Modul Praktikum Karakterisasi Material Kualitatif 2018

Modul Praktikum Karakterisasi Material Kualitatif 2018

Laboratorium Metalurgi Kimia Departemen Metalurgi dan Material Fakultas Teknik Universitas Indones Indonesia ia

Modul Praktikum Karakterisasi Material Kualitatif

2018

PENGANTAR PRAKTIKUM KARAKTERISASI MATERIAL KUALITATIF

Kimia analisa merupakan cabang ilmu yang sangat memegang peranan penting dalam perkembangan ilmu i lmu pengetahuan pe ngetahuan dan da n teknologi t eknologi,, karena merupakan alat a lat untuk melihat gejala kimia dan fisika yang terjadi terhadap suatu objek yang sedang dikaji. Pemberian konsep dasar kimia analisa haruslah disertai disert ai dengan prakteknya, yaitu yaitu berupapraktikum. Praktikum kimia analisa anorganik kualitatif mempunyai tujuan sebagai berikut : 1.

Mahasiswa diharapkan mempunyai pengetahuan yang cukup tentang sifat – sifat dan kelakuan radikal anorganik.

2.

Mahasiswa diharapkan mengembangkan kemampuan analisanya agar berhasil da lam percobaan, yang nantinya nantinya menjadi bekal berharga di masadepan. masadepan. Berikut gambaran singkat praktikum ini, secara kualitatif dua zat murni yang terpisah

dapat dibedakan berdasarkan sifat fisiknya seperti, warna, bau, dan rasa. Akan tetapi sering dijumpai kesulitan dalam membedakan secara langsung, karena itu diperlukan pengujian sifat fisik lainnya seperti bentuk kristal, titik leleh, kelarutan dalam air atau sifat kimianya dengan penambahan pereaksi tertentu. Untuk mengidentifikasi macam – macam komponen dalam campuran cukup sulit, biasanya dilakukan pemisahan terlebih dahulu berdasakan perbedaan kelarutan dari berbagai zat. Perbedaan ini dapat terjadi, karena kelarutan fisis, yakni kelarutan zat dalam pelarut dengan penambahan zat yang mempengaruhinya seperti CaCO 3 dalam larutan NH4OH. Prosedur yang biasa dilakukan untuk menganalisa zat yang tak diketahui adalah dengan melarutkannya dan mengidentifikasi ion – ion yang ada dalam larutan sampel tersebut. Hal itu biasanya dilakukan dengan pemisahan ion – ion terlebih dahulu dengan pengendapan. Terhadap ion – ion yang ada di dalam larutan dilakukan pengujian khusus dengan penambahan pereaksi pereak si – pereaksi tertentu yang mungkin akan memberikan larutan berwarna, endapan, gas, atau bautertentu. Dalam praktikum ini digunakan percobaan dengan menggunakan teknik – teknik analisis semimikro yang mempunyai banyak keuntungan dibandingkan teknik – teknik lain yang menggunakan skala yang lebih besar. Selain analisis dilakukan dengan jumlah sampel beberapa mg padatan atau beberapa tetes cairan, teknik pemisahan endapan dari larutannya dan pencucian endapan dilakukan dengan tabung sentrifuge, sehingga kecepatan analisis menjaditinggi.

Laboratorium Kimia Departemen Metalurgi dan Material FTUI

1


2018

Atas dasar demikian, diharapkan d iharapkan buku ini dapat dimanfaatkan oleh semua pihak yang berkepentingan, terutama mahasiswa. Semoga bermanfaat. bermanfaat.

Tim Penyusun


2


2018

BAB I DASAR – DASAR TEORI KIMIA ANALISA ANORGANIK KUALITATIF

A.

KesetimbanganKimia

Reaksi kimia umumnya berlangsung secara reversible (dapat balik), sehingga terbentuknya hasil reaksi menyebabkan berlangsungnya reaksi sebaliknya. Kesetimbangan dinamis tercapai jika kecepatan pembentukan hasil reaksi sama dengan pembentukan kembali zat – zat yang bereaksi. Pada reaksi tertentu, arah kesetimbangan ke pembentukan hasil reaksi sangat besar, sehingga reaksi ini dapat dikatakan berlangsung sampai selesai atau berkesudahan. Pada keadaan kesetimbangan, konsentrasi zat – zat yang bereaksi dan hasil reaksi tidak berubah lagi dan mempunyai perbandingan yang tetap. Untuk reaksi secara hipotetik di bawah ini: aA

+

bB

cC

+

d D

laju reaksi antara A dan B sebanding sebanding dengan konsentrasi zat – zat tersebut dan dapat dinyatakan sebagai : V1 = k 1 [A]a [B] b sedangkan laju reaksi antara C dan D dinyatakan sebagai : V2 = k 2 [C]c [D]d k 1 dan k 2 adalah tetapan laju reaksi. Pada keadaan setimbang, kecepatan reaksi pembentukan C dan D sama dengan kecepatan pembentukan kembali A dan B, sehingga persamaan –

persamaan di atas dapat digabungkan menjadi: menjadi: a

b

c

k 1 [A] [B] = k 2 [C] [D] c

d

d

[C] [D] = k 1 = K a

b

[A] [B]

k 2

K merupakan tetapan kesetimbangan reaksi yang nilainya tidak dipengaruhi konsentrasi zat – zat yang bereaksi, tetapi oleh suhu secara berbanding lurus. Dari persamaan di atas diperoleh hubungan hubungan :


3

Modul Praktikum Karakterisasi Material Kualitatif 1.

2018

Dissosiasi Air

Air digolongkan sebagai penghantar listrik yang buruk. Hal ini disebabkan oleh sedikitnya ion – ion yang terbentuk pada saat dissosiasi air, sesuai dengan reaksi kesetimbangan di bawah ini : H2O

+

H3O+

H2O

OH-

+

atau H2O

H

+

+

-

OH

Berdasarkan hukum aksi massa, tetapan kesetimbangan air dapat dinyatakan sebagai : [H+][OH-] = 1,82 x 10 -6 (25oC) H2 O konsentrasi air ( MR = 18 , densitas= 1gr/mL pada 25ºC) akan tetap dan mempunyai harga : 1000 [H2O] =

= 56,6 M 18

Hasil kali K dengan konsentrasi air menjadi tet apan baru, Kw, hasil kali ion air. +

-

Kw = K[H2O] = [H ][OH ] = 1,01 x 10

-14

Dari persamaan tersebut, sifat keasaman larutan yang berpelarut air dapat didefinisikan sebagai berikut : a.

Larutan netral:

[H+] = [OH-] = [Kw]-1/2 = 10-7 M b. b.

Larutan asam:

[H+] > [OH-] [H+] > 10-7 M c.

Larutan basa:

[H+] < [OH-] [OH-] > 10-7 M Harga hasil kali ion air dapat dianggap tetap, baik dalam keadaan air murni maupun sebagai pelarut suatu larutan. Misalkan asam ditambah pada air sehingga konsentrasi ion hidrogen menjadi 10 -3 M. Penambahan asam ini akan menekan kesetimbangan air ke arah kiri dan menyebabkan konsentrasi ion hidroksida menjadi 10 -11 M, karena hasil kali ion air berharga


4

2018


1,01 . 10 -14. Jelaslah di sini, walaupun larutan bersifat asa m, tetapi masih mengandung ion hidroksida. Hal ini serupa terjadi saat basa ditambahkan ke dalam air murni.

2.

Derajat Keasama Keasama Larutan

Konsentrasi ion hidrogen merupakan ukuran keasaman larutan yang umumnya dinyatakan dalam satuan molaritas. Karena konsentrasi ion hidrogen yang digunakan dalam analisa umumnya rendah, maka untuk mempermudahnya dipergunakam eksponen ion hidrogen, yang didefinisikan sebagai :

berdasarkan persamaan di atas, disimpulkan bahwa bahwa larutan netral dengan pH 7, asam dengan dengan pH lebih kecil dari 7, dan basa basa dengan pH lebih besar dari 7.

3.

Kesetimbangan Asam –Basa

Asam dan basa dalam air akan mengalami disosiasi membentuk ion – ionnya. Reaksi reversible terjadi pada disosiasi asam dan basa lemah, misalnya disosiasi asam asetat

menghasilkan ion hidrogen dan asetat. CH3COOH

CH3COO[CH3COO-][H+]

+

H+

Ka = CH3COOH Harga Ka yang rendah menunjukkan ion hidrogen yang dihasilkan relatif kecil. Sehingga dapat disimpulkan, bahwa harga Ka berbanding lurus dengan tingkat keasaman suatu asam lemah dan begitu pula denganKb. Pada asam lemah bervalensi 2 seperti asam karbonat dan asam sulfida, mempunyai dua tetapan kesetimbangan, Ka1 untuk disosiasi pertama dan Ka 2 untuk disosiasi kedua. Sedangkan pada asam bervalensi tiga seperti asam fosfat terdapat tiga tingkat disosiasi karena mengandung tiga ion hidrogen yangdilepaskan. H2PO4-

H3PO4 H2PO4 -

HPO4

-

HPO4 PO4-

-

+

H+

+

H

Ka1= 6,2 x10

+

H+

Ka1= 1,0 x10 -12

+

Ka1= 7,5 x10 -3 -8

Berikut ini ilustrasi singkat tentang asam sulfida yang digunakan dalam pemisahan kation – kation sebagai endapan sulfida. Pengendapan selektif tak dapat berlangsung efektif dalam larutan yang hanya mengandung regen H 2S. Dalam bagan analisa kualitatif,


5


2018

kesetimbanagn H2S berubah karena adanya senyawa lain. Misalnya penambahan asam kuat HCl ke dalam H2S akan menurunkan konsentrasi ion sulfida dalam larutan tersebut. Jika konsentrasi ion hidrogen ditentukan oleh spesies H 2S saja, perhitungan kesetimbangan lebih mudah dilakukan melalui gabungan tetapan kesetimbangan yang ada, sesuai dengan persamaan sebagai berikut : H2S

H+

-

H

HS

+

+

HS-

Ka1

= 1,1 x 10-7

+

S

2-

Ka2

= 1,0 x10

-14

----------------------------------------------------------------------------------H2S

H+

+

S2-

K

= Ka1 x

Ka2[H+]2[S2-] = 1,1 x 10 -21 [H2S] Berdasarkan persamaan di atas, jika dua dari tiga suku konsentrasi yang berhubungan diketahui, maka suku ketiga dapat dihitung. Tetapi ingat, bahawa dalam larutan yang hanya mengandung H 2S, konsentrasi hidrogen jauh lebih besar daripada sulfida. Tidak hanya dua kali lebih besar, sebagaimana tersirat dalam persamaan gabungan disosiasi di atas. Dalam larutan ini, dapat dikatakan hampir semua ion hidrogen dihasilkan pada disosiasi pertama, bersama dengan ion hidrogen sulfida. Hanya sedikit ion hidrogen sulfida yang berdisosiasi menjadi ion sulfida. Hal tersebut terlihat dari harga tetapan kesetimbanganreaksinya. Berikut salah satu contoh kasus pengendapan selektif dari sulfida logam. Dalam bagan analisis kualitatif, sulfida logam yang paling tidak larut pada golongan 3 ialah ZnS, dan yang paling larut dalan golongan 2 ialah CdS. Agar mencapai pemisahan yang paling efektif dari kedua kation ini, pengendapan harus dilakukan dimana CdS mengendap dan ZnS larut. Untuk itu, perhatikan contoh kasus berikut. Berapa konsentrat ion hidrogen yang harus dipertahankan dalam larutan H 2S jenuh 0,1 M untuk mengendapkan CdS bukan ZnS dari suatu sampel yang mengandung ion cadmium dan seng masing – masing 0,1 M. Harga Ksp dari CdS dan ZnS bert urut – turut adalah 8,0 x 10-27dan 1,0 x 10 -21. Penyelesaian :

Jika ZnS tidak akan mengendap, maka :

[Zn2+][S2-] < Ksp = 1,0 x 10 -21 [0,1][S2-] < 1,0 x 10-21 M [S2-] < 1,0 x 10-20 M


6


2018

Harga [S2-] maksimum sebelum ZnS mengendap ialah 1,0 x 10 -20. Ion hidrogen yang dibutuhkan untuk mempertahankan [S 2-] ialah : K= [H+]2[S-2] [H2S]

= [H+]2 [1,0x 10 -20] [0,1]

= 1,1 x10-21

Maka konsentrasi ion hidrogen didapat 0,1 M. Bahwa CdS mengendap dalam kasus ini dengan bukti :

[Cd+2][S2-] = [0,1][1 x 10-20] = 1 x 10-21 > Ksp (8,0 x 10-27) Semua konsentrasi ion hidrogen yang lebih besar dari 0,1 M tidak akan mengendapkan ZnS. ZnS.

4.

Pengaruh Ion Sejenis

Sesuai dengan prinsip Le Chatelier, penambahan ion sejenis menyebabkan pergeseran kesetimbangan ke sisi yang berlawanan. Misalnya pada larutan asan asetat, reaksi kesetimbangan yang terjadi : CH3COOH

CH3COO- +H+

Penambahan ion hidrogen pada suhu tetap terhadap asam asetat dalam kesetimbangan akan menyebabkan perubahan konsentrasi ion asetat dan asam asetat. Kesetimbangan bergeser ke kiri yang berarti menekan disosiasi asam asetat, sehingga konsentrasi ion hidrogen (keasaman) diperkecil. Hal serupa terjadi pada penambahan ion sejenis ke dalam suatu larutan basa lemah, yakni penurunankebasaan. penurunankebasaan.

5.

Larutan Buffer

Penambahan ion sejenis pada asam atau basa lemah selain menurunkan keasaman atau kebasaan, juga menghasilkan larutan yang mampu mempertahankan keasaman dan kebasaannya terhadap penambahan asam atau basa kuat. Hal tersebut akan menjadi lebih jelas dengan memperhatikan contoh berikut. Misalnya larutan yang mengandung CH 3COOH dan CH 3COONa yang masing – masing berkonsentrasi 0,1 M. Jika ke dalam larutan tersebut diberikan HCl, HCl, ternyata pengaruh HCl sebagai asam kuat tidak terlihat. Hal ini disebabkan oleh sebagian besar ion hidrogen akan ditarik CH 3COOmembentuk CH3COOH, sehingga konsentrasi ion hidrogen dapat dikatakan tidak mengalami perubahan. H+

+

CH3COO-

CH3COOH


7


2018

Sebaliknya penambahan ion hidroksil dari NaOH akan diikat oleh in hidrogen membentuk air, sehingga lebih banyak ion asetat yang akan berdisosiasi. Konsentrasi ion asetat bertambah, sedangkan asam asetat akan berkurang, tetapi ion hidrogen tidak berubah banyak. banyak. Larutan ini menunjukkan ketahanan terhadap penambahan asam dan basa yang disebut sebagai larutan buffer atau penyangga. Umumnya, sifat ini ditunjukkan oleh larutan yang mengandung asam atau basa lemah dengan garamnya, misalnya campuran asam asetat dengan natrium asetat dan ammonium hidroksida dengan ammonium klorida. Aplikasi larutan buffer dalam analisa kualitatif adalah sebagai pengontrol keasaman atau kebasaan larutan. Pada larutan buffer asam lemah HA dan garamnya MA, kesetimbangan yang terjadi ialah : HA MA

H+ M+ Ka = [A-][H+] HA

+

A-

+

A-

Penentuan konsentrasi ion hidrogen dilakukan dengan pendekatan sebagai berikut : a.

-

Adanya garam A ndari garam MA akan menekan disosiasi HA, sehingga dapat dianggap asam HA hampir tidak mengalami disosiasi. Maka konsentrasi asam total (Ca) dapat dianggap sama dengan awalnya[HA].

b. b.

Konsentrasi total garam (Cg) dapat dikatakan hampir sama dengan A - dalam larutan yang berasal darigaram. Dari kedua pendekatan tadi, maka persamaan Ka di atas dapat diubah menjadi : Ka Ca +

[H ] = Cg Hasilnya, kesetimbangan air bergeser ke arah pembentukkan reaksi, sehingga konsentrasi ion hidorksida meningkat dan menjadikan larutan bersifat basa. Sementara itu, tidak ada kecenderungan ion natrium dan hidroksida bergabung membentuk NaOH, karena NaOH merupakan elektrolit kuat.

Ammonium Klorida Klorida Ion – ion yang ada di dalam larutan ammonium klorida adalah ion hidrogen, hidroksida dari disosiasi air, dan ion ammonium. Kecenderungan ion hidrogen berikatan dengan ion klorida membentuk membentuk asam asa m klorida klorida dapat dikatakan tidak ada, karena merupakan elektrolit kuat. Laboratorium Kimia Departemen Metalurgi dan Material FTUI

8


2018

Akan tetapi ion ammonium akan berikatan dengan ion hidroksida, karena merupakan elektrolit lemah. Akibatnya larutan mengandung ion hidrogen lebih banyak, sehingga larutan menjadi bersifatasam. NH4Cl

NH4

+

-

H2O

OH

+

Cl

+

H

-

+

NH4OH Ammonium Asetat Ion – ion yang ada di dalam larutan ammonium asetat adalah ion hidrogen, hidroksida, ammonium dan asetat. Hidrolisa garam ini tinggi (reaksi jauh di sebelah kanan) karena baik asan asetat maupun ammonium ammonium hidroksida merupakan elektrolit lemah. Bila dihasilkan asam dan basa yang sama – sama lemah, maka penentuan sifat larutan dilihat dengan membandingkan harga Ka dan Kb dari masing – masing asam lemah dan basa lemah. Jika harga Ka suatu asam lemah lebih besar daripada Kb suatu basa lemah, maka larutan akan bersifat asam dan sebaliknya. Dalam kasus di atas, oleh karena harga tetapan asam dan basa dari asam dan basa mendekati sama, maka sifat larutan dianggap netral.

Garam – Garam Logam Berat Sebagian besar garam – garam logam berat dapat berikatan dengan hidroksida dari larutan, sehingga larutan cenderung bersifat asam. Misalnya larutan t embaga embaga sulfat (CuSO4) akan melarut dengan memberikan ion Cu 2+ dan SO 42-. Kecenderungan SO 42- untuk mengikat H+ dapat dikatakan tidak ada karena asam sulfat merupakan elektrolit elektrolit kuat. Akan tetapi Cu2+ dapat bereaksi dengan OH -, seperti di bawah ini : Cu2+

+

-

OH

Cu(OH)+

+

H2O

Garam ini memberikan sifat asam pada larutannya, karena pengikatan ion hidroksida hidroksida mengakibatkan kesetimbangan air terganggu, sehingga ion hidrogen menjadi meningkat.

B.

KesetimbanganKelarutan

1.

Kelarutan Elektrolit danKsp

Reaksi pembentukkan endapan merupakan reaksi penting dalam analisis kimia anorganik kualitat kualitatif, if, karena ion – ion tertentu dapat diidentifikasikan dan dipisahkandari


9


2018

campurannya sebagai endapan. Pemisahan ini didasarkan pada perbedaan kelarutan zat – zat hasil reaksi. Zat – zat yang dikatakan sukar atau tidak larut, sebenarnya masih larut dalam air karena dalam berkesetimbangan, tetapi dalam jumlah yang sangat kecil. Kesetimbangan kelarutan terjadi pada elektrolit seperti basa – basa dan garam – garam yang sukar larut dalam air. Asam – asam umumnya larut dalam air, sehingga tak perlu dipersoalkan. Untuk melihat melihat seberapa banyak suatu zat dapat larut dalam pelarut air, diperlukan besaran kelarutan atau solubilitas yang dilambangkan dengan S. Kelarutan didefinnisikan sebagai jumlah (mol atau berat) zat yang dapat larut maksimum dalam sejumlah pelarut tertentu. Satuan kelarutan yang umum digunakan adalah molaritas, tetapi data percobaan dapat memakai besaran gram tiap liter atau gram tiap 100 gram pelarut. Larutan dikatakan belum jenuh, jika jumlah zat dalam larutan di bawah batas kelarutannya. Larutan jenuh (siap mengendap), jika jumlah zat dalam larutan tepat sama dengan batas kelarutannya. Dan larutan lewat jenuh (terjadi endapan), jika jumlah zat dalam larutan di atas kelarutannya. Pada larutan tepat jenuh, zat – zat yang sukar sukar larut akan berada dalam keset imbangan antara ion – Ion Io n yang berada dalam padatan krista l. Sebagai contoh, jika padatanAgCl dikocok dalam air, ion Ag + dan Cl- dalam kisi padat an akan pergi ke larutan sampai larutan menjadi jenuh. Dalam larutan jenuh yang terbentuk ini terdapat kesetimbangan antara ion – ion dalam larutan dengan ion – ion yang berada dalam kisi kristalpadatan. Ag+

AgCl (padatan)

+

Cl-

(terlarut)

Secara fisika, banyaknya AgCl yang dapat terlarut hanya tergantung pada suhu. Hukum aksi massa dapat diterapkan dalam sistem kesetimbangan padatan AgCl dengan ion – ionnya dalam larutan. Dengan demikian persamaan tetapan kesetimbangan yang terjadi : K = [ Ag Ag+] [Cl-] [AgCl] Konsentrasi padatan AgCl relatif tidak berubah, karena itu dapat dimasukkan dimasukkan ke dalam tetapan baru yang disebut hasil kali kelarutan (Ksp).

Ksp = K [AgCl] = [Ag +][Cl-] Secara umum, untuk zat dengan rumus rumus hipotetik hipotet ik AxBy yang mengion adalah sebagai berikut berikut .


10

2018


AxBy

xA

[s]

+y

-x

+

yB

xs

ys

Ksp = [A+y]x[B+x]y = [xs ]x[ys ]y Ksp (Konstanta Solubility Product ) adalah tetapan kesetimbangan suatu zat yang didapat dari hasil kali konsentrasi ion – ionnya dalam kesetimbangan larutan jenuh dipangkatkan koefisienreaksinya.

2.

Koefisien Reaksi (Q) danPengendapan

Harga Ksp berfungsi untuk memperkirakan apakah suatu zat elektrolit masih dapat larut atau tidak, sebab hasil kali konsentrasi ion – ionnya maksimum sama dengan harga Ksp. Sebagaimana

kesetimbangan

kimia

pada

umumnya,

keadaan

kesetimbangan

dapat

diungkapkan dengan koefisien reaksi (Q), yakni hasil kali konsentrasi ion – ion zat pada saat reaksi berlangsung atau saat perhitungan. perhitungan. Harga Q selalu dibandingkan terhadap Ksp. Q
: Larutan belum jenuh (tidak mengendap) mengendap)

Q=Ksp

: Larutan tepat jenuh (siapmengendap)

Q>Ksp

: Larutan lewat jenuh (terjadipengendapan)

Sebagai contoh di atas adalah AgCl. Bila hasil kali konsentrasi [Ag +] dan [Cl-] melewati melewati harga Ksp AgCl (1,21 x 10 -10), pengendapan akan terjadi. Pada pelarutan AgCl dalam air, +

-

-5

konsentrasi [Ag ] dan [Cl ] sama – sama berjumlah 1,1 x 10 M, akan tetapi untuk +

-

menghasilkan endapan AgCl tidak perlu jumlah konsentrasi [Ag ] dan [Cl ] harus sama, selama hasil kali konsentrasi ion – ionnya ionnya melampaui harga Ksp-nya. Jika pada konsentrasi [Ag+] sebesar 1 x 10 -7 M, maka jumlah konsentrasi [Cl -] yang digunakan untuk menghasilkan larutan yang tepat jenuh adalah : [Cl-] =

Ksp

= 1,21 x 10-10 = 1,21 x10 -3 1 x10 -7 1x10-7

Setiap konsentrasi [Cl-] yang lebih besar dar i 1,21 x 10-3 M akan menghasilkan endapan AgCl. Dari tersebut, terlihat bahwa kelarutan AgCl murni dalam air ada lah 1,1 x 10-5 M, sedangkan kelarutannya dalam larutan yang mengandung mengandung [Cl -] 1,21 x 10 -3 M hanya sebesar 1 x 10 -7 M. Dengan kata lain, adanya ion Cl - berlebih menyebabkan kelarutan gara m AgCl menjadi berkurang hampir seperseratusnya. Hal ini merupakan salah satu faktor untuk mengendalikan pengendapan suatu zat dalampelarut. Berikut ini, contoh kasus yang berkaitan dengan ha l di atas. a.

2+

-

Berapakah kelarutan PbCl2 dan konsentrasi [Pb ] dan [Cl ] dalam larutanPbCl2?


11


2018

Penyelesaian :

Dalam kasus ini terdapat kesetimbangan : Pb2+(aq)

PbCl2 (s)

+

2Cl-

Ksp = [Pb 2+] [Cl-]2 = [S][2S]2 = [4S]3 = 2,4 x 10-4 Maka jumlah kelarutan PbCl2 atau [S] [ S] = 0,039 M

[Pb2+] = 1 x [S] = 0,039 M [Cl-] = 2 x [S] = 0,078 M b. b.

KspPbSO 4=1x 10 -8.Suatularutanmengandung[Pb2+ ]1x 10-5M,makaberapakah jumlah konsentrasi ion sulfat dalam larutan agar endapan PbSO4 tidak terjadi?Penyelesaian: 2+

-2

Dalam hal ini, persamaan Ksp = [Pb ][SO4 ] = 1 x 10

-8

Untuk menghasilkan endapan PbSO 4 tidak terjadi, ter jadi, maka larutan haruslah maksimal tepat jenuh. Sehingga jumlah [SO 4-2] menjadi : [SO24] =

c.

1 x 10-8 = 1 x 10 -8 = 10-3M [Pb2+] 1 x10-5

Suatu larutan yang mengandung MgCl 2 0,1 M dan NH 4OH 0,1 M. Apakahterbentuk Apakahterbentuk 2+

endapan? Bila terbentuk, berapa jumlah ion [Mg [ Mg ] yang masih ada dalam larutan? Penyelesaian:

Kesetimbangan kimia yang terjadi mengacu pada harga Ksp zat yang terkecil ter kecil,, yakni Mg(OH)2.

Ksp Mg(OH)2 = [Mg2+][OH]2 = 3,2 x 10-11 Ka = [NH4+][OH-] [NH4OH]

= 1,8 x 10-5

Karena [NH4+] = [OH-], maka [OH-] = (1,8 x 10 -5 )1/2 = 1,34 x 10 -3 M. Pencampuran MgCl2 0,1 M dan NH 4OH 0,1 M memberikan hasil kali konsentrasi ion – ion yang lebih besar daripada KSp, pada sistem larutan terjadi endapan

[Mg2+][OH]2 = [0,1][ 1,34 x 10-3]2 = 1,8 x 10-7 Sedangkan Sedangkan konsentrasi konsentras i [Mg2+] dalam larutan dihitung d ihitung dengan persamaan sebagai berikut :

Ksp Mg(OH)2 = [Mg2+][OH]2 3,2 x 10-11 = [Mg2+][ 1,34 x 10-3]2


12


2018

[Mg2+] = 1,78 x 10-5 M

C.

Pergeseran KesetimbanganKelarutan

Sebagaimana kesetimbangan kimia pada umumnya, kesetimbangan kelarutan juga mengalami pergeseran. Pada sistem kelarutan, perubahan volume dan tekanan tidak mempengaruhi kesetimbangan. Faktor – faktor yang mempengaruhi kesetimbangan kelarutan, antara lain :

1.

Efek IonSejenis

Adanya ion sejenis akan menurunkan kelarutan, sebab kesetimbangan akan bergeser kearah padatan garam. Bila konsentrasi salah satu ion makin besar, maka konsentrasi ion yang lain akan berkurang, sebab harga Ksp zat tetap. Sehingga kelarutan zat diwakili oleh konsentrasi ion yang berkurang tadi.

2.

EfekpH

Harga pH mempunyai pengaruh terhadap kesetimbangan kelarutan zat sebab ion hidrogen atau hidroksida dapat bereaksi dengan garam atau ion lainnya membentuk garam asam yang larut atau basa yang tidak larut. Contoh berikut untuk zat yang berupa garam CaCO3 dan AlCl3 penambahan asam dan basa. CaCO3

+

garamendapan

AlCl3+

3.

Ca(HCO3)2

HCl asam

3NaOH

+

garam asamyglarut asamyglarut

Al(OH)3

+

CaCl2 larut

NaCl

EfekKompleks

Garam yang berkation unsur transisi dapat membentuk senyawa koordinasi (kompleks). Senyawa kompleks umumnya larut dalam air, sehingga menganggu kesetimbangan. Sehingga adanya pembentukan senyawa kompleks menyebabkan kelarutan zat meningkat. Hal tersebut secara jelas pada AgCl dalam larutan larut an yang mengamdung mengamdung ammoniak. AgCl Ag+

+

Ag 2NH3

+

-

+

Cl

[Ag(NH3)2]+


13

2018


EfekSuhu

Secara umum, kelarutan berbanding lurus dengan suhu.Akan tetapi ada beberapa zat justru kebalikannya, ada pula berbanding lurus hingga pada suhu tertentu lalu kelarutannya menurun. Secara sederhana, amatilah diagram kelarutan berikut.

D.

Aplikasi Prinsip Hasil Kali Kelarutan pada Pemisahan Kation Golongan II danIII

Pengontrolan konsentrasi ion sulfida adalah dasar pemisahan kation – kation golongan II dan III (golongan dalam prosedur analisa kualitatif semimikro). Tetapan hasil kali kelarutan garam – garam sulfida kedua golongan tersebut bervariasi dari harga 4,0 x 10 sampai 1,4 x 10

-53

(untuk Hg)

-15

(untuk MnS). Jelaslah di sini, untuk mengendapkan MnS diperlukan

konsentrasi ion sulfida jauh lebih besar daripada untuk mengendapkan HgS. Pengaliran gas H2S ke dalam larutan yang mengandung kation – kation golongan II dan III seperti Hg 2+, 2+

2+

2+

2+

2+

Cu , Cd , Pb , Zn , Mn akan mengendapkan sulfide – sulfida dengan urutan sesuai dengan kenaikan harga Ksp. Jadi, HgS akan mengendap terlebih dahulu, lalu CuS, CdS, dan seterusnya. Jika konsentrasi ion sulfida dikontrol dengan baik, yakni dengan pengaturan konsentrasi ion hidrogen sekitar 0,3 M, maka hanya sulfida – sulfida golongan II, sepert i HgS, CuS, CdS, PbS, yang akan mengendap. Pada konsentrasi ion hidrogen 0,3 M dan konsentrasi H2S dalam larutan jenuhnya jenuhnya 0,1 M, maka jumlah konsentrasi ion sulfida: [S2-] =

6,8x 10-24 H2

= 6,8x 10-24 [0,3]

=

7,5 x 10-23M

Jika harga Ksp HgS sebesar 4,0 x 10 -53, maka konsentrasi Hg2+ yang diperlukan untuk menghasilkan larutan tepat jenuh HgS adalah :


14


2018

[Hg2+] = 4,0 x 10 -53 7,5 x 10 -23 = 5,3 x 10 -31 2+

Setiap konsentrasi [Hg ] yang lebih besar dari nilai tersebut akan menyebabkan endapan HgS. Karena kecilnya harga tersebut, HgS akan selalu mengendap bila ditambahkan gas H 2S. Timbal sulfida mempunyai harga Ksp terbesar t erbesar pada golongan II. Untukmengendapkannya Untukmengendapkannya sebagai PbS, konsentrasi [Pb2+] minimal yang diperlukan dalam larutan asam sulfida 0,3M dapat dihitung. Jika Ksp PbS sebesar 4,2 x 10

-28

dan konsentrasi ion sulfida 7,5 x 10

-23

, maka

konsentrasi timbal :

4,2  1028 [Pb2+] =

7,5  10

−23

= 5,6  10−6 

Untuk konsentrasi ini cukup kecil dibandingkan dengan konsentrasi timbal yang digunakan dalam analisis, maka PbS akan mengendap bila ditambahkan gas H 2S. Untuk ZnS yang memiliki Ksp 1,2 x 10

-23

, suatu sulfida yang tidak dapat mengendap dalam golongan II

tetapi pada golongan III, dengan konsentrasi ion sulfida 7,5 x 10 -23 M, memerlukan konsetrasi Zn2+ sebesar :

[Zn2+]

=

1,2  10−23 7,5  10−23

= 0,16 

Konsentrasi ion seng dalam sampel yang dianalisis umumnya lebih rendah dari 0,16M, karena itu ZnS tidak mengendap pada golongan II. Dengan mengatur konsentrasi ion hidrogen 0,3M kation-kation golongan II dapat dipisahkan dari kation – kation golongan III, karena ion sulfida cukup besar untuk melewati Ksp sulfida – sulfida golongan II, tetapi tidak untuk golongan III. Karena konsentrasi ion sulfida dapat dikontrol melalui pengaturan konsentrasi ion hidrogen, pengelompokan kation – kation dapat berubah dengan berubahnya pH dalam larutan. Dapat disimpulkan disimpulkan bahwa pengontrolan pH larutan larut an sangatlah penting.

E.

Jenis Reaksi dalam Analisis Kimia Anorganik Kualitatif

Beberapa jenis reaksi yang terlibat dalam analisis ini secara umur dibagai sebagai berikut. 1.

Pertukaran Ganda

Reaksi ini paling umum terjadi pada skema analisis kualitatif. Reaksinya dapat dinyatakan dalam persamaan reaksi molekul atau ion. Reaksi ini umumnya mengikutsertakan penggabungan penggabungan ion, dimana bilanagan oksidasi (valensi) spesi – spesi yang beraksi tidak Laboratorium Kimia Departemen Metalurgi dan Material FTUI

15

2018


berubah. Contoh reaksi dalam analisis kualitatif: kualitat if:

2.

H2SO4 +

PbCl2



PbSO4

+

2HCl

CuCl2 +

H2S



CuS

+

2HCl

Reaksi Redoks Redoks

Pada reaksi ini terjadi perubahan bilangan oksidasi yang disertai dengan pertukaran atau perpindahan elektron antara zat – zat yang bereaksi. Spesi yang mengalami oksidasi atau menangkap elektron disebut reduktor (zat pereduksi), sedangkan spesi yang mengalami reduksi atau melepas elektron disebut oksidator (zat pengoksidasi). Contoh dari hal ini terdapat pada reaksi dibawah ini: 2Fe3+

+

Sn2+



2Fe2+

+

Sn4+

Hilangnya warna kuning Fe 3+ (ciri Fe3+ dengan adanya HCl) menunjukkan bahwa Fe 3+ direduksi menjadi Fe 2+, sedangkan Sn2+ dioksidasi menjadi Sn4+.

3.

Reaksi Pembentukan Pembentukan Kompleks Kompleks

Ion atau molekul kompleks terdiri dari satu ion pusat dan sejumlah ligan yang terikat melalui ikatan koordin ko ordinasi. asi. Ion Io n kompleks umumnya umumnya dibentuk d ibentuk ion atau logam transisi sebagai atom pusat dengan molekul atau ion lainnya, seperti CN -, H2O, NH3 sebagai ligan. Banyaknya ligan yang terdapat pada suatu molekul kompleks disebut bilangan koordinasi. Pembentukan senyawa kompleks dalam analisis kualitat if kimia anorganik sering digunakan dalam pemisahan dan identifikasi zat karena dapat sebagai pengendali kelarutan endapan yang terbentuk dan umumnya berwarna khas. Misalnya pena mbahan NH3 kedalam larutan yang mengandung Ag + dengan reaksi yang terdapat pada contoh subbab efek komplekssebelumnya.

4.

Reaksi Penetralan Penetralan pada Senyawa Senyawa Amfoter

Beberapa hidroksida logam dapat bereaksi sebagai asam atau basa. Dengan demikian dapat larut dalam asam klorida maupun natrium hidroksida. Misalnya Al(OH)3 : Al(OH) 3 + 3H+ Al3+ + 3H2O Al(OH) 3 + OH- Al(OH)63- AlO33- + H2O atau Al(OH)3 + OH- Al(OH)4- AlO2- + H2O


16


2017

Kelarutan logam hidroksida amfoter ini dalam basa meningkat, karena membentuk ion 3-

-

kompleks orto aluminat (AlO 3 ) atau ion kompleks meta -aluminat (AlO 2 ). Berdasarkan pada sifat amfoter ini dapat dilakukan pemisahan. Misalnya, jika ke dalam larutan yang mengandung campuran garam Fe (III) dan Al (III) ditambahkan NaOH berlebih, besi hidroksida akan mengendap, tetapi aluminum hidroksida yang terbentuk akan mengendap lalu larut kembali membentuk ion aluminat. Hidroksida Hidroksida – hidroksida lainnya yang bersifat amfoter terdapat pada hidroksida dari logam Cr 2+, Zn2+, Sn2+, dan Pb2+.


17



2018

18


2018

BAB II PERALATAN DAN TEKNIS ANALISIS SEMIMAKRO

A.

Alat AnalisisSemimakro

Berikut merupakan peralatan yang digunakan untuk analisis kualitatif semimakro.

1.

Tabung Reaksi dan Tabung Sentrifuge

Tabung reaksi yang digunakan biasanya berukuran 4 mL (77 x 10 mm) atau 8 mL (100 x 12 mm). Bila endapan akan dipisahkan dari larutan, digunakan tabung sentrifuge. Untuk mencegah terjadinya bumping (loncatan yang berakibat hilangya sebagian atau seluruh larutan), pada pemanasan larutan dalam tabung reaksi maupun sentrifuge, dilakukan dengan meletakkannya di dalam gelas piala yang berisi air mendidih (penangasair).

2.

BatangPengaduk BatangPengaduk

Untuk mempermudah pencampuran larutan dalam tabung reaksi maupaun tabung sentrifuge, gunakan batang pengaduk. Pengadukan perlu dilakukan dalam mencuci endapan dengan air atau cairan lain agar kontak padatan dan cairan lebih baik.

3.

PipetTetes

Untuk memindahkan larutan dari suatu tempat ke tempat lain digunakan pipet tetes. Untuk mencegah terjadinya pengotoran pereaksi, gunakanlah satu pipet hanya untuk sat u jenis pereaksi. Kembalikan pipet pada tempatnya semula setelah digunakan. digunakan. Sebelum dipakai, pipet ini harus dikalibrasi untuk dapat mengetahui volume dari tetesan yang keluar. Caranya adalah dengan memasukkan air suling pada pipet yang bersih dan teteskan ke dalam gelas ukuran 5 mL. Hitunglah jumlah tetesan hingga meniskus berhimpit pada tanda t anda 5 mL. Ulangi kembali kalibrasi ka librasi sampai hasil yang diperoleh dipero leh tidak berbeda 2 tetes. t etes. Hitung volume 1 tetes dan tandailah pipet tersebut.

4.

Sentrifuge

Dalam analisis semimakro, endapan dipisahkan dari cairannya tidak dengan menggunakan kertas saring, tetapi dengan bantuan sentrifuge (pemusing). Dengan adanya gaya sentrifuge, endapan dan cairan dipisahkan atas dasar perbedaan kerapatan.Pemisahan


19


2018

dilakukan dalam tabung sentrifuge dan cairan jernih yang berada di atas endapan dapat diambil dengan pipet. digunakan ada yang berupa sentrifuge tangan dan sentrifuge listr ik. Sentrifuge yang digunakan Dalam pemakaiannya ada beberapa langkah yang perlu diperhatikan.: a.

Sediakan 2 buah tabung sentrifuge yang kira – kira besar dan da n bobotnyasama.

b.

Tabung yang satu diisi dengan larutan yang mengandung endapan yang akan dipisahkan, sedangkan tabung yang lain diisi dengan air suling dengan berat kira – kira sama sebagai penyetimbang. Hindarilah pengisian tabung kurang dari 1 cm dari mulut tabung.

c.

Masukkan kedua tabung tersebut ke dalam sentrifuge pada posisi yang berlawanan. Jalankan sentrifuge dengan maenaikkan kecepatannya perlahan – lahan. Untuk sentrifuge tangan usahakan sampai tercapai kecepatan maksimum dan dipertahankan

selama kira – kira 30 detik, lalu lepaskan dan dibiarkan berhenti sendiri. Untuk sentrifuge listrik, kecepatan dapat dinaikkan dengan menggeser tombol sampai

kecepatan tertentu (tidak perlu maksimal) dan biarkan selama kira – kira 30 detik. Selanjutnya tombol dikembalikan pada posisi semula dan dibiarkan sampai sentrifuge berhenti (kira – kira 30 detik). Hentikanlah segera alat sentrifuge listrik, apabila ada suaramencurigakan.

B.

TeknikAnalisis

Berikut merupakan teknik analisis dalam kimia analisis kualitatif.

1.

Pengambilan Pengambilan sampelanalisis sampelanalisis

Berat sampel untuk analisis harus berada ± 5 – 30 mg. Umumnya sampel seberat ini diperoleh dengan menggunakan ujung spatula semimikro yang cukup penuh dengan sampel bubuk. bubuk.

2.

Pelarutansampel

Larutan untuk analisis dibuat dengan melarutkan kira – kira 30 mg zat dalam 3 ml pelarut dalam gelas piala 5 mL atau tabung reaksi. Campurkanlah dengan baik hingga diperoleh pelarutan yang sempurna. Selanjutnya diambil 1 mL larutan tersebut untuk analisis dan sisanya untuk pengulangan bila perlu dilakukan. Jika sampel tidak larut sempurna dalam pelarut tersebut, dapat dicoba dengan pelarut – pelarut lain seperti diberikan pada petunjuk. Apabila Apabila sampel untuk analisis tetap tidak larut


20


2018

sempurna dalam pelarut – pelarut yang biasa digunakan, perlu dilakukan peleburan dari residu. Pertama – tama residu dicuci dan dikeringkan dengan baik. Bila pereaksi untuk melebur kering (misalnya Na2CO3), maka tambahkanlah secukupnya ke dalam tabung, dan usahakan tercampur baik dengan residu. Selanjutnya campuran dipindahkan ke tempat peleburan dengan menggunakan spatula mikro. Cara yang lebih umum dilakukan adalah mencuci residu dengan etanol di dalam tabung, keringkan, pelarut yang masih menempel diuapkan dengan meletakkan tabung dalam heating block beberapa menit. Kemudian residu r esidu yang kering dipindahkan ke tempat peleburan untuk perlakuan lebihlanjut.

3.

Penambahanpereaksi

Semua pereaksi dalam analisis skala ini, sebaiknya seba iknya ditempatkan dalambotol dalambotol yang dilengkapi dengan alat penetes. Apabila hendak meneteskan pereaksi kedalamtabung, hindarkan kontak ujung pipet dengan bagian dalam tabung. Hal ini untukmencegahter jadinya pengotoran pada pereaksi. Pengotoran Pengotoran pada pereaksi akan mempengarujikeseluruhananalisis. mempengarujikeseluruhananalisis. Dalam analisis seringkali diperlukan larutan yang bersifat asam ataubasa.Untukt ataubasa.Untukt ujuan ujuan tersebut ter sebut dapat digunakan kertas lakmus. Karena asam asa m atau basa yangditambahkandapat yangditambahkandapat memberikan uap diataslarutan

yang bersifat seperti pereaksi yang ditambahkan,pengujian ditambahkan,pengujian

sifat keasaman atau kebasaan dilakukan terhadap larutannya.

4.

PenambahanH 2S

Untuk penambahan H 2S ke dalam larutan, ada beberapa cara yang biasa digunakan, yaitu dengan generator jenis Kipp, menambahkan senyawa organik yang terhidrolisis dengan melepaskan gas H2S (misalnya thioasetamida), atau menggunakan larutan gas tersebut dalam aseton. Karena H2S berbau busuk dan beracun, maka generator pada cara pertama diletakkan di dalam lemari asam. Untuk mengendapkan garam – garam sulfida, cara kedua dan ketiga lebihdisukai. Kelarutan gas H2S dalam aseton pada temperatur ruang kurang lebih 20 gram tiap liter aseton. Larutan ini yang dibuat menurut petunjuk dan stabil untuk waktu sekurang – kurangnya 3 bulan. Karena larutan jenuh dalam aseton mengandung konsentrasi gas H 2S yang cukup tinggi, pereaksi yang diperlukan untuk mengendapkan golongan Cu, Sn, Zn hanya beberapa tetes saja. Aseton dapat larut tanpa mengakibatkan gangguan dan dikeluarkan denganpendidihan. Hal yang perlu diperhatikan adalah hindari kontaminasi pereaksi H 2S dalam aseton oleh asam karena ion hidrogen akan mendorong pembentukan pembentukan thioaseton dan berakibat hilangnya


20


2018

sifat pengendap sulfida dari pereaksi. Sebaiknya secara periodik keefektifan pereaksi diuji dengan larutan tembaga.

5.

Pemanasan dan penguapanlarutan

Pemanasan larutan dalam tabung semimikro atau sentrifuge sebaiknya dilakukan dengan penangas air (lihat A.1). Cara ini digunakan untuk proses penguapanlambat. Penguapan untuk memekatkan larutan atau mengeluarkan gas dengan cepat dapat dilakukan dengan menggunakan tabung didih semimikro dan pembakar mikro. Pemanasan dilakukan hati – hati dan secara berkala tabung didih ditarik dari api serta digoyangkan secara perlahan. Penguapan larutan sampai kering dalam gelas piala atau krus dapat dilakukan dengan meletakkan di atas permukaan heating block . Bila diperlukan temperatur yang lebih tinggi, misalnya untuk peleburan, dapat dilakukan dengan krus yang diletakkan pada segitiga porselin di ataspembakar.

6.

Pemisahanendapan

Pengendapan biasanya dilakukan dalam tabung reaksi dengan penambahan tetes demi tetes pereaksi. Selanjutnya endapan dipisahkan dari larutannya dengan menggunakan tabung sentrifuge. Untuk endapan – enadapan yang sangat halus dan bersifat koloid memerlukan

waktu pemusingan yang lebih lama. Pengendapan sempurna sangat penting, ini dapat diuji dengan penambahan satu tetes pereaksi lagi pada filtrat (sentrifugal) di atas endapan setelah di-sentrifuge. Apabila tidak terbentuk endapan lagi pada filtrat, pengendapan dapat dianggap sempurna. Cairan di atas endapan ini dapat diambil tanpa menganggu endapan, dengan cara dekantasi atau menggunakan pipet.

7.

Pencucianendapan

Setelah endapan dipisahkan dari larutan, endapan dicuci dengan penambahan beberapa tetes cairan pencuci yang umumnya air. Usahakan tercampur dengan baik, selanjutnya disentrifuge lagi dan larutan pencuci dipisahkan dengan bantuan pipet atau dekantasi. Biasanya

diperlukan 2 – 3 kali pencucian.


21


2018

Pemindahanendapan

Kadang – kadang diperlukan pemindahan sebagian endapan ke tabung yang lain dengan cara mensuspensi endapan dalam cairan yang sesuai (umumnya air) dan sejumlah larutan suspensi yang diperlukan dapat diambil dengan pipet .

9.

Pelarutanendapan

Endapan dapat dilarutkan dengan penambahan pereaksi dan suspensi yang dihasilkan diaduk dengan baik, bila perlu dipanaskan di atas penangas air hingga endapan larut. Jika dipanaskan larut sebagian, suspensi harus di-sentrifuge. Beberapa endapan bila dibiarkan terlalu lama akan mengalami proses pelapukan dan menjadi lebih sukar larut dalam pelarut. Oleh karena itu, sebaiknya endapan dilarutkan sesegera mungkin. Hindarilah penyimpanan endapan dalam waktu yang lama.

10.

Uji untukgas 2-

2-

2-

2-

-

Beberapa anion (misalnya CO3 , S , SO3 , S2O3 , ClO ) biasa diidentifikasikan berdasarkan gas yang dibebaskannya sebagai hasil reaksi atau penguraian dengan pereaksi yang sesuai. Untuk mendeteksi gas – gas, seperti NH 3, H2S, SO2, dapat digunakan kertas uji yang dapat berupa kertas saring yang telah dibasahi dengan pereaksi yang sesuai. Apabila pereaksi uji berupa cairan, maka dapat digunakan pipet tetes atau gas bubbler (gambar c). Identifikasi dengan penggunaan kertas uji dapat dilakukan dengan penempatan kertas tersebut agak diatas mulut tabung untuk menghindari menghindari kemungkinan terjadinya percikan antara antar a pereaksi dengan kertas uji. Pengujian dapat pula dilakukan dengan penggunaan corong kecil untuk menahan kertas uji yang dipotong sesuai dengan ukuran corong (gambar a). Setelah kertas uji tersebut diletakkan dalam corong, lalu basahi dengan satu tetes pereaksi. Tangkai corong pada tabung sentrifuge tertutup oleh kertas uji segera setelah gas yang dideteksi dibebaskan. Pemanasan tabung reaksi akan menyebabkan gas mengenai kertas uji. Akibat terjadinya kontak tersebut diperlihatkan dengan perubahan warna kertas uji. Pada percobaan ini, kertas saring dibasahi dengan cairan pereaksi hanya beberapa saat sebelum uji dilakukan. dilakukan.


22


2018

Untuk pereaksi uji berupa cairan, pipet yang berisi 0,5 – 1 mL pereaksi yang berfungsi sebagai tabung serapan, dimasukkan ke dalam tabung seperti pada gambar b. Masukkan pipet segera setelah reaksi yang membebaskan gas berlangsung. Untuk pereaksi berupa cairan dapat digunakan tabung serapan seperti pada gambar c dengan memasukkan 1 – 2 tetes pereaksi ke dalamnya. Uji menggunakan alat b dan c dapat pula dilakukan dengan pemanasan tabung dalam penangas air.

11.

Ujinyala

Senyawa logam – logam tertentu jika diuapkan pada bagian nyala bunsen akan memberikan warna khas pada nyala tersebut. Karena garam – garam klorida termasuk senyawa yang mudah menguap, maka sebaiknya uji dilakukan setelah mencampurkan sampel dengan sedikit HCl pekat. Uji nyala ini penting, terutama untuk penyelidikan logam – logam alkali dan alkali tanah. Untuk dapat memahami kejadian serta teknik uji nyala, pelajarilah kembali struktur atom dan struktur str uktur nyalabunsen. Pada uji ini digunakan kawat Pt atau Ni-Cr yang telah dibersihkan dengan cara mencelupkannya ke dalam HCl pekat dalam tabung reaksi atau kaca arloji, dan memanaskannya dalam nyala yang menpunyai temperatur tinggi. Ulangi beberapa kali, kawat yang sudah sudah bersih tidak akan memberikan warna nyala lagi. Pengujian sampel dilakukan dengan pencelupan kawat yang telah dibersihkan terlebih dahulu dengan HCl pekat dan selanjutnya ke sampel yang akan diperiksa. Kemudian dipanaskan pada temperatur tinggi dari nyala bunsen, dan amati warna nyala yang timbul. Untuk sampel – sampel yang lebih mudah menguap dapat dipanaskan pada daerah nyala bunsen dengan temperatur lebih rendah, sehingga perbedaan dalam kemampuan penguapan dapat dimanfaatkan untuk mengidentifikasi susunan campuran. Selain itu, logam dalam campuran dapat pula dilihat spektrumnya dengan penggunaan filter yang dapat menyerap pada daerah – daerah spektrum yang diinginkan. Misalnya, warna nyala K (ungu) yang tercampur Na (kuning) dapat dilihat dengan kaca kobalt yang berwarnabiru.

12.

Pembersihanalat

Semua alat gelas harus disimpan dalam keadaan bersih. Beberapa menit sebelum praktikum berakhir, hendaklah digunakan d igunakan untuk membersihkan peralatan. peralat an. Endapan anorganik yang menempel pada dinding tabung dan masih basah lebih mudah dicuci daripada yang sudah kering. Sikat tabung digunakan untuk membersihkan tabung dan alat – alat gelas lainnya, atau dapat pula dengan menggunakan menggunakan pelarut yangsesuai.


23


2018

Peralatan gelas yang sangat sa ngat kotor dan berlemak dapat dibersihkan dengan merendamnya dalam asam kromosulfat (asam sulfat pekat yang mengandung 100 gram K 2Cr 2O7 tiap liter) selama beberapa waktu. Selanjutnya dicuci dengan air kran sebanyak – banyaknya dan dibilas dengan air suling. Untuk pembersihan dapat pula dipakai deterjen yang sesuai. Bekerja dengan asam kromosulfat haruslah hati – hati. Kembalikan larutan yang sudah dipergunakan ke tempat semula dan jangan sekali – kali membuang ke bakpencuci. Pipet paling sering digunakan, karena itu kebersihan pipet merupakan syarat mutlak. Pipet yang segera dicuci pada setiap setelah pemakaian, mempermudah pembersihannya. Untuk melarutkan sulfide – sulfida oksida logam dan sebagainya dapat digunakan asam klorida. Setelah dicuci dengan air kran, bilaslah alat – alat tersebut dengan air suling.

13.

a.

Beberapa petunjukker petunjukkerja ja

Bekerjalah selalu dengan rapi dan sistematis. Meja yang rapi dengan peralatan yang teratur akan mempermudahpenggunaannya. mempermudahpenggunaannya.

b.

Baca petunjuk praktikum dengan baik sehingga Anda memahami maksud t iaplangkah. iaplangkah.

c.

Periksa etiket botol sebelum menambahkan pereaksi. Tambahkan seperlunya tetes demi tetes pereaksi. Kembalikan botol pereaksi yang sudah dipakai ke tempat semula. Penetesan pereaksi dengan pipet dilakukan di atas mulut tabung. Hindarkan sentuhan ujung pipet dengan apapun selain dari botolpereaksinya. boto lpereaksinya.

d.

Jangan gunakan pipet Anda untuk mengambil pereaksi. Tuangkan sedikit pereaksi ke tempat kecil yang bersih dan ambil dengan pipet Anda. Sisa pereaksi tidak boleh dimasukkan kembali ke botol pereaksi. Karena itu, ambillahseperlunya.

e.

Untuk

pengambilan

zat

padat,

dilakukan

dengan

cara

menuangkan

atau

mengguncangkan sedikit zat padat ke dalam kaca arloji yang kering dan bersih. Ambil dengan spatula sesuai dengan yang Anda perlukan dan sisanya jangan dikembalikan ke botol semua. Karena itu, diperkirakan baik – baik jumlah yang dituangkan pada kaca arloji. f.

Semua percobaan yang mengahasilkan asap atau gas – gas berbau busuk dan beracun (H2S, SO2, Cl2, dan lain – lain) harus dilakukan di lemariasa m.

g.

Hematlah selalu bahan kimia, gas, listrik. Matikan alat bila tidakdiperlukan. tidakdiperlukan.

h.

Sampah berupa padatan (kertas saring, gabus, dan lain – lain) dibuang ke tempat sampahyangtersedia,jangandibuangkesaluranair.Asamkuatdanbasakuattidak


24


2018

boleh dibuang langsung, langsung, tetapi harus diencerkan terlebih dahulu selanjutnya selanjutnya tenpat pembuangan disiram dengan air sebanyak-banyaknya. sebanyak-banyaknya. i.

Apabila analisis tidak segera dilakukan (menunggu jam atau periode praktikum), berilah etiket pada larutan dan endapan dengan jelas. Untuk mencegah masuknya debu, sebaiknya zat – zat tersebut ditutup dengan kertas saring. Hindarilah penyimpanan endapan dalam jangka waktulama.

j.

Semua pengamatan, baik positif, negatif, maupun yang belum dapat disimpulkan, sebaiknya segera dicatat setelah percobaan yang bersangkutan dilakukan. Penulisan hasil pengamatan tidak boleh ditunda untuk memperoleh pengamatan pengamatan yangcermat.


25


2018

BAB III SISTEMATIKA ANALISIS ANORGANIK KUALITATIF

Analisis anorganik kualitatif secara umum dibagi atas : a.

UjiPendahuluan

b. b.

Analisis sistematikkation

c.

Analisis sistematikanion

d.

Ujispesifik

A.

UjiPendahuluan

Uji pendahuluan dilakukan segera setelah sampel diterima dan ini dapat memberikan informasi yang berharga terhadap hasil analisis. Sebaiknya sampel dibagi menjadi tiga bagian untuk maksud uji pendahuluan, analisis sistematik kation, dan analisis sistematik

anion. Uji pendahuluan untuk sampel yang berbentuk larutan biasanya dilakukan dengan menguapkan larutan dengan hati – hati di atas penangas air sampai kering. Pengujian dilakukan terhadap residu padat. Apabila tidak terdapat residu padat, berarti sampel mengandung zat – zat yang mudah menguap seperti CO 2, NH3, HCl, (NH4)2CO3, NH 4Cl, H2S yang selanjutnya akan diuji khusus. Contohnya pada pengujian sulfida sepert i berikut. Sampel dalam tabung reaksi ditambah HCl encer dipanaskan di atas penangas air, uap/gas yang keluar ditampung dengan kertas Pb asetat, bila ada sulfida maka kertas Pb asetat akan berwarna hitam karena membentuk H2S. Pb2+ + H2S  PbS + 2H +

•

UjiNyala

Masukkan 2 – 3 mg zat ke dalam tabung reaksi dan basahkan dengan beberapa tetes HCl pekat. Masukkan kawat Ni-Cr/Pt ke dalamnya sehingga sebagian zat akan menempel pada kawat, kawat , selanjutnya selanjutnya dilakukan uji u ji nyala. Amati warna nyala yang terbentuk. Bila terlihat ter lihat warna kuning keemasan (Na) warna lain akan tertutup. Warna lain akan terlihat bila pengamatan warna dilakukan menggunakan menggunakan kacakobalt. Pengamatan Warna Nyala

Kesimpulan

Kuning keemasan


Na

26


Ungu (dengan kaca cobalt ungu

K

merah) Merah bata

Ca

Merah tua

Sr

Hijau kekuningan

Ba

Biru abu – abu

Pb, As, Sb, Bi

Hijau biru

•

2018

Cu

Uji H 2SO4 Encer

Masukkan 5 – 10 mg zat ke dalam tabung reaksi dan tambahkan beberapa tetes H 2SO4 1 M. Perhatikan reaksi – reaksi yang terjadi dalam reaksi dingin. Selanjutnya panaskan campuran pada penangas air dan amati hasilnya. Uji H 2SO4 pekat dapat dilakukan dengan cara yangsama. Hasil Pengamatan Uji H2SO4 encer No

1.

Macam Gas

Tidak berwarna dan tidak berbau

Reaksi

Gas

Anion yang Mungkin

Mengeruhkan air kapur

CO2

Karbonat, bikarbonat

SO2

Sulfit

SO2

Thiosulfat

H2S

Sulfida

CH3COOH

Asetat

NO2

Nitrit

Kertas iod-alkali hilang

2.

Tidak berwarna

warnanya atau kertas

dan bau

saring yang dibasahkan

menyesakkan

dengan K 2Cr 2O7 menjadi hijau warnanya

Bau 3.

menyesakkandan disertai pemisahanS

4. 5.

warnanya atau kertas saring yang dibasahkan dengan K 2Cr 2O7 menjadi hijauwarnanya

Berbau telur

Kertas Pb asetat menjadi

busuk

hitam

Berbau cuka

-

Berwarna cokelat 6.

Kertas iod-alkali hilang

dan bau merangsang

Kertas KI kanji berwarna biru


27


7.

•

Kuning hijau dan

-

bau menyesakkan

Cl2

2018

Hipoklorit

Uji IonAmonia

Campurkan 4 – 5 mg sampel semula atau beberapa tetes larutan untuk pengujian kation dengan larutan NaOH sampai basa lalu panaskan dengan penangas air. Amati uap yang keluar dengn kertas lakmus merah yang dibasahkan dengan air. Jika kertas lakmus berubah menjadi biru maka menunjukkan menunjukkan adanya ion amonia.

•

Uji IonAsetat

Tambahkan beberapa tetes H2SO4 pekat ke dalam beberapa mg sampel dan panaskan di atas penanggas air. Bila ada ion asetat maka akan timbul bau cuka. Untuk lebih meyakinkan dapat dilakukan dengan menambahkan sampel, H 2SO4 pekat, dan etil alkohol. Panaskan di atas penangas air. Bila ada ion asetat maka akan menghasilkan ester etil asetat yang berbau seperti pisangambon. -

CH3COO + H

+

 CH3COOH

CH3COOH + C2H5OH  CH3COOC2H5 + H2O

•

Uji IonKarbonat IonKarbonat

Ambil beberapa mg sampel semula, tambahkan sedikit air dan beberapa tetes HCl 6 M dan amati gas yang keluar. Jika gas yang keluar dapat mengeruhkan air barit [Ba(OH) 2] berarti di dalam sampel tersebut mengandung mengandung ion karbonat. Cara yang umum u mum dipakai d ipakai untuk menguji gas CO2 yang keluar adalah dengan mencelupkan batang pengaduk ke dalam air barit kemudian mendekatkan ke mulut tabung reaksi maka batang pengaduk akan menjadi keruh karena terbentuk endapan putihBaCO3.

B.

Sistematika Analisis KualitatifKation

Untuk tujuan analisis kualitatif kation, kation – kation diklasifikasikan dalam lima golongan berdasarkan sifat – sifat kation terhadap beberapa reagensia. Reagensia golongan

yang dipakai untuk klasifikasi kation umumnya adalah HCl, H 2S, amonium sulfida, dan amonium karbonat.


28


2018

Klasifikasi ini didasarkan atas apakah suatu kation berekasi dengan reagensia tersebut membentuk suatu endapan atau tidak. Dengan perkataan lain, klasifikasi kation didasarkan pada perbedaan kelarutan dari klorida, sulfida, sulfida, karbonat dari kation – kation tersebut. Sebelum klasifikasi kation dilakukan, sampel untuk pengujian kation harus dilarutkan terlebih dahulu. Cara melarutkan sampel untuk pengujian adalah menggunakan zat berikut secara berturut – turut : 1.

Air

2.

HCl encer 2 N atau denganpemanasan

3.

HClpekat

4.

HNO3 encer atau denganpemanasan

5.

HNO3 pekat

6.

Aqua regia (3 bagian HCl pekat dan 1 bagian HNO 3 pekat)

7.

Residu yang masih terting tert inggal gal dilarutkan d ilarutkan dengan pertolongan Na 2CO3 (sodaekstrak) Apabila dalam hal melarutkan dengan menggunakan asam (terutama asam pekat) maka

asam yang berlebihan harus diuapkan dengan penanggas air sampa kira – kira 1 mL. Kemudian diencerkan sehingga konsentrasinya sesuai dengan sekitar 1 gram zat per 50 mL. Pada saat pengenceran, mungkin terjadi endapan yang disebabkan oleh hidrolisis. Dalam hal ini, endapan dilarutkan kembali dengan menambahkan asam pekat tetes demi tetes. Dalam panduan ini digunakan klasifikasi klasifikasi kation berdasarkan berdasarkan sistem H2S, di mana kation dibagi menjadi lima golongan go longan sebagaiberikut. 1.

GolonganHCl

2.

GolonganH 2S

3.

Golongan(NH4)2S

4.

Golongan(NH4)2CO3

5.

Golongansisa

Uji Kation yang Dibagi dalam Lima Golongan

Pada larutan dingin (yang kira – kira mengandung 1 gram zat sampel per 50 mL) ditambahkan kira – kira 5 tetes HCl pekat . Kocok tabung reaksi sebaik – baiknya, biarkan endapan terjadi.

FILTRAT

Ditambahkan HCl pekat yang sama banyaknya, dipanaskan, kemudian dialiri H2S. Setelah 5 menit tambahkan beberapa tetes NH 4OH perlahan


ENDAPAN Golongan HCl

AgCl (putih)

29


2018

– lahan sampai kertas methyl violet violet berwarna hijau biru, kemudian

HgCl2 (putih)

panaskan lagi dan aliri H2S selama 10 menit.

PbCl2 (putih)

FILTRAT

ENDAPAN

Dicuci masing –

Dipanaskan untuk menghilangkan H 2S (periksa

Golongan H2S

masing dua kali

dengan kertas Pb asetat) tambahkan beberapa tetes As2S3

(kuning),

dengan

NH4Cl dan kemudian NH4OH sampai reaksinya As2S5

(kuning),

dingin sebanyak

agak basa (periksa dengan kertas lakmus).

Sb2S3

(jingga),

5 mL yang telah

Kemudian ditambahkan gas H2S lagi.

SnS

(cokelat), diberi berberapa

SnS2

(kuning), tetesHCl.

FILTRAT

ENDAPAN

Filtrat dididihkan dan kemudian

Golongan

ditambahkan

beberapa

tetes

CuS (hitam), CdS (cokelat),

(NH4)2S

NH4OH dan NH4Cl. Kemudian FeS

(hitam),

ditambahkan (NH4)2CO3sampai MnS

(merah

tidak terbentuk endapan lagi. daging),

ZnS

Panaskan

hingga (putih),

NiS

(hitam),

CoS

campuran

mendidih. ENDAPAN

Golongan

Golongan

Al(OH) 3(putih),

Sisa

(NH4)2CO3

Cr(OH)3 (putih).

– CaCO3 (putih),

garam

Mg, SrCO3

K, Na, dan NH4

yang

Mungkin di sini

dan

(kuning). S akan mengendap

jika

terdapat

zat

pengoksidasi. Jika filtrat

keruh,

asam

NH4OH, kemudian panaskan saring

(putih), Ca, Ba, Sr, Mg,

BaCO3(putih).

S

tambahkan kristal

(hitam),

FILTRAT

Garam

air

–

dan dengan

kertassaring.

asam

tidak

pengganggu pengganggu

berwarna.

seperti

oksalat,

fosfat, dan borat akan

ikut

mengendap.


30


2018

Skema Pemisahan Kation ke Golongan – Golongannya

Sampel awal (Kation Golongan I, II, III, I II, IV dan V) +HCl filtrat

endapan

Kation Golongan II, III, IV dan V

Kation Golongan I +HCl, H2S

endapan Kation Golongan III, IV dan V

Kation Golongan II

+NH4OH, NH4Cl, H2S endapan Kation Golongan IV dan V

Kation Golongan III

+(NH4)2CO3, NH4OH, NH4Cl endapan Kation Golongan IV


filtrat Kation Golongan V

31


2018

Pemisahan dan Identifikasi Kation Golongan I (Golongan ( Golongan HCl)

Sampel awal (Kation Golongan I,II,III,IVdan V) +HCl

filtrat

endapan Endapan AgCl, Hg2Cl 2, PbCl2 +Air Panas


filrat endapan Pb2+

AgCldanHg AgCldanHg2Cl2 +K2CrO 4

+H 2SO 4pekat

+NH4OH endapan

filtrat

PbCrO4 (kuning)

PbSO4 (putih)

Ag(NH3)2Cl Hg(NH2)Cl (putih) dan Hg (hitam)

+

Hg (+)

+HNO3

2+

Pb (+)

AgCl AgCl (putih)

+

Ag (+) Golongan klorida dari Ag +, Hg2+, dan Pb2+ tidak larut dalam air, sehingga dapat digunakan sebagai dasar pemisahan golongan I dari golongan II, III, IV, dan V. Karena terdapat klorida – klorida golongan I yang tidak larut, penambahan HCl akan mengendapkan AgCl, HgCl2, dan PbCl 2, sesuai dengan persamaan reaksi reaks i : Ag+ + Cl- AgCl Hg2+ + Cl- HgCl2 Pb2+ + Cl- PbCl2


32


2018

PbCl2 larut dalam air panas, sehingga dapat digunakan untuk memisahkannya memisahkannya dari AgCl dan HgCl2. Pb dapat diidentifikasi dengan uji spesifik menggunakan ion K 2CrO4 yang akan membentuk endapan kuning PbCrO 4, sesuai dengan persamaan reaksi : Pb2+ + CrO4 2- PbCrO 4 Selanjutnya AgCl dapat dipisahkan dari HgCl 2 dengan menambahkan NH 4OH karena 2+

AgCl larut dalam NH4OH dan membentuk ion kompleks Ag(NH 3) : AgCl +NH4OH  Ag(NH3)2+ + ClUji spesifik Ag selanjutnya dilakukan dengan menambahkan HNO 3 ke dalam larutan yang mengandung ion kompleks Ag(NH 3)2+ dan akan menghasilkan endapan AgCl yang berwarna put put ih. Ag(NH3)2+ + Cl- + 2H+ AgCl + 2NH 4+ Ketika AgCl larut di dalam NH4OH, HgCl2 tidak akan larut. Endapan yang terjadi adalah endapan hitam Hg dan Hg(NH 2)Cl yang berwarna putih. Adanya endapan hitam menunjukkan adanya Hg di dalam larutantersebut. HgCl2 + 2NH3 Hg + Hg(NH2)Cl + NH4Cl


33

2018


Pemisahan dan Identifikasi Kation Golongan II (Golongan H2S)


+HCl, H2S

filtrat

endapan Kation Golongan II

KationGolongan III, IV danV

+Na2S2 endapan

filtrat

PbS,CuS,Bi2S3,CdS

endapan

3-

+HCl encer

+HNO3 encer

2-

3-

2-

As2S4 ,HgS2 ,SbS4 ,SnS 3

filtrat Dibuang

2+

2+

3+

Pb , Cu , Bi , Cd

Filtrat

2+

dibuang

+H2SO4

endapan

As 2S5,HgS,SbS5,SnS2

Filtrat +HCl encer

PbSO4 2+

3+

Cu , Bi , Cd +CH3COONH4

endapan As2S5, HgS

endapan

Pb

PbCrO4 (Kuning)

+Mg,HCl

2+

+NH4OH

2+

+K2CrO4

endapan

Bi(OH)2

+Mg, HCll HC

+NH4OH encer

3+

Sb , Sn

4+

+H2C2O4, H2S

endapan filtrat

filtrat

HgS Cu(NH3)4, Cd(NH3)4 +KI +KCNS,H2S

filtrat

+HCl,K4Fe(CN)6

+HCl, HNO3

AsS

2+

endapan filtrat

4

+HCl

Sb2S3 (jingga)

dibuang 3+

Sb (+)

2+

2+

Pb (+)

Hg

BiI3 (hitam) CdS (Kuning)

Cu2Fe(CN)6 (merah)

+SnCl2

As2S5 (kuning)

Hg2Cl2 (putih) Dan Hg(hitam) 3+

Bi (+)

+Hg2Cl2

2+

Cd (+)

Sn2+

Hg2Cl2 (putih) Dan Hg(hitam)

2+

Cu (+) 2+

Hg (+)

5+

As (+) 2+

Sn (+)

Apabila H2S dialirkan ke da lam larutan asam HCl 0,3 M yang mengandung kation – kation golongan golongan II, III, IV, dan V hanya sulfida – sulfida dari golonganIIsaja


yang

34


2018

mengendap dan sulfida dari golongan III, IV, dan V akan larut. Sulfida Sulfida – sulfidayangmengendapadalahCuSdanBi2S3 yangberwarnahitam;Sb2S3danSb2S5yangberwarna jingga;CdS,As2S3,As2S5,danSnS2 yangberwarnakuning;sertaSnSyangberwarnacokelat. Pemisahan sub-golongan Cu (Cu, Bi, Cd) dari sub-golongan As (As, Sb danSn)dilakukandengan menambahkan Na 2S2 ke dalam larutan. Logam – logam subgolonganCuakan mengendap sedangkan logam – logam sub-golongan As akan larut. Larutnyasub-golongan As ini dikarenakan Na2S2 mengoksidasi As, Sb, dan Sn dengan valensi rendahkevalensi yang tinggi dengan pembentukan garam-garam thio yanglarut,sesuai

dengan

persamaan reaksi : 22 As2S3 + 3S 3S 2 2AsS4 + S

As2S5 + 3S

2-

2-

 2AsS 4

Analisis Sub-golongan Tembaga (Cu)

Sulfida – sulfida dari golongan Cu (CuS, Bi 2S3, CdS) mudah larut di dalam HNO3encer, sesuai dengan persamaan reaksi: 3 CuS + 8H + + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H 2O + 3S Setelah mendapatkan kation – kation Cu 2+, Bi3+, dan Cd 2+, Bi3+ dapat dipisahkan dengan menambahkan NH4OH karena Bi3+ akan membentuk endapan Bi(OH) 3 sedangkan Cu 2+ dan 2+

Cd akan larut di dalam NH 4OH yang berlebih membentuk ion kompleks. Bi3+ + 3OH- Bi(OH)3 2+

Cu + 4NH3 Cu(NH3)4

2+

Cd 2+ + 4NH3 Cd(NH3)2+ Uji spesifik untuk membuktikan adanya endapan Bi(OH) 3dilakukan

dengan

menambahkan Na stanit yang akan menghasilkan endapan hitam Bi, sesuai dengan persamaan reaksi : 2 Bi(OH)3 + 3 SnO 22- 2 Bi + 3 SnO 32- + 3H2O Warna biru yang jelas pada larutan kompleks Cu(NH 3)42+ menunjukkan adanya Cu 2+. Uji spesifik dapat dilakukan dengan menambahkan ion ferrosianida dalam suasana asam yang kemudian akan menghasilkan endapan merah cokelat cupri ferrosianida, persamaan reaksi yang terjadi adalah : Cu(NH3)42+ + 4H+ Cu2+ + 4NH4+


35

2018


2Cu2+ + Fe(CN)64- Cu2Fe(CN) 6 (merah cokelat) Pemisahan Cu dari Cd dapat menggunakan perbedaan sifat – sifat ionnya. Tembaga (II) akan membentuk kompleks tetra amina sedangkan kadmium akan membentuk kompleks tetrasiano. Pada reaksi ini, ion tembaga (II) direduksi menjadi tembaga (I), warna biru tua, dan NH3akan hilang sehingga larutan menjadi tidakberwarna. Cd(NH3)42+ + 4CN- + 4H2O  Cd(CN)4 2- + 4NH4OH 2+

-

2-

Cu(NH3)4 + 4CN + 4H2O  Cu(CN) 4 + 4NH4OH 2Cu(CN)42- 2Cu(CN) 2- + (CN)2 + 2CN2-

Identifikasi Cd dilakukan d ilakukan dengan mengendapkan CdS dari ionkompleksCd(CN) 4

dengan

menambahkan H2S. Kompleks Cd 2+ dengan ion sianida berdisosiasi memberikan Cd + yang cukup untuk membentuk CdS dengan H 2S, persamaan reaksinya : Cd(CN)4

2-

2+

Cd

+4CN

-

Cd2+ + H2S  CdS +2H+ Ion Cu yang ada sebagai ion kompleks sianida monovalen sangat sedikit mengion karena stabil. Jadi penambahan H2S tidak akan mengendapkan Cu dan yang ada hanya endapan kuning CdS.

Analisis Sub-golongan Arsen (As)

Bila asam ditambahkan ke dalam larutan garam – garam kompleks thio dari golongan As, anggota golongan ini akan kembali mengendap sebagai sulfida, sesuai dengan persamaan reaksi : 2AsS 3- + 6H+ As S + 3H S 4

2 5

2

2SbS3-+ 6H+ Sb S + 3H S 4

2-

SnS + 6H 3

2 5

+



2

SnS + H S 2

2

Pemisahan selanjutnya dilakukan dengan penambahan HCl pekat. Pada penambahan HCl pekat ini SnS2 dan Sb2S5 akan larut sedangkan As2S5 tidak larut, sehingga As2S5 dapat dipisahkan, persamaan reaksi yang terjadi adalah : SnS2 + 4HCl  SnCl4 + 2H2S Sb2S5 + 6HCl  2SbCl3 + 3H2S + 2S


36


2018

Uji spesifik Sb3+ dapat langsung dilakukan tanpa harus memisahkan Sn4+ terlebih dahulu. Pemisahan ini dilakukan dengan menambahkan asam oksalat dan H 2S. Sb akan membentuk endapan berwarna jingga, sedangkan Sn 4+ akan membentuk ion kompleks bersama ionoksalat. Untuk uji spesifik Sn, Sn 4+ harus direduksi dahulu menjadi Sn 2+ dengan menambahkan serbuk Mg atau Fe, sesuai dengan persamaan : 4+

2+

2+

Sn + Fe  Sn + Fe 4+

+

2+

Sn + Mg  Sn + Mg

Jika di dalam larutan terdapat Sb, maka Sb akan mengendap mengendap sebagai endapan hitamdan endapan dibuang terlebih dahulu. Setelah mendapatkan Sn 2+, selanjutnya ditambahkan HgCl2yang akan menghasilkan endapan abu – abu yang terdiri dari endapan hitam Hg dan endapan putih Hg2Cl2. HgCl2 + SnCl2 Hg + SnCl4 (kelebihan SnCl2) 2HgCl2 + SnCl2 Hg2Cl2 + SnCl (kelebihan HgCl 2) Warna endapan ini tergantung dengan jumlah dar i SnCl2 dan HgCl2 yang berada di dalam larutan. Uji spesifik untuk As dilakukan dengan melarutkan As2S5 ke dalam NH 4OH, sesuai dengan persamaan reaksi : As2S5 + 6 NH 4OH  (NH4)3AsO3S + (NH4)3AsS4 + 3H2O Kemudian untuk menunjukkan menunjukkan adanya arsenik, ke dalam larutan t ersebut ditambahkan HCl sehingga As2S5 mengendap kembali, sesuai dengan persamaan : (NH4)3AsO3S + (NH4)3AsS4 + 6HCl  As2S5 + 6NH4Cl + 3H 2O


37

2018


Pemisahan dan Identifikasi Kation Golongan III (Golongan (NH4)2S)

Kation Golongan III, IV dan V

+NH 4OH,NH4Cl,H2S

filtrat endapan Kation Golongan IV dan V

Kation Golongan III

+HCl Encer

+NaOH, Na2O2

endapan

filtrat 2+

3+

+HCl,HNO3

3+

endapan

2+

2+ Co ,Ni

2+

2+

filtrat

Fe(OH) 3, Mn(OH) 2

+NH4OH

3-

3-

2-

AlO ,CrO ,ZnO 3

+NH4OH

+HNO3

endapan S

3+

Fe .Fe ,Al .Cr ,Mn danZn

CoSdanNiS

4

2

+HNO3

filtrat 2+

+[Nitrosol Naphthol]

Co(NH3) 4 2+ ,NI(NH3)

Endapan merah

2+

+HNO3, PbO2

3+

3-

Endapan merah

2+

Al ,CrO4 ,Zn

4

+[Dimetil glioksin]

dibuang

3+

Fe ,Mn

+HC2H3O2, BaCl2

filtrat

+K4Fe(CN)6

endapan

-

MnO4 (ungu)

Larutan biru tua

Al(OH)3 (putih)

Zn(NH3)4 2,CrO

2+

4

endapan

filtrat

3+

Al (+)

2+

Co (+) 2+

Ni (+)

3+

Fe (+)

2+

Mn (+)

BaCrO4 (kuning)

Zn2+ +H2S

3+

Cr (+)

ZnS (putih)

2+

Zn (+)

Dasar pemisahan golongan golongan III dari golongan golongan IV dan V adalah adala h sulfida golongan III akan mengendap dalam larutan amonikal sedangkan golongan IV dan Vakanlarut.

Untuk

mencegah adanya endapan Mg(OH) 2 maka ditambahkan NH4Cl untuk menekan ionisasi NH4OHsehinggakonsentrasiOH-tidakcukupuntukmembentukMg(OH)2.Beberapaiondi golongan ini berwarna sehingga akan memudahkan dalam mengidentifikasi ion – ion tersebut


38


2018

dengan mengamati warna larutannya. Contohnya Co 2+ berwarna merah muda, Ni2+ berwarna hijau, Fe2+ berwarna hijau muda, Fe 3+ berwarna kuning muda, Cr 3+ berwarna hijau gelap, Mn2+ berwarna merah muda atau tidak berwarna. Bila larutan yang mengandung kation golongan III tidak berwarna, maka ion – ion sepert sepertii Ni2+, Co2+, dan Cr 3+ dapatdisisihkan. Informasi tambahan dapat diperoleh pada saat penambahan NH4OH untuk membasakan larutan. Pada saat penambahan, ion – ion Zn, Ni, dan Co membentuk kompleks kompleks sedangkan Fe, Cr, dan Al membentuk endapan hidroksida, yaitu Fe(OH) 3 berwarna merah cokelat, Cr(OH)3 berwarna hijau, dan Al(OH)3 berwarna putih. Reaksi – reaksi yang terjadi adalah : 2+

2+

2+

2+

Ni + 4NH3 Ni(NH3)4

Co + 4NH3 Co(NH3)4

Zn2+ + 4NH3 Zn(NH3)42+ 3+

+

3+

+

3+

+

Fe + 3NH4OH  Fe(OH)3 + 3 NH4 Cr + 3NH4OH  Cr(OH)3 + 3 NH4

Al + 3NH4OH  Al(OH)3 + 3 NH4

Endapan sulfida dari Ni, Zn, dan Co baru terbentukdengan terbentukdengan penambahan H 2S sedangkan ketiga endapan hidroksida tidak berubah. Ni(NH3)42+ + S2- NiS + NH3Fe2+ + S2- FeS Sebagian Fe(OH)3 kemungkinan berubah menjadi FeS. 2Fe(OH)3 + 3 H2S  2FeS + S + 6H 2O Pemisahan logan Co dan Ni dari logam lain di golongan ini adalah dengan penambahan HCl encer. CoS dan NiS akan sukar larut sedangkan sulfida dan hidroksida logam lainnya akan mudah larut. Agar pemisahan Co dan Ni dapat berjalan dengan baik, usahakan kontak antara Co dan Ni dengan HCl tidak terlalu lama. Pemisahan Fe dan Mn dari Al, Cr, dan Zn dilakukan dengan penambahan NaOH. Dengan penambahan ini, ini, Al, Cr, dan Zn yang bersifat amfoter akan larut dalam NaOH berlebih. Untuk uji Cr, Cr, dilakukan penambahan Na2O2 (natrium peroksida) ke dalam larutan untuk mengubah Cr 3+ menjadi CrO42-. Persamaan reaksi yang ter jadi adalah : Zn(OH)2 + 2OH- Zn (OH) 42- atau ZnO22- + 2H2O Al(OH)3 + 3OH- Al(OH)63- atau AlO33- + 3H2O


39


2018

Al(OH) 3 + OH- Zn (OH) 4- atau AlO2- + 2H2O 2Cr(OH)3 + 2Na2O2 2Na2CrO4 + 2NaOH + 2H 2O Pada penambahan Na 2O2, Mn(OH)2 juga mengalami oksidasi, menurut persamaan reaksi : Mn(OH) 2 + Na2O2 MnO2 + 2NaOH Pemisahan di atas menghasilkan menghasilkan tiga t iga sub-golongan, sub-golongan, yaitu sub-golongan nikel (Ni dan Co), Co) , sub-golongan sub-golongan besi (Fe dan Mn), dan sub-golon su b-golongan gan alumunium (Al, Cr, dan Zn).

Analisis Sub-golongan Nikel

CoS dan NiS sangat mudah larut dalam larutan yang mengandung klor bebas, yang dihasilkan dari pencampuran HCl dan HNO 3 (aqua regia). HNO3 + 3HCl  Cl2 + NOCl + 2H 2O Klor bebas segera bereaksi dengan sulfida – sulfida Co dan Ni menurut menurut persamaan : CoS + Cl2 CoCl2 + S Uji untuk Co dan Ni dapat dilakukan dalam larutan yang sama tanpa saling mengganggu, jadi tidak perlu melakukan pemisahan terlebih dahulu. Pereaksi organik yang digunakan untuk mengecek kedua ion, antara lain dimetil glioksim jika direaksikan dengan Ni akan menghasilkan endapan merah jingga dan αα -nitroso β-naphthol β-naphthol jika direaksikan dengan Co akan menghasilkan endapan merah gelap.

Analisis Sub-golongan Besi

Adanya kedua logam (Fe dan Mn) dapat diuji dalam satu larutan tanpa saling mengganggu. Uji spesifik Fe 3+ dapat dilakukan dengan menambahkan K 4 Fe(CN) 6 yang menghasilkan endapan biru tua dari Ferri Ferrosianida, yang biasa disebut “Prussian Blue”. Reaksi yang terjadi adalah : 3+

4Fe + 3Fe(CN)6

4-

 Fe4[Fe(CN)6]3

Uji spesifik Mn dapat dilakukan dengan menambahkan PbO 2 atau NaBiO3 + HNO3 pada oksida MnO2. Pada penambahan ini akan menghasilkan MnO 4- yang berwarna ungu. Persamaan reaksi yang terjadi adalah : 2MnO2 + 2PbO2 + 4H

+

-

 MnO4 +

2+

3Pb + H2O

2MnO2 + 3NaBiO3 + 10H + 2MnO4- + 3Na+ + 3Bi3+ + 5H2O


40


2018

Analisis Sub-golongan Alumunium

Pemisahan Al3+ dari CrO42- dan Zn2+ dilakukan dengan menambahkan NH 4OH. NH4OH akan bereaksi dengan Al3+ membentuk gelatin putih Al(OH) 3, sedangkan Zn2+ akan 2+

2-

membentuk ion kompleks Zn(NH 3)4 dan CrO4 tidak dipengaruhi oleh NH 4OH. Persamaan reaksi yang terjadi adalah : 3+

+

Al + 3NH4OH  Al(OH)3 + 3NH4 2+

2+

Zn + 4NH3 Zn(NH3)4

Pemisahan Cr dilakukan dengan menambahkan ion Ba 2+ di dalamlarutanasam

asetat.

Pada pemisahan ini akan terbentuk endapan BaCrO4. Persamaan reaksi yang terjadi adalah : CrO42- + Ba2+ BaCrO4 Pemisahan Zn dilakukan dengan menambahkan H 2S dalam tingkat t ingkat keasaman rendah di filtrat yang telah dipisahkan CrO42- nya. Persamaan reaksi yang terjadi adalah : 2+

Zn + H2S  ZnS + 2H


+

41

2018


Pemishan dan Identifikasi Kation Golongan IV

Endapan setelah dicuci dan dilarutkan dalam sedikit mungkin CH 3COOH encer yang panas. Diteteskan Ditet eskan CH3COONH4 + K 2CrO4 sampai tidak terjadi endapan kuning lagi, dikocok dan campuran dipanaskan sebentar. Endapan E ndapan dicuci dengan air dingin. FILTRAT

ENDAPAN

Ca(CH3COO)2 dan Sr(CH3COO)2

BaCrO4 kuning

Jika larutan berwarna jingga, dituangi NH4OH sampai Endapan warna berubah menjadi kuning dan perlahan – lahan

dalam HCl encer yang

dituangi alkohol 96% yang sama banyaknya. Maka panas endapan kuning akan terbentuk.

dilarutkan

dan

diuapkan

sampai dingin.Ditambah

FILTRAT

ENDAPAN

Dipanaskan dan dituangi

SrCrO4 kuning.

-

CH3COOH , CH3COONH 4

dan

K2CrO4 terbrntuk lagi

(NH4)2C2O4 (ammonium

larutan kuningBaCrO4.

oksalat). Endapan putih dari Ca(C2O4) Ca

Sr


Ba

42


2018

Kation golongan IV dan V

+NH4 Cl, NH4OH, (NH4)2CO3 filtrat endapan Golongan V CaCO3, BaCO3 ,SrCO3 +CH3 COOH 2+

2+

2+

Ca , Ba , Sr

2+

2+

Ca dan Sr +CH3 COONH4, K2CrO4

+ NH4OH dan C2H5OH

filtrat

endapan

endapan

filtrat Ca2+

SrCrO4 (kuning) BaCrO4 (kuning) +HCl

+(NH4)2SO4

Uji nyala : hijau

SrSO4 (putih)

endapan + (NH4)2 C2O4 filtrat

CaC2O4 (putih)

+HCl + H2SO4 2+

Ba (+)

Uji nyala : merah

buang

Ca2+ 2+

Sr (+) Uji nyala : merah bata

2+

Ba (+)

Reaksi yang Terjadi dalam Pemisahan dan Identifikasi Kation Golongan IV

Pemisahan golongan barium (IV) dan golongan alkali (V) dilakukan dengan penambahan (NH4)2CO3 ke dalam larutan basa yang mengandung NH 4+ (dari NH4Cl) 2+

+

+

berlebih.TerbentukendapanBaCO berlebih.Terbentukendap anBaCO3,SrCO3danCaCO3sedangkanMg ,K ,Na dalam larutan. Ba2++ CO32- BaCO3 Sr 2+ + CO32- SrCO3 Ca2+ + CO32- CaCO3 Pemisahan Ba2+ dari Sr 2+ dan Ca2+ (lihat skema) didasarkan pada kenyataan bahwa BaCrO4 tidak larut dalam asam asetat sedangkan SrCrO4 dan CaCrO4 larut. Jadi bila ion kromat (K 2CrO4) ditambahkan ke dalam larutan asetat yang mengandung Ba 2+, Sr 2+ dan Ca2+, hanya Ba2+ saja yang mengendap sebagai BaCrO4. Ba2+ + CrO42-BaCrO4


43


2018

Pemisahan Sr 2+ dari Ca2+didasarkan pada kelarutan CaCrO4 yang lebih besar.Bila alkohol ditambah ke dalam larutan yang mengandung Sr 2+, Ca2+dan CrO42- berkurang sehingga cukup untuk mengendapkan dari larutan, sedangkan Ca 2+ tetap tinggal di dalam larutan. Ca2+ kemudian dapat diendapkan dengan iion oksalatC 2O42-. Ca2+ + C2O42-CaC2O4


44

2018


Pemisahan dan Identifikasi Kation Golongan V

Oleh sebab dalam melakukan prosedur sebelumnya telah dibubuhi garam – garam NH 4 makacairan setalah prosedur pro sedur E tidak dapat lagi digunakan digunakan untuk penyelidikan NH 4. NH4+

: Dari larutan semula ditambahkan NaOH dan dipanaskan didalam

tabung reaksi,

+

bila mengandung NH 4 akan mengeluarkan gas NH 3. Ini dapat dibuktikan dengan mencium baunya atau dengan secarik kertas lakmus merah yang basahyang diletakkan di atas tabung reaksi menjadi biru. 2+

Mg

: Larutan bening yang didapat dari pemisahan golongan 4

ditambahkan

dengan

NH4OH dan Na2HPO4 akan membentuk endapan put ih dariMg(NH4)PO4. +

+

+

+

K /Na : Penyelidikan terhadap K dan Na tergantung dari hasil diatas dapat dilakukan menurut 3 cara, yaitu : a.

Bila tidak ada kationlain kationlain

Dipakai langsung dari zat awal. b.

Bila hanya terdapatNH terdapatNH 4

+

Zat semula dipanaskan supaya NH4 hilang.Sisanya dilarutkan dalam air dan +

+

disaring. Lalu cairannya digunakan untuk penyeidikan K dan Na . c.

Bila terdapat kation dari dari golonganlain

Filtrat dari pemisahan golongan 4 diuapkan hingga kering kemudian dipanaskan

untuk

menghilangkan

NH 4 kemudian

dilarutkan

dan

ditambahkan Ba(OH)2 sampai sifatnya basa, dan dipanaskan hingga MgOH menguap. Kemudian ditambahkan (NH 4)2CO3 untuk mengendapkan sisah ion Ba2+ sebagai BaCO3, disaring dan cairannya diuapkan. Sisahnya dipanaskan untuk menghilangkan (NH 4)2CO3 kemudian dilarutkan dalam air (paling banyak 5 mL) dan kalau perludisaring. K +

: Diatas kaca arloji diambil beberapa tetes cairan tersebut lalu diteteskan Na3[Co(NO2)6] akan terbentuk endapankuning.

Na

+

+

: Ambil cairan tersebut untuk pengujian nyala, bila mengandung ion Na akan berwarnakuning


45

2018


Kation Golongan V

Zat Awal

NH3 (Membirukan lakmusmerah)

+Na3[Co(NO2)6]

+NH4OH,Na2HPO4

+NaOH

MgNH4PO 4 (putih)

K3[Co(NO2)6] (kuning)

Uji nyala

Kuning Na+

2+

Mg (+)

+

UnguK

+

NH4 (+) +

K (+) +

Na (+)

Reaksi yang Terjadi Dalam Pemisahan dan Identifikasi Kation Golongan V 2+

Dasar untuk identifikasi Mg adalah pengendapan Mg(NH4)PO4 dalam larutan amoniakal dengan NaHPO4. Garam garam Na, K dan NH4 dengan fospat akan tetap larut. Mg2+ + NH4+ + PO4 3- Mg(NH4)PO4 Natrium dan kalium dapat diidentifikasi tanpa dipisahkan terlebih dahulu, ion kalium akan membentuk endapat kuning dengan larutan Na 3[Co(NO2)6]. 3K + + Na3[Co(NO2)6]  K 3[Co(NO2)6] + 3Na+ Baik Na maupun K dapat dikomfirmasi dengan uji nyala.K memberi waena ungu kemerah – merahan bila dilihat melalui kaca kobalt (untuk menyaring warna nyala kuning dari Na). Na akan memberi warna kuning halus selama beberapa detik bila terdapat ion Na didalamsampel. Ion Amonium dapat dideteksi dari zat awal dengan keluarnya gas NH 3 bila ditambahkan basa kuat didalamnya. +

-

NH4 + OH  NH3 + H2O Gas amonia dapat dideteksi dari bau dan dapat membirukan lakmus merah.


46


C.

2018

Sistematika Analisis KualitatifAnion

Pengujian terhadap anion relatif lebih sederhana dan dapat dilaksanakan dengan gangguan – gangguan minimun dari ion – ion lain yang ada dalam larutan. Pemisahan dan identifikasi secara sistematik akan memakan waktu. Umumnya, uji identifikasi dapat dilaksanakan dengan mudah dan cepat. Analisis kation terlebih dahulu lebih menguntungkan karena dapat membantu meniadakan kemungkinan adanya anion – anion tertentu berdasarkan hasil analisis kation. Misalnya, jika sampel larut dalam air dan mengandung ion Ba 2+, maka kemungkinan adanya ion SO42-, CO32-, PO43-dan lain – lainyang membentuk garamyang sukar larut dalam air dapat diabaikan. Pengujian yang biasa dilakukan dalam analisis anion terbagi atas : 1.

Uji ion karbonat, amonia, asetat, sulfida, dan pengaruh H 2SO4 encer/ pekatterhadap sampel (ujipendahuluan)

2.

Uji untuk zat pengoksid pengoksid dan zatpereduksi

3.

Pembagian golongananion

4.

Uji pemastiananion Pengaruh penambahan asam encer maupun pekat dapat memberikan informasi tentang

anion sampel. Asam anion yang terbentuk pada reaksi ini dapat mengalami penguraian dan oksidasi menghasilkan gas yang dapat diidentifikasi dari warna atau bau.

Soda Ekstrak

Garam Na, K, dan amonium pada umumnya dapat dilarutkan dalam air dan larutan ini dapat digunakan langsung untuk penyelidikan anion. Kalau di samping kation tersebut terdapat kation lain, maka zat asal perlu dimasak dengan Na2CO3 supaya sisa – sisa asamnya membentuk garam Na yang mudah larut dalamair. Cara pembuatan soda ekstrak antara lain : campurkan 200 mg zat sampel dengan 400 mg Na2CO3, ditambah dengan 2 – 5 mL aquades, dan panaskan selama 10 menit. Endapan kemudian disaring dan dicuci. Filtrat dicampur dengan air cucian pertama dan ditambahkan air sampai volumenya mencapai 25mL. Soda ekstrak ini digunakan untuk uji anion. Endapan (residu) pada pembuatan soda ekstrak ini mengandung kation – kation yang terikat sebagai karbonat. Endapan (residu) tersebut kemudian dilarutkan secara berturut – turut dengan HNO 3 2 N dan aqua regia. Kation yang mungkin terkandung dalam endapan (residu) tersebut adalah : •

Silikat(SiO2)

•

CaF2


47

2018


•

Ag-halogenida

•

SnO2

1.

Uji untuk ZatPengoksid ZatPengoksid

•

Oksida – oksida Al2O3, Fe2O3, dan Cr 2O3.

Asamkan beberapa tetes SE dengan H 2SO4 encer. Secara perlahan – lahan teteskan larutan diphenil amine dalam H 2SO4. Timbulnya warna biru menunjukkan adanya zat pengoksid seperti nitrit, nitrat, klorat, kromat, permanganat. permanganat.

2.

Uji untuk ZatPereduksi ZatPereduksi

Asamkan beberapa tetes SE dengan H 2SO4 dan tambahkan 3 tetes H2SO4 berlebih. Tambahkan 2 – 3 tetes KMnO 4 encer (1 tetes KMnO 4 0,02 M diencerkan dengan 4 tetes air). Hilangnya warna larutan KMnO 4 menandakan adanya zat pereduksi seperti sulfit, tiosulfat, sulfida, nitrit, bromida, iodida, dan arsenit. Jika warna hilang setelah larutan dipanaskan, terdapat indikasi adanya oksalat.

3.

Uji untuk Golongan padaAnion

Penggo Penggo longan longan anion did d idasarka asarkan n pada kenyataan bahwa ion – ion : 2222232Golongan I(golongansulfat) : SO , CO , CrO , AsO , AsO , PO , SO ,dan 4

3

4

4

3

4

3

BO32- mengendap dengan Ba 2+ dalam suasana larutan yang amoniakal. Golongan II(golonganhalida)

: Cl-, Br -, I-, S2- mengendap denganAg +dalam

asam

larutan HNO3. GolonganIII(nitrat)

-

-

-

: NO3 , NO2 , CH3COO semua garamnyalarut.

Pengendapan golongan I dilakukan dengan NH 4OH dan BaCl2, larutan ini harus sedikit netral atau sedikit basa karena sebagian besar garam – garam barium pada golongan ini larut dalam asam dan endapan tidak akan terbentuk. Pengendapan golongan II dilakukan dengan HNO 3 dan AgNO 3, bila larutan tidak diasamkan dan terdapat anion golongan I, maka sebagian anion – anion ini akan mengendap sebagai garam perak. a.

GolonganSulfat

Ambillah 5 tetes larutan SE, kemudian basakan dengan larutan amonia encer, lalu tambahkan 2 tetes larutan BaCl2. Jika tidak segera membentuk endapan, tunggu beberapa menit, karena biasanya barium borat memerlukan waktu agak lama untuk mengendap. Terbentuknya endapan menunjukkan menunjukkan adanya anion golongan golongan sulfat. Kalau endapan tidak larut


48


2018

dalam HCl pekat, menunjukkan menunjukkan adanya ion SO 42-. Untuk anion golongan sulfat lainnya dapat ditentukan dengan pengujian tersendiri. b.

Golongan Halida

Ambillah 5 tetes larutan SE dan tambahkan 5 tetes HNO 3 encer. Panaskan kemudian tambahkan 1 tetes larutan AgNO3 0,1 M. Timbulnya endapan menunjukkan adanya anion golongan halida. Selanjutnya uji masing – masing ion dengan prosedur tersendiri. c.

Golonganlainnya

Kalau pada pengujian anion sulfat dan halida tidak terbentuk endapan, mungkin sampel mengandung ion yang tidak termasuk golongan di atas. Seperti nitrit, nitrat, dan asetat yang mudah larut. Selanjutnya periksa dengan prosedur t ersendiri. Catatan :

1.

Larutan harus netral atau basa karena golongan sebagian besar gara m – garam dalam golongan sulfat larut dalam larutan asam sehingga tidak terbentukendapan.

2.

Tidak terbentuknya endapan belum memastikan tidak adanya borat. Lakukan uji spesifik untukborat.

3.

Jika larutan tidak dibuat asam dengan HNO3, sebagian anion golongan I dapat mengendap sebagai asam perak. Pengujian ini dapat diganggu diganggu oleh adanya S 2-, CN -,dan 2-

SO3 . Jika salah satu anion ini terdeteksi dalam pengujian pendahuluan dengan H2SO4encer maka harus dikeluarkan terlebih dahulu dari larutan dengan cara memanaskan HNO3.

D.

Uji PemastianAnion

Berikut merupakan langkah untuk melakukan uji pemastian anion.

1.

Sulfat

Pada 5 tetes SE tambahkan 2 tetes HCl 6 M dan 2 – 3 tetes larutan BaCl 2. Timbulnya endapan putih yang tidak larut dalam HCl pekat menunjukkan adanya ion sulfat. Satu – satunya garam barium yang tidak larut dalam HCl dari anion – anion golongan ini adalah BaSO4, maka penambahan Ba2+ (BaCl2) dan HCl ke dalam larutan akan menghasilkan endapan putih BaSO 4 bila ada ionSO 42-. Ba2+ + SO42- BaSO4


49


2018

Arsenat Arsenat danArsenit

Pada 5 tetes larutan SE tambahkan larutan amonia 6 M sampai basa, kemudian tambahkan 3 – 4 tetes campuran magnesia. Jika timbul endapan putih, mungkin MgNH 4PO4 atau MgNH4AsO4. Kemudian sentrifuge dan pisahkan larutan dari endapannya. Simpan larutan untuk pengujianarsenat. Pengujian arsenit dilakukan sebagai berikut. Asamkan filtrat dengan HCl 6 M, kemudian tambahkan beberapa tetes larutan H 2S aseton. Timbulnya endapan kuning As2S3 menunjukkan menunjukkan adanyaarsenit. ada nyaarsenit. Bila terdapat salah satu ion ini, arsen akan didapatkan di dalam analisis kation, karena H2S bereaksi dengan ion – ion ini membentuk As 2S5 dan As2S3. 3-

+

2AsO4 + 6H + 5H2S  As2S5 + 8H2O 2AsO33- + 6H+ + 3H2S  As2S3 + 6H2O Uji spesifik untuk ASO 43- bergantung pada terbentuknya endapan kristalin putih MgNH4AsO4 bila larutan mengandung AsO 43- direaksikan dengan campuran magnesia (MgCl2, NH4Cl, NH4OH). 2+

4+

Mg + NH + AsO4

3-

 MgNH 4AsO 4(putih)

Karena ion PO 3-4 juga memberikan endapan serupa bila direaksikan dengan campuran magnesia, adanya AsO43- dipastikan dengan menambahkan pada endapan (baik MgNH 4AsO4 ataupun MgNH4PO4) dengan asam asetat dan larutan AgNO3. Bila ada ion arsenat akan terjadi endapan coklat dariAg-arsenat. AsO43- + 3Ag+ MgNH4 AsO4 (putih) Bila terjadi ion pospat, po spat, endapan kuning Ag3PO4akan terbentuk. 3-

PO4 + 3Ag

+

 Ag3PO4 (kuning)

Setelah arsenat dipisahkan, identifikasi ion arsenit dilakukan d ilakukan dengan pengendapan pengendapan sebagai As2S3 (kuning) dengan H 2S.

3.

Fosfat

Pada 5 tetes SE ditambahkan 5 tetes HCl encer dan larutan amonium molibdat. Panaskan sampai mendidih dan tunggu beberapa menit. Timbulnya endapan kuning ((NH4)3PO4.12MoO3) menunjukkan adanya ion pospat (catatan : arsenat dan arsenit dapat mengganggu pengujianini).


50


2018

Bila ke dalam air yang mengandung ion pospat ditambahkan amonium molibdat dan asam nitrit akan t erbentuk endapan kuning halus dari amonium pospo molibdat. PO3- + 12(NH4)2MoO4 + 21HNO3 + 3H+ (NH4)3PO4.12 MoO3 + 21NH4 NO3 +12H2O Karena ion arsenat membentuk endapan amonium arsenomolibdat yang berwarna kuning juga, maka arsenat dihilangkan sebelum diadakan uji pospat. Ini dapat dilakukan dengan mengendapkannya sebagai As2S5 denganH2S.

4.

Borat

Untuk uji borat dilakukan dengan sampel semula. Pada kira – kira 100 mg sampel tambahkan beberapa tetes H2SO4 pekat (lakukan percobaan ini pada cawan penguap), setelah diaduk merata tambahkan 2 – 3 mL metanol, kemudian nyalakan korek api. Warna nyala hijau menunjukkan adanyaborat. Bila H2SO4 pekat dan metil alkohol ditambahkan ke dalam larutan borat maka akan terbentuk metil borat yang apabila dibakar memberikan warna nyala hijau.

5.

Kromat

Pada 5 tetes SE, tambahkan amonia encer sampai basa, kemudian tambahkan asam asetat encer sampai asam. Tambahkan 2 tetes larutan BaCl2. Terbentuknya endapan warna kuning (BaCrO 4) menunjukkan adanya kromat. Untuk lebih meyakinkan, tambahkan 2 tetes asam nitrat encer dan 10 tetes air. Kemudian tambahkan 4 – 5 tetes eter dan 1 tetes H 2O2 2%. Kocok baik – baik, timbulnya warna biru pada lapisan eter menunjukkan menunjukkan adanyakromat. Bila terdapat ion Cr akan ditemukan dalam analisa kation. Kromat berwarna kuning, sehingga adanya warna ini membantu memberi informasi. Uji spesifik untuk ion tersebut tergantung pada pengendapan BaCrO 4 dalam larutan asam asetat. 2+

Ba + CrO4

2-

 BaCrO4 (kuning)

Kromat

dalam larutan asam berubah menjadi dikromat berwarnajingga. 2-

2CrO4 + H

+

 H2O

2-

+ Cr 2O 7

Bila ke dalam larutan asam kromat encer ditambahkan beberapa tetes H 2O2 dan eter lalu dikocok akan timbul warna biru di dalam eter. Warna ini kemungkinan karena terbentuknya asam perklorat.


51


2018

Sulfit

Pada 5 tetes larutan SE atau sejumlah kecil sampel padat, ditambahkan HCl encer sampai cukup asam, kemudian 2 tetes larutan BaCl2. Jika terbentuk endapan, sentrifuge dan buang endapannya (BaSO4). Pada filtrat tambahkan 4 tetes larutan H 2O2 3% pembentukan 2-

endapan putih (BaSO4) membuktikan adanyaSO 3 . Uji untuk ion sulfit didasarkan pada oksidasinya dengan H 2O2 menjadi SO42- dan selanjutnya akan terbentuk ter bentuk endapan BaSO4 dalam larutan asam. 2-

2-

SO3 + H2O2 SO4 + H2O SO42- + Ba2+ BaSO4 Bila terdapat ion SO42- harus dihilangkan lebih dahulu dengan de ngan mengendapkannyasebagai mengendapkannyasebagai BaSO4. Garam sulfit berupa padatan akan mengeluarkan gas SO2 bila ditambahkan HCl encer dan dipanaskan.

7.

Klorida, Bromida, danIodida

Pada 5 tetes larutan SE ditambahkan 10 tetes HNO 3 encer. Panaskan sampai tidak ada lagi gas yang keluar dari larutan. Kemudian tambahkan 1 tetes larutan AgNO 3. Timbulnya endapan putih yang dapat larut dalam larutan amonia encer menunjukkan menunjukkan adanya ion klorida. Kalau endapan yang timbul berwarna kuning pucat dan dapat larut (meskipun agak sukar) dalam amonia yang lebih pekat, menunjukkan adanya ion bromida. Sedangkan kalau endapan warna kuning tidak larut sama sekali dalam amonia menunjukkan adanya ion iodida. Untuk membuktikan adanya bromida dan iodida dapat dilakukan dengan cara menambahkan 6 tetes air klor dan 10 tetes CCl 4 ke dalam 5 tetes SE, kocok tabung baik – baik. Timbulnya warna coklat pada lapisan CCl4 menunjukkan adanya ion bromida. Sedangkan jika berwarna berwarna ungu menunjukkan adanya ioniodida. Ion – ion dengan larutan AgNO 3 dan HNO 3 membentuk endapan Ag halida dan masing – masing garam mempunyai mempunyai warna berbeda (AgCl putih, AgBr AgBr kuning muda, AgI AgI kuning). Warna sudah merupakan suatu indikasi, tetapi t etapi uji konfirmasi masih mas ih diperlukan. Ion – ion Br dan I- dapat direaksikan dengan gas atau larutan Cl2 membentuk Br 2 dan I 2 yang mempunyai warna khas di dalam larutan CCl4 atau CS2. -

-

Br + Cl2 Br 2 (cokelat) + 2Cl 2I- + Cl2 I2 (ungu) + 2Cl-


52


2018

Nitrit danNitrat

Kalau terbukti adanya gas pengoksid, maka diperiksa adanya ion NO 3- dan NO2 -. Jika sampel mengandung ion bromida atau iodida, maka ke dalam SE ditambahkan larutan Ag2SO4. Endapan yang terbentuk dibuang dan filtratnya dibagi menjadi 2 dan digunakan untuk pengujian selanjutnya. Jika ion – ion tersebut tidak ada, maka dapat langsung digunakanSE. Ke dalam beberapa tetes SE (setelah ion bromida dan iodida dibuang) tambahkan o

H2SO4 encer dan FeSO 4 pekat, kocok, kemudian miringkan tabung sekitar 30 dan tambahkan beberapaH2SO4 pekatperlahan–lahanpadadindin pekatperlahan–lahanpadadindingdalamsehinggadidapatlapisancairan. gdalamsehinggadidapatlapisancairan. Terbentuknya cincin coklat dari (FeSO 4.NO) pada bidang perbatasan kedua lapisan menunjukkan adanya adanya ion nitrat (NO 3-). Ke dalam beberapa SE (setelah ion bromida dan iodida dibuang) diasamkan dengan HCl, kemudian tambahkan beberapa tetes larutan urea.Bila terjadi gan N2, menunjukkan adanya ionnitrit. Pengujian untuk nitrit dapat pula dilakukan seperti pada nitrat dengan menggantikan asam sulfat dengan asam asetat.

9.

Oksalat danFluorida

Pada 1 mL larutan SE tambahkan kalsium asetat 2 M tetes demi tetes sampai endapan sempurna. Sentrifugasi dan pisahkan endapan dari larutannya. Simpan larutan untuk pemeriksaan ferosianida dan ferisianida. Cuci endapan dengan air suling dan buang air cuciannya. Kemudian pada endapan tambahkan beberapa tetes asetat 3 M, aduk baik – baik dan sentrifugasi. Ambil endapannya dan ambil jadi dua bagian. Pada bagian pertama tambahkan 10 tetes H 2SO4 1,5 M. Panaskan dalam penangas air selama 1 menit. Kemudian tambahkan larutan KMnO 4 0,01 M. Hilangkan warna violet dari KMnO4, menunjukkan adanya ion oksalat. Sedangkan bagian kedua pindahkan ke kaca arloji. Panaskan kaca arloji di atas penangas air sampai endapannya mengering. Selanjutnya tambahkan t ambahkan 1 tet es H 2SO4 pekat dan teruskan pemanasan selama kira – kira 5 menit. Kemudian ditunggu sampai 20 menit dan cuci baik – baik. Terkikisnya Terkikisnya dasar kaca arloji menunjukkan adanya adanya ionflorida.


53


2018

Ferosianida danFerisianida

Pada filtrat (dari prosedur 9 di atas) ditambahkan larutan Cd(OAC) 2 1 M tetes demi tetes sampai pengendapan sempurna. Kemudian sentrifugasi. Simpan larutannya untuk pemeriksaaanthiosianat. Cuci endapan yang terbentuk dengan air panas dan buang air cuciannya. Bagilah endapan menjadi 2 bagian. Pada bagian pertama tambahkan 1 tetes larutan FeCl3 1 M. Terbentuknya warna biru tua menunjukkan adanya ferisianida (Fe( CN)64-). Pada bagian lain tambahkan 1 tetes HCl 3 M dan 3 tetes a ir suling. Kemudian Kemudian pada larutan tersebut tambahkan sedikit kristal FeSO4. Terbentuknya endapan biru tua menunjukkan adanya fersianida(Fe(CN) 63-). 11.

Thiosianat

Kepada filtrat hasil dari prosedur 10 di atas, tambahkan tetes demi tetes larutan AgNO3dan asamkan dengan asam asetat. Kalau terdapat thiosianat atau halida, maka terbentuk endapan. Selanjutnya pisahkan endapan dan cuci dengan air yang mengandung beberapa t etes HNO3 3 M sampai air cucian tidak memberikan endapan dengan HCl. Buang air cucian dan cuci sekali lagi dengan a ir suling untuk menghilangkan kelebihan HNO3. Ambil sebagian endapan tersebut di atas dan tambahkan 1 tetes HCl 8 M dan 1 tetes FeCl3 1 M. Timbulnya warna merah darah menunjukkannadanya thiosianat.

E.

Penyelidikan Tambahan untukAnion

Berikut merupakan langkah – langkah yang dapat dilakukan untuk membantu menyelidiki keberadaan suatu anion.

1.

PenyelidikanPendahuluan

Pada zat asal dituangkan H2SO4 encer, panaskan jika perlu.

Macam gas

Tidak sengak, tidak berwarna

Reaksi

Mengeruhkan air kapur, ketras KI

Gas

Mengeruhkan air

pemisahan S

kapur, ketras KI

Mungkin

CO2S

Karbonat

O2

Sulfit

SO2

Thiosulfat

hilang

Berbau sengak,

Zat Asal yang


54


2018

hilang warnanya Bau telur busuk

Kertas Pb asetat jadi hitam

H2S

Sulfida

Bau cuka

-

CH3COOH

Asetat

Coklat

Kertas KI jadi ungu

NO2

Nitrit

Cl2

Hipoklorit

Kuning hijau

Kertas KI hilang warnanya

2.

Pemeriksaan Soda Ekstrak(SE)

a.

Bagian I : Penyelidikan atas AsamPengoksid

1 mL SE diasamkan dengan H 2SO4 encer. Tuangkan larutan ini, jika j ika perlu saring perlahan – lahan ke dalam campuran campuran diphenylamine dalam H2SO4 pekat. Warna biru

Tidak ada warna biru

Terdapat zat pengoksid pengoksid

Tidak ada zat pengoksid pengoksid

HNO3, HClO3, H2Cr 2O7, HClO, KMnO 4

-


55


b.

2018

Bagian II : Pemeriksaan terhadap H2S, HCN, H 4Fe(CN)4, H3Fe(CN)6, HCl, HBr, HI, HCNS, HClO 3,HClO Pada 6 mL SE ditanbahkan Pb(NO3)2, endapan disaring.

Endapan

Filtrat

+CH +CH3COOHsampaiasam(kalauadaendapan,saringdanabaikanendapanini).TambahNi(NO 3) 2,kalauadaendapanpanaskan sedikit,kocok.Jikaendapansukardisaring,berikanpotongankecilkertassaringkedalamnya,sehinggamudahuntukdisaring.

endapan

Filtrate

Ni(CN) Ni(CN)2 hijau, NiFe(CN) 6, cuci, tambahdiataskertassaring10mL NH4 OH. Larutanmengandung (NH4)4Fe(CN)6, (NH4)3(OH),

Endapan

Dibagi2,(1)SebagiankecilditambahHClencer+FeCl 3.WarnamerahdariFe(CNS)3:ada HCNS.(2)PadasisafiltratditambahAgNO3sesudahknyaHNO3 berlebih,saring. berlebih,saring.

filtrat

Endapan

AgCl(putih), AgBr (kuningmuda), AgI(kuning), AgCNS(putih). Biladiatasterdapat HCNS,

endapan dimasakndengan HNO3 pekat diuapkan sampai hampir kering. Tambah H2 O, saring

Endapan

Filtrate

AgCl (putih), AgBr (kuning muda), AgI ( kuning), cuci dengan HNO HNO3 encer, hingga air cuci tidak memberikan reaksi Ag.

Ag4 Fe(CN)6 PbS hitam/ abu-

putih, pada pada

abu H2S

endapan di atas kertas saring dituangkan HCl encer + FeCl 2 . Warna biru menunjukkan

Fe4 (Fe(CN)6 )3 ada H4 Fe(CN) 6ada atau H3 Fe(CN). Untuk menentuka menentuka n H4Fe(CN) pada 6 pada

SE ditambahkan HNO3+FeCl 3 warna biru

Ag(NH4 )(CN)2 Ditambah

Kocok dengan (NH 4 )2 S lalu disaring.

HNO3sampai

Endapan

filtrat

reaksi asam. asam.

Kalau dibagian I ternyata zat

Endapan putih

pengoksid dicari adany a HClO HClO3.

AgCN.Saring,

AgCl,AgI,direduksidenganZn+H 2SO4e

diabaikan.Pada endapan AgCN

Tambah AgNO3 + I m L

ncer

filtratny a

NaNO2 .Endapan AgCl endapan

menunjukkan adnay a

Filtrate

HClO3 mungkin zat asalny a

dituangi

mengandung HClO.Dalam hal

(NH4)2S.Cairan

demikian,ambilzatasaldan

diuapkansampai

dihancurkan dalam air. Filtrat

hampir

dibagi2:(1)TambahCH 3COOH

HBr,HI.Panaskan

kering.Ditambah HCl encer +

(ada HI).Cairan

Perseny awaan tambah Pbasetat, masak diamkan beberapam amen enit.En it.Endapa dapanc ncokla oklatt HCNSyanglarut beberap

dimasak tambah

bolehd bolehdiaba iabaikan ikan..

amilumjadibirutua

FeCl3 . Warna merah dari Fe(CNS)3 ada HCN.

sampai reaksi asam lemah,

denganFeCl3.Ibebas

Ag, Zn

KMnO4 .Endapan

dariPbO2HClO.(2)Tambah HNO3encerNaAsO2+AgNO3un

MnO2 dihilangkan

tukmereduksiHClOjadiHCl.

denganmenambahkan

Pada filtrat ditambah AgNO3 +

H2O2.Kocokdengan CCl CCl 4.Warnacoklat

NaNO2 .Endapan AgCl menunjukkan adany a HClO 3 .

menunjukkan adany a HBr.


56

2018


c.

Bagian III : Penyelidikan terhadap H2SO4, H2SO3, H2CrO4, HF,H2C2O4 Pada 8 mL SE dibubuhkan HCl encer sampai reaksi asam, kemudian kalau ada H 2S ditambahi Cd(NO3) Filtrat

Endapan

ditambahkan ditambahkan BaCl2 kemudian disaring endapan

Filtrat e

Ditambahairbrom,kocoksampaiwarnanyahilang.Saring.JikaadaHCNS,air brom diganti diganti denganlarutan iodium

Filtrat e

endapan

Ditambah Na.Asetat. Saring CdSkuningputih(asaldariNa2S2O3)

Endapan

BaSO4 putih (H2SO4)

Filtrate

DitambahCaCl 2,endapanputih

BaSO4 putih, Ba CrO kuning, H CrO , atau CaC O ; CaF . Endapan disaring 2 4 2 2 4 2 4 H2SO3 atau H CrO . Kalauadabanyak HF dihancurkandalamair.Tambahkan 2 7 H2S2O3 dan H C O ikut mengendap CH3COOH+1tetesKMnO4kocok 2 2 4

kalau ada putih.Dalam hal demikian danpanaskan.Kalauwarna juga endapan endapa n endapan dilarutkan dalam HCl KMnO hilang,ditambahlagitetesd 4 S encerditambahNa.Asetat encerditambahNa.Asetat + emi tetes.KMnO4 sampai warnanya

CaCl2.CaF2 dan CaC2mengendap sedangkan

tidak ladi hilang.Kalau semua endapanlarut menunjukkan hanya

CaCrO4tidak.

ada H2C2O4saja.Kalaumasihadajugasisa,

maka disampingadaH2C2O4 jugaadaHF. jugaadaHF.

d.

Bagian IV : Pemeriksaan terhadap HNO 3 danHNO2

Jika bagian I terbukti adanya adanya zat pengoksid, maka diperiksa terhadap HNO 3 dan HNO2. Untuk keperluan ini, diambil 2 mL SE ditambah dengan 8 mL H 2O, asam – asam yang selanjutnya mengganggu pemeriksaan dihilangkan terlebih dahulu. Misalnya HClO 3 direduksi dengan SO2, HCNS dan H 4Fe(CN) 6 dihilangkan dengan Ag 2CO3 atau Ag2SO4. Endapan yang terbentuk disaring dan filtratnya dibagi 3. Kalau asam – asam ini ternyata tidak ada, maka bisa langsung digunakan SE yang telah diencerkan seperti di atas dan dibagi 3. 1.

Setelah diasamkan dengan H2SO4 encer, tambahkan FeSO4 pekat, kemudian dituangkan H2SO4 pekat perlahan – lahan pada dinding tabung dalam sehingga mendapat 2 lapisan cairan. Terbentuk cincin coklat (FeSO 4.NO) pada bidang perbatasan kedua lapisan menunjukkan adanyaHNO 3.


57


2018

Untuk menyelidiki adanya kedua asam HNO 3 dan HNO2 dalam satu campuran dilakukan pada tabung kedua dan ketiga. 2.

Pada bagian kedua ditambahkan CH 3COOH + larutan 10% thioureum. Diamkan beberapa menit, kemudian ditambahkan HCl + FeCl3. Warna merah menunjukkan adanyaHNO2.

3.

Tambahkan Tambahkan HCl sampai reaksi reaks i asam, kemudian tambahkan ureum. Setelah N2keluar, dilakukan reaksi cincin coklat seperti di atas. Maka akan terdapatHNO3.

e.

Bagian V : Pemeriksaan terhadapCH3COOH

Pada saat zat asal dituangkan dengan hati – hati 1 mL H 2SO4 pekat. Dipanaskan secara perlahan – lahan dan hati hat i – hati, hat i, maka akan timbul bau cuka. I ni dapat ditetapkan d itetapkan lebih lanjut dengan menambahkan pada zat asal 2 mL etanol dan kemudian dengan hati – hati 1 mL H2SO4 pekat. Dipanaskan perlahan – lahan dan hati – hati, timbul bau ester yang spesifik (etilasetat). f.

Bagian VI : Pemeriksaan terhadapH3PO4

Pada 4 mL SE ditambahkan HNO 3 encer. Kalau terjadi endapan, disaring. Filtratnya dimasak kemudian pada sebagian larutan ditambahkan amonium molybdat dan panaskan sebentar. Endapan kuning menunjukkan adanya H 3 PO4 atau H3AsO4. Untuk mendapatkan adanya H 3PO4 maka H3AsO4 harus direduksi dengan SO2. Setelah dialirkan SO2, dimasak hingga tidak berbau SO 2 lagi. Kemudian dialirkan gas H2S untuk mengendapkan As 2S3. Endapan disaring. Cairan ditambah HNO 3 dan dimasak dan kemudian dilakukan seperti di atas dengan penambahan amonium molibdat. g.

Bagian VII : Pemeriksaan terhadapH3BO3

Dilakukan pada zat asam 0,1 mg zat asal ditambahkan beberapa tetes H2SO4 pekat dalam cawan porselin dan dicampur sebaik – baiknya. Dituangkan 2 – 3 mL metilalkohol kemudian dinyalakan dengan api. Api berwarna hijau menunjukkan menunjukkan adanyaH 3BO3.


58


2018 2017

BAB IV PENENTUAN KADAR Cu DALAM SAMPEL UJI DENGAN MENGGUNAKAN METODE SPEKTROSKOPI SERAPAN ATOM (AAS)

A. Tujuan :

1. Mengetahui prinsip kerja metode spektroskopi serapan atom (AAS) 2. Menentukan kadar Cu dalam sampel uji menggunakan metode spektroskopi serapan atom (AAS) B. Dasar Teori :

Spektometri absorbansi atom (AAS) merupakan suatu teknik analisis unsur yang didasarkan pada absorbansi sinar oleh atom bebas. Dalam teknik ini, partikel logam akan diubah kedalam bentuk atom-atomnya didalam nyala api (gas asetilen), yang selanjutnya atom-atom tersebut akan menyerap radiasi elektromagnetik yang dipancarkan dari sumber sinar berupa Hollow Cathode Lamp (HCl) yang merupakan cahaya UV atau VIS yang penggunaannya penggunaannya hanya untuk analisis satu unsur saja. Metode AAS berprinsip pada absorbsi cahaya oleh atom. Atom-atom menyerap cahaya tersebut pad panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Metode serapan atom hanya tergantung pada perbandingan komposisi oksida dengan fuel dan tidak tergantung pada temperatur. Absorpsi atom dan spektra emisi memiliki pita yang sangat sempit di bandingkan spektrometri molekuler. Emisi atom adalah proses di mana atom yang tereksitasi kehilangan energi yang disebabkan oleh radiasi cahaya. Misalnya, garam-garam logam akan memberikan warna di dalam nyala ketika energi dari nyala tersebut mengeksitasi atom yang kemudian memancarkan spektrum yang spesifik. Sedangkan absorpsi atom merupakan proses di mana atom dalam keadaan energi rendah menyerap radiasi dan kemudian tereksitasi. Energi yang diabsorpsi oleh atom disebabkan oleh adanya interaksi antara satu elektron dalam atom dan vektor listrik dari radiasi elektromagnetik. Ketika menyerap radiasi, elektron mengalami transisi dari suatu keadaan energi tertentu ke keadaan energi lainnya. Misalnya dari orbital 2s ke orbital 2p. Pada kondisi ini, atom-atom di katakan berada dalam keadaan tereksitasi (pada tingkat energi tinggi) dan dapat kembali pada keadaan dasar (energi terendah) dengan melepaskan foton pada energi yang sama. Atom da pat mengadsorpsi atau melepas energi sebagai foton hanya jika energi foton (hν) tepat sama dengan perbedaan energi antara keadaan tereksitas i (E) dan keadaan dasar (G). Panjang gelombang yang diserap oleh atom dalam keadaan dasar akan sama Laboratorium Kimia Departemen Metalurgi dan Material FTUI

59

dengan panjang gelombang yang diemisikan oleh atom dalam keadaan t ereksitasi, apabila Modul Praktikum Karakterisasi Material Kualitatif

2018

energi transisi kedua keadaan tersebut adalah sama tetapi dalam arah yang yang berlawanan. C. Alat dan Bahan :

1. Alat :

2. Bahan-bahan •

Padatan sampel

•

HNO3 pekat

•

HCl pekat

•

Kertas Saring

•

Larutan Stock Cu 1000 ppm

•

Aquades

D. Cara Kerja :

a) Preparasi sampel Sampel padatan

Disiapkan larutan uji sebagai berikut :Diambil ± 0.01 gram sampel dan dimasukkan ke dalam cawan petri. Kemudian, dimasukkan ke dalam beaker glass 100 ml yang berisi larutan aquaregia dengan perbandingan 1:3 antara HCl pekat dan HNO3pekat ditepatkan pH antara 1-2. Larutkan padatan sampel dengan pelarut aquaregia menggunakan stirrer dengan suhu 200°C selama kurang lebih 5-10 menit. Perhatikan sampel ketika pelarutan karena pada saat pelarutan, pelarut mudah menguap ketika sampel belum larut sempurna sedangkan jumlah pelarut berkurang tambahkan kembali aquaregia dan lalukan pemanasan di dalam lemari asam. Dinginkan pada suhu kamar. Jadikan larutan hingga hingga 100 ml dengan dengan menambahkan HNO3 2% ke dalam labu takar 100 ml. Laboratorium Kimia Departemen Metalurgi dan Material FTUI

60


2018

Sampel Larutan :

Disiapkan larutan uji sebagai berikut : Diambil 50 mL sampel dan dimasukkan ke dalam gelas kimia 250 mL, ditepatkan pH antara 1-2 dengan menambahkan larutan 2,5 mL HNO3 16 M. Diaduk dan dipanaskan dalam lemari asam sampai volumenya lebih kurang 15mL. Lalu ditambahkan lagi 2,5 mL HNO 3 16M. Didiamkan hingga suhu kamar. Kemudian dimasukkan kedalam labu takar 50mL, 50mL, ditambahkan aquades.

b) Pembuatan larutan blanko Dipipet 0,35 mL HNO 3 16M. Kemudian dimasukkan ke dalam gelas kimia 500mL. Lalu ditambahkan aquades hingga volume larutan mencapai 500mL.

c) Pembuatan larutan standar Disiapkan larutan kerja tembaga (II) dengan konsentrasi 5, 10, 15, 20 dan 25 ppm; dengan cara mengencerkan larutan stock Cu 1000 ppm yang tersedia dengan larutan blanko hingga tanda batas. Catatan : untuk larutan kerja konsentrasi terkecil dibuat dalam labu takar 50 mL, sedangkan untuk larutan standar lainnya dibuat dalam labu takar 25 mL.

d) Pengukuran absorbansi larutan standar dan sampel dengan alat AAS Disiapkan larutan standar dan sampel yang akan diukur serapannya. Diukur serapan larutan standar dimulai dengan mengnolkan serapan larutan blanko yang dilanjutkan dengan pengukuran pengukuran serapan larutan standar dimulai dari konsentrasi terkecil berurutan sampai ke kosentrasi terbesar. Kemudian diukur serapan larutan sampel pada kondisi alat sesuai dengan pengukuran untuk standar. Dibuat grafik hubungan antara absorbansi terhadap konsentrasi Ditentukan persamaan matematik hubungan linier antara absorbansi dengan konsentrasi Ditentukan konsentrasi (ppm) tembaga dalam larutan sampel.


61

2018


PENENTUAN GUGUS KIMIA DALAM CUKA APEL DENGAN MENGGUNAKAN METODE FOURIER TRANSFORM TRANSFORM INFRARED (FTIR) SPECTROMETRY (FTIR)

A.

Tujuan

1. Praktikan mampu memahami prinsip kerja spectrometer FTIR 2. Praktikan mengetahui tujuan kalibrasi alat spectrometer FTIR sebagai dasar menjamin keakuratan pembacaan frekuensi / panjang gelombang yang diukur atau dihasilkan B.

Dasar Teori

Salah satu jenis spektroskopi adalah spektroskopi infra merah (IR). spektroskopi ini didasarkan pada vibrasi suatu molekul. Spektroskopi inframerah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0.75 - 1.000 µm atau pada bilangan gelombang 13.000 - 10 cm-1. Prinsip kerja spektrofotometer infra merah adalah sama dengan spektrofotometer yang lainnya yakni interaksi energi dengan suatu materi. Spektroskopi inframerah -1

berfokus pada radiasi elektromagnetik pada rentang r entang frekuensi 400-4000cm , di mana cm 1

-

yang dikenal sebagai wavenumber (1/wavelength), yang merupakan ukuran unit untuk

frekuensi. Untuk menghasilkan spektrum inframerah, radiasi yang mengandung semua frekuensi di wilayah IR dilewatkan melalui sampel. Mereka frekuensi yang diserap muncul sebagai penurunan sinyal yang terdeteksi. Informasi ini ditampilkan sebagai spektrum radiasi. Spektroskopi inframerah sangat berguna untuk analisis kualitatif (identifikasi) dari senyawa organik karena spektrum yang unik yang dihasilkan oleh setiap organik zat dengan puncak struktural yang sesuai dengan fitur yang berbeda. Selain itu, masingmasing kelompok fungsional menyerap sinar inframerah pada frekuensi yang unik. Sebagai contoh, sebuah gugus karbonil, C = O, selalu menyerap sinar inframerah pada -1

-1

1670 780 cm , yang menyebabkan ikatan karbonil untuk meregangkan (Silverstein, 2002). Atom-atom di dalam suatu molekul tidak diam melainkan bervibrasi (bergetar). Ikatan kimia yang menghubungkan dua atom dapat dimisalkan sebagai dua bola yang dihubungkan dihubungkan oleh suatu suat u pegas. Bila radiasi inframerah dilewatkan melalui suatu cuplikan Laboratorium Kimia Departemen Metalurgi dan Material FTUI

62


2018

maka molekul-molekulnya dapat menyerap (mengabsorpsi) energi dan terjadilah transisi di antara tingkat vibrasi dasar dan tingkat tereksitasi. Contoh suatu ikatan C-H yang bervibrasi 90 triliun kali dalam satu detik harus menyerap radiasi inframerah pada frekuensi tersebut untuk pindah ketingkat vibrasi tereksitasi pertama. Pengabsorpsian energi pada frekuensi dapat dideteksi oleh spektrofotometer infra merah yang memplot jumlah radiasi infra merah yang akan memberikan informasi enting tentang tentang gugus fungsional suatu molekul (Blanchard, A Arthur, 1986). Spestroskopi inframerah merupakan salah satu teknik spektroskopi yang didasarkan pada penyerapan inframerah oleh senyawa. Karena spectrum IR memiliki panjang gelombang yang yang lebih panjang dari panjang gelombang gelombang yang lain maka energi yang dihasilkan oleh spectrum ini lebih kecil dan hanya mampu menyebabkan vibrasi atomatom pda senyawa yang menyerapnya. Daerah radisai sinar inframerah terbagi menjadi 3 antara lain: 1. Daerah IR dekat (13000-4000 cm-1) 2. Daerah IR tengah (4000-200 cm -1) 3. Daerah IR jauh (200-10 cm-1) Kebanyakan analisis kimia berada pada daerah IR tengah. IR jauh digunakan untuk menganalisis mzat organik,anorganik dan organologam yang memiliki atom berat (massa atom diatas 19). Sedangkan IR dekat menganalisis kuantitatif denagn kecepatan tinggi. Karena panjang gelombang IR lebih pendek dari apnjang gelombang sinar tampak ataupun sinar UV maka energi IR tidak mampu mentransisikan elektron ,melainkan hanya menyebabkan molekul hanya bergetar.Setiap molekul memiliki harga energi tertentu. Bila suatu senyawa menyerap energi dari sinar IR maka tingkatrn energi didalam molekul itu akan tereksitasi ketingkatan energi yang lebih tinggi. Sesuai dengan energi yang diserap maka yang akan terjadi pada molekul itu adalah perubahan energi vibrasi yang diikuti dengan dengan perubahan energi rotasi. Interksi ini terjadi dengan syarat adnya perubahan perubahan momen dipol sebagai akibat dari vibrasi. Radiasi medan listrik berubah –ubah akan berinteraksi dengan molekul dan akan menyebabkan menyebabkan perubahan amplitudo salah satu gerakan molekul. Selain itu energi yang dihasilkan oleh sianr IR harus sesuai dengan energi yang dibutuhkan oleh atom untuk bervibrasi. Senyawa seperti O 2 dan N2 tidak memiliki perubahn mimen dipole dalam vibrasinya sehingga tidak dapt mengadsropsi sinar IR (Earnshaw A, 1997). Berikut adalah komponen alat spektrofotometri IR: 1. Sumber Energi: Sumbernya dapat berupa Nernest atau lampu Glower, yang dibuat dari oksida-oksida zirconium dan yttrium, ytt rium, berupa batang berongga dengan Laboratorium Kimia Departemen Metalurgi dan Material FTUI

63


2018 o

diameter 2mm dan panjang 30mm. Batang ini dipanaskan sampai 1500-20000 C -1

dan akan memberikan radiasi di atas 7000 cm . Sumber radiasi yang biasa digunakan berupa Nernst Glower, Globar, dan Kawat Nikhrom. Nikhrom. 2. Monokromator: digunakan untuk menghilangkan sinar yang tidak diinginkan, sehingga diperoleh sinar yang monokromatis, terdiri dari sistem celah (masukkeluar) tempat sinar dari sumber radiasi masuk ke dalam sistem monokromator. Alat pendispersi berupa prisma/kisi difraksi akan menguraikan sinar menjadi komponen panjang gelombang. Monokromator yang digunaan untuk alat infra merah umumnya terbuat dari berbagai macam bahan. Seperti prisma dan celah yang terbuat dari gelas, lelehan silika, LiF, CaF2, BaF2, NaCl, AgCl, dan KBr. Tetapi pada umumnya prisma NaCl digunaan untuk daerah 4000-6000 cm 1

-

-1 dan prisma KBr untuk 400 cm .

3. Wadah sampel: berfungsi untuk menaruh/meletakkan/melekatkan sampel yang akan dianalisis. Wadah sampel yang digunakan disesuaikan pada bentuk fisik sampel yang akan dianalisis. Untuk sampel berbentuk gas digunakan sel gas dengan lebar sel atau panjang berkas radiasi 40 m. Hal ini dimungkinkan untuk menaikkan sensitivitas karena adanya cermin yang dapat memantulkan berkas radiasi berulang kali melalui sampel. Wadah sampel untuk sampel berbentuk cairan umumnya mempunyai panjang berkas radiasi kurang dari 1 mm biasanya dibuat lapisan tipis (film) di antara dua keping senyawa yang transparan terhadap radiasi inframerah. Dapat pula dibuat larutan yang kemudian dimasukkan ke dalam sel larutan. Wadah sampel untuk padatan mempunyai panjang berkas radiasi kurang dari 1 mm (seperti wadah sampel untuk cairan). Sampel berbentuk padatan ini dapat dibuat pellet, pasta, atau lapisan tipis. 4. Detektor: alat pengukur energi radiasi akibat pengaruh panas. Berbeda dengan detector lainnya (misalnya phototube), pengukuran radiasi infra merah lebih sulit karena intensitas radiasi rendah dan energi foton infra merah juga rendah. Akibatnya signal dari dari detektor infra merah kecil sehingga sehingga dalam pengukurannya pengukurannya harus diperbesar dengan menggunaan amplifier. Terdapat dua macam detector yaitu thermocouple thermocouple dan bolometer. 5. Rekorder: alat perekam untuk mempermudah dan mempercepat pengolahan data dari detector. Tidak ada pelarut yang sama sekali transparan terhadap sinar IR, maka cuplikan dapat diukur sebagai padatan atau cairan murninya diletakkan di tempat sel spektrofotometer infrared dengan lubang mengarah ke sumber radiasi (Hendayana, 1994). Laboratorium Kimia Departemen Metalurgi dan Material FTUI

64


2018

Spektrofotometer FTIR

Pada

dasarnya

spektrometer

FTIR

sama

dengan

spektrofotometer

FTIR

dan

spektrofotometer IR, yang membedakannya adalah pengembangan pada sistem optiknya sebelum berkas sinar inframerah melewati sampel. Sistem optik spektrofotometer IR dilengkapi dengan cermin diam. Dengan demikian radiasi inframerah akan menimbulkan perbedaan jarak yang ditempuh menuju cermin bergerak dan cermin yang diam. Pada sistem optik fourier transform infared digunakan radiasi laser yang berfungsi sebagai radiasi yang diinterferensikan dengan radiasi inframerah agar sinyal radiasi inframerah yang diterima oleh detektor secara utuh dan lebih baik (Day, R.A dan A.L. Underwood. 2002).

C.

Alat dan Bahan

1. Spektrofotometer FTIR

1 set

2. Etanol

50 ml

3. Plastik bening 4. Botol sampel

D. Prosedur Prosedur Kerja

1. Menyiapkan sampel yang akan diuji berupa Etanol Et anol 2. Mengambil ± 5 ml etanol dengan de ngan menggunakan menggunakan pipet t etes 3. Meletakkan sampel pada sampel holder dan menempatkannya pada lintasan sinar alat FTIR. 4. Melakukan pengukuran dengan alat FTIR dan mengamati grafik yang terbentuk 5. Menyimpan data yang dihasilkan dan melakukan pembahasan terhadap puncak puncak yang terbentuk terbentuk dan membandingkan dengan dengan gelombang 6. Lakukan pengujian yang sama dengan pengujian etanol untuk plastik


65


2018

SPEKTROSKOPI DAERAH INFRA MERAH (FTIR)

1.

PENDAHULUAN

Penyerapan daerah infra merah (IR) terbatas pada transisi dengan perbedaan energi yang kecil terdapat diantara tingkatan vibrasi dan rotasi, yaitu pada daerah dengan bilangan gelombang 13000-33 cm1. Yang biasa digunakan adalah antara 4000-667cm1. Bila suatu molekul menyerap sinar IR maka di dalam molekul akan terjadi perubahan tingkata energi vibrasi/rotasi, tetapi hanya transisi vibrasi/rotasi yang dapat menyebabkan perubahan momen dipol yang aktif mengabsorbsi sinar IR. Disamping itu frekuensi sinar yang datang harus sama dengan salah satu frekuensi vibrasi/rotasi molekulnya.

2.

PERCOBAAN •

Tujuan

-

Pengenalan IR Spektrofotometer

-

Pembuatanspectra

-

Pengenalan gugus-gugus fungsi dalam senyawa berdasarkan pita serapan karakteristiknya

•

3.

Bahan

-

Plastik

-

Aseton

PRINSIP KERJA FT-IR ( FOURIER TRANSFORM INFRA RED)

Pengukuran berdasarkan pada vibrasi suatu molekul, adanya interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik. FTIR digunakan untuk analisa kualitatif yaitu untuk mengetahui ikatan kimia yang dapat ditentukan dari spectra vibrasi yang dihasilkan oleh suatu senyawa pada panjang gelombang gelombang tertentu. Cara kerja : 1. Nyalakan instrument spektrofotometer IR dan biarkan biarkan panas selama 15menit. 15menit. 2. Setelah instrument dan komputer selesai inisialisasi, k lik 2x pada iconSpectrum.


66


2018

3. Klik menu Instrument , lalu pilih Scan. 4. Pada halaman Sample, masukkan nama pada Name dari spectrum yang akandisimpan. 5. Pada halaman Scan, masukkan rentang pada Range, Scan, Type ,Duration.

6. Tempatkan sampel pada instrument kemudian ke mudian klik scan untuk analisa.


67

7. Pada halaman Sample, masukkan nama pada Name dari spectrum yang akandisimpan. 8. Pada halaman Scan, masukkan rentang pada Range, Scan, Type ,Duration.

9. Tempatkan sampel pada instrument kemudian ke mudian klik scan untuk analisa.


60

Modul Praktikum Karakterisasi Material Kualitatif 2018

Recommend Documents