan 50,0 mL x 0,0100 mmol/mL = 0,500 mmol EDTA.
13
Reaksinya adalah : Mmol
Ca2+
Awal
0,500
0,100
-
Perubahan
-0,500
-0,500
+0,500
-
0,500
Kesetimbangan
Y4-
+
-
CaY2-
Pada titik ini konsentrasinya adalah [Ca2+] = cY [CaY2-] =
= 5,0 x 10-3 M
Persamaan kesetimbangan adalah
= K eff
[Ca2+] pCa
= 1,8 x 1010 = 5,2 x 10 -7 = 6,28
d. Setelah penambahan 60,0 mL titran . Kita mulai dengan 50,0 mL x 0,0100 mmol/mL = 0,500 mmol Ca 2+ dan menambahkan 60,0 mL x 0,0100 mmol/mL = 0,600 mmol EDTA. Reaksinya adalah : Mmol
Ca2+
Awal
0,500
0,600
-
Perubahan
-0,500
-0,500
+0,500
0,100
0,500
Kesetimbangan
Y4-
+
-
CaY2-
Konsentrasinya adalah CY =
[CaY2-] =
= 9,1 x 10-4 M
= 4,55 x 10-3 M
Persamaan kesetimbangannya
= K eff
=
1,8 x 10 10
[Ca2+] = 2,8 x 10-10 pCa = 9,55
14
Kurva titrasinya memiliki bentuk yang lazim, dengan peningkatan tajam dari nilai pCa pada titik ekivalen. Juga terlihat dalam gambar ini kurva untuk titrasi yang dilakukan pada pH 8 dan pH 12. Dalam larutan-larutan ini terlihat nilai K eff masing-masing adalah 2,6 x 10 8 dan 4,9 x 1010. Penambahan yang lebih besar dari pCa didapat pada pH yang lebih besar, karena K eff lebih besar dalam larutan yang memiliki konsentrasi ion hidrogen yang rendah. Pada pH rendah, K eff menjadi sangat kecil sehingga titrasi menjadi tidak layak.
2.5. Dampak Bahan Kompleks Lain pada Titrasi EDTA
Substansi lain disamping titran yang mungkin ada dalam larutan ion logam dapat membentuk kompleks-kompleks dengan logam dan bersaing dengan reaksi titrasi yang diinginkan. Kompleks seperti ini terkadang dipergunakan secara sengaja untuk mengatasi gangguan-gangguan, dan dalam kasus ini dampak dari pembuat kompleks ini disebut masking . Sebagai contoh, nikel membentuk sebuah ion kompleks yang sangat stabil dengan sianida, Ni(CN)42-, sedangkan timah tidak. Dengan ion logam tertentu yang mudah terhidrolisis, mungkin diperlukan untuk menambahkan ligan-ligan kompleks dalam rangka mencegahpengendapan logam hidroksida. Seperti yang telah disinggung diatas, larutan-larutan kerap kali disangga, dan anion penyangga atau molekul netral seperti asetat atau amonia dapat membentuk ion kompleks dengan logam.
2.6. Penerapan Titrasi Kompleksometri
2.6.1. Kesadahan Total Air Ca + Mg, dapat ditetapkan dengan titrasi dengan EDTA menggunakan indikator Hitam Eriokrom T dan Kalmagit. Kompleks antara Ca + dan indikator terlalu lemah untuk menimbulkan perubahan warna yang jelas. Tetapi Magnesium membentuk kompleks yang lebih kuat dengan indikator, dibandingkan Kalsium, dan diperoleh suatu titik akhir yang tajam dalam suatu bufer Amonia dengan pH=10.
15
2.6.2. Titrasi Balik Digunakan bila reaksi antara kation dan EDTA lambat atau bila tidak tersedia indikator yang cocok. Untuk itu dalam proses titrasi di tambahkan EDTA berlebih dan kelebihannya di titrasi dengan suatu larutan standar Magnesium dengan menggunakan Kalmagit sebagai indikator. Metoda ini dapat juga digunakan untuk menetapkan logam dalam endapan-endapan logam. Example: Timbal dalam timbal sulfat Kalsium dalam kalsium oksalat
2.6.3. Titrasi Penggantian Berguna bila indikator yang cocok tidak tersedia untuk ion logam yang akan ditetapkan. Dalam prosedur, ditambahkan suatu larutan berlebih yang mengandung kompleks magnesium-EDTA dan ion logam yang akan ditetapkan.
2.6.4. Penetapan Tak Langsung Sulfat dapat ditetapkan dengan menambahkan Barium berlebih untuk mengendapkan BaSO4, kemudian kelebihan Ba 2+ dititrasi dengan EDTA.
2.7. Kesalahan Pada Titrasi Kompleksometri
Kesalahan titrasi kompleksometri tergantung pada cara yang dipakai untuk mengetahui titik akhir. Pada prinsipnya ada dua cara, yaitu kelebihan titran yang pertama ditunjukkam atau berkurangnya konsentrasi komponen tertentu sampai bat as yang ditentukan, dideteksi.
16
1.
Kesalahan titrasi dihitung dengan cara yang sama pada titrasi pengendapan.
2.
Digunakan senyawa yang membentuk senyawa kompleks yang berwarna tajam dengan logam yang ditetapkan. Warna ini hilang atau berubah sewaktu logam telah diikat menjadi kompleks yang lebih stabil. Misalnya EDTA.
17
BAB III PENUTUP 3.1. Kesimpulan
Kompleksometri merupakan salah satu metode kuantitatif dengan mereaksikan ligan dengan ion logam utamanya sehingga menghasilkan senyawa kompleks. Kompleksometri merupakan jenis titrasi dimana titran dan titrat saling mengkompleks, membentuk hasil berupa kompleks. Reaksi – reaksi pembentukan kompleks atau yang menyangkut kompleks banyak sekali dan penerapannya juga banyak, tidak hanya dalam titrasi. Pada titrasi kompleksometri penerapannya adalah pada kesadahan total air, titrasi balik, titrasi penggantian dan penetapan tak langsung. Kurva titrasi untu titrasi kompleksometri dapat dibuat dan analog dengan kurva titrasi asam dan basa. Kurva-kurva semacam ini terdiri dari plot logaritma negatif dari konsentrasi ion logam (pM) versus mililiter titran. Seperti titrasi asam-basa, kurva ini berguna untuk menilai kelayakan dari sebuah titrasi dan dalam memilih indikator yang cocok.
18
DAFTAR PUSTAKA Underwood, A, L. 2001. Analisa Kimia Kuantitatif Edisi Keenam. Erlangga: Jakarta Vogel. 1990. Analisis Anorganik Kualitatif. PT Kalman Media Pusaka: Jakarta
19
