REDOKS RED OKSIMETRI IMETRI Dr. Endang Tri Wahyuni, MS. Lab. Kimia Analitik Jurusan Kimia F.MIPA UGM
REDOKSIMETRI
Dasar :
Reaksi oksidasi-reduksi antara larutan analit dengan larutan standar
Reaksi oksidasi :
Reaksi reduksi :
Konsep oksigen/hidrogen,
Konsep bilangan oksidasi
Konsep elektron
Berat ekivalen
1 gram ekivalen suatu oksidator = jumlah mol oksidator tersebut dalam menangkap 1 buah elektron
1 gram ekivalen suatu reduktor = jumlah mol reduktor tersebut dalam melepas 1 buah elektron
Misal : 2S2O3 = + 2e
S4O6=
2 mol S2O3 = mengikat 2 elektron 1 mol = 1 grek 1 mol S4O6= melepas 2 elektron 1 buah elektron = ½ mol grek = ½ mol
1
Larutan standar dalam redoks dan pembagian redoksimetri
Biasanya suatu oksidator
KMnO4 :
Permanganometri
K2Cr 2O7 :
Bikromatomteri
I2 dan Na2S2O3
Iodo-Iodimetri
KBrO3
Bromatometri
KIO3
Iodatometri
1. Titrasi Permanganometri
Lar. Standar : KMnO4 (skunder)
Pembuatan lar. Standar KMnO4:
mengapa ?
Pelarutan pendidihan penyaringan dengan gelas wool penyimpanan dalam botol kaca di tempat gelap
Penggunaannya dalam suasana asam
MnO4- + H+ + e-
Mn2+ + H2O
E0 = potensial reduksi
E0 = 1,52V
kemudahan tereduksi
Titik ekivalen : perubahan warna dari merah ungu menjadi merah muda
Dalam basa : tidak boleh
MnO4- + H2O + e
MnO2 (padat)+ OH- E0 = 0,6 V
Lanjutan permanganometri
Standarisasi : dengan suatu reduktor
Na2C2O4 As2O3 Garam Mohr : Fe(NH4)2 (SO4)2
(Tuliskan reaksi oksidasi masing-masing!)
Dengan As2O3 padat
dilarutkan
Reaksi : As2O3 + 3H2O 2 H3 AsO3 2 AsO33 AsO33- + H2O AsO43- + 2H+ + 2e 1 mol As2O3 = 4 grek (Bagaimana penjelasannya?)
Contoh :
Untuk menstandarisasi lar. Stand. KMnO 4 ±0,2N dilakukan dengan cara menitrasi 50 ml larutan yang mengandung 0,23 gram As2O3 dengan Stand. KMnO4 tersebut. Jika diperlukan 19,5 ml maka tentukan faktor normalitas lar. Stand. KMnO 4 tersebut Reaksi : AsO33- + H2O AsO43- + 2H+ + 2e
MnO4= + H+ + e-
Mn2+ + H2O
-----------------------------------------------------------+ (Tuliskan reaksi lengkapnya) mol KMnO4 ≈ mol As O 2 3
Kegunaan :
Penentuan hidrogen peroksida (H 2O2)
Penentuan MnO2
Penentuan garam nitrit (KNO 2)
Penentuan hidrogen peroksida
H2O2 : oksidator maupun reduktor
Reaksi : H2O2
O2 + H+ + e
MnO4- + H+ + H2O2 Mn2+ + O2 + H2O (tuliskan reaksi yang lengkap) Contoh : Berapa gram kadar H2O2 dalam setiap 1L larutan, jika 25 ml larutan tersebut dapat dititrasi dengan 12,6 ml KMnO4 0,1M ?
Penentuan MnO2 dalam pirolusit
MnO2
merupakan komponen utama mineral pirolusit Oksidator kuat , yang dapat mengoksidasi reduktor : FeSO4, Na2C2O4, dan As2O3
Cara Penentuan :
Sampel ditambahkan reduktor yang berlebihan yang diketahui secara tepat. Kelebihan reduktor kemudian dititrasi dengan lar. standar KMnO 4
Contoh
Jika 0,5 gram pirolusit yang telah dilarutkan ditambah dengan 0,115 gram As2O3 , kemudian dititrasi dengan lar.stand.KMnO4 0,2N memerlukan 12 ml, maka tentukan berapa % MnO 2 dalam sampel pirolusit ?
Reaksi : MnO2 + H+ + e Mn2+ + H2O AsO33- + H2O AsO43- + 2H+ + 2e
---------------------------------------------------------------------- +
MnO4- + H+ + e-
Mn2+ + H2O
AsO33- + H2O AsO43- + 2H+ + 2e -------------------------------------------------------------- + (Tuliskan reaksi lengkapnya)
mol MnO2 ≈ mol As2O3 yang bereaksi mol As2O3 yang bereaksi = mol As2O3 mula-mula - mol As2O3sisa mol As2O3sisa ≈ mol KMnO4
Penentuan ion nitrit
Cara : Lar. Stand KMnO4 dalam suasana asam dititrasi dengan lar. Analit yang mengandung ion nitrit (Tidak boleh dibalik (nitrit dalam buret, Lar stand KMnO 4 dalam erlenmeyer)
Reaksi : NO2- + H2O NO3- + H+ + e
MnO4= + H+ + e-
Mn2+ + H2O
------------------------------------------------------------ + (Tuliskan reaksi lengkapnya)
Lanjutan
Jika dibalik akan terjadi : KNO2 + H+ HNO2
HNO2
H2O + NO + O2
(Apa akibatnya terhadap hasil penentuan?)
2. Bikromatometri
Lar. Standar : K2Cr 2O7 dalam asam
Lar. standar primer : ??
Reaksi : Cr 2O7= + H+ + e Cr 3+ + H2O
E0 = 1,33 v
Asam yang digunakan tidak boleh HCl, tetapi H2SO4 (?)
Indikator : difenilamin
Pembuatan 250 ml lar. standar K2Cr 2O7 0,1N. Berapa gram yang harus dilarutkan ?
Kegunaan
Penentuan Fe(II) dan Fe(III) secara selektif
Penentuan Cr(III) dalam bijih kromit
Penentuan Fe(II) dan Fe(III) secara terpisah
Sampel dibagi menjadi 2 bagian. Bagian 1 dititrasi langsung dengan lar. K2Cr 2O7, misalnya memerlukan V1. Bagian 2 direduksi lebih dulu kemudian dititrasi dengan lar. K 2Cr 2O7 , misalnya memerlukan V2.
Maka : mol Fe(II) ≈ V1 x M (K2Cr 2O7 ) mol Fe(III) ≈ (V2 - V1) x N (K2Cr 2O7 ) Contoh 25ml sampel air dapat dititrasi dengan 16ml K 2Cr 2O7 0,12M. 25 ml dari sampel yang sama setelah direduksi, dapat dititrasi dengan 27ml K2Cr 2O7 0,12M. Tentukan berapa mol/L kons. Ion Fe(II) dan Fe(III) dalam sampel air
Penentuan Cr(III) dalam mineral kromit
Sampel kromit dilarutkan dalam asam dan dioksidasi dengan persulfat berlebihan menjadi bikromat dengan katalis AgNO3. Sisa persulfat dihilangkan melalui pendidihan. Lar. Bikromat direduksi dengan Fe(II) standar berlebihan. Sisa Fe(II) dititrasi dengan lar.standar K 2Cr 2O7
Reaksi :
Cr 3+ + S2O8= + H2O
Cr 2O7= + H2SO4 + H+
Cr 2O7= + H+ + Fe2+>>LS Cr 3+ + H2O + Fe3+ Cr 2O7=Ls + H+ + Fe2+sisa Cr 3+ + H2O + Fe3+ mol Cr(III) ≈ mol Fe(II) mula-mula – mol Fe(II) sisa Mol Fe(II) sisa
≈ mol
K2Cr 2O7
Contoh
Bijih kromit (mineral dengan kandungan utama logam Cr) seberat 2 gram dilebur dan diasamkan sehingga diperoleh larutan Cr 3+. Selanjutnya Cr 3+ di dalam larutan tersebut dioksidasi dengan asam H 2S2O8 membentuk ion Cr 2O7=. Ke dalam larutan yang terjadi ditambah dengan 0,6g garam Fe(NH4)2(SO4)2 10H2O, yang jika dititrasi dengan larutan K 2Cr 2O7 5,07mg/ml memerlukan 10 ml. Tentukan berapa % kandungan Cr 2O3 dalam sampel tersebut, jika persamaan reaksi (belum lengkap) yang terjadi diberikan sebagai berikut :
Cr 3+ + S2O8= + H2O Cr 2O7= + H2SO4 + H+
Cr 2O7= + H+ + Fe2+ Cr 3+ + Fe3+ + H2O
Jika 33,36 gram FeSO 4 7H2O (Mr = 278) dapat teroksidasi sempurna oleh 20 ml larutan K 2Cr 2O7 dalam suasana asam, maka tentukan berapa molaritas larutan K2Cr 2O7 tersebut.
Permanganometri
Ke dalam larutan NaAsO 2 yang dibuat dari pelarutan As 2O3 dalam asam, ditambahkan 0,5 gram Pyrolusit sehingga terjadi reaksi yang sempurna. Kemudian kelebihan arsenitnya (As(III)) dititrasi dengan larutan standar KMnO 4 0,01M, dan pada akhir titrasi ternyata pembacaan buret menunjukkan 18 ml. Apabila Pyrolusit tersebut mengandung MnO 2 85%, maka tentukan berapa gram As 2O3 yang terkandung dalam larutan NaAsO2 tersebut. Jelaskan prinsip analisis dalam soal ini
3. Iodo-Iodimetri
Iodimetri :
Lar. Standar Iodium (I2) : oksidator
Lar. Analit :reduktor
Reaksi reduksi I2 : I2 + 2e 2 I-
E0 = 0,5345 V
Lanjutan
Iodometri : Lar. Standar : Na 2S2O3 (reduktor; primer) = = + 2e Reaksi : 2S2O3 S4O6
Cara : Sampel direaksikan dengan KI sehingga dihasilkan I2 bebas. Selanjutnya dilakukan titrasi terhadap I 2 tersebut dengan lar. standar Na2S2O3
Indikator yang digunakan : amilum
Penambahan amilum : setelah titrasi berlangsung (tidak di awal/sebelum titrasi), yang akan memberikan warna biru
Saat titrasi selesai : warna menjadi putih kekuningan
Kegunaan
Penentuan Cu dalam CuSO4
Penentuan klor aktif dalam kaporit
Penentuan kemurnian KI
BOD dalam air
Penentuan Cu(II)
Berapa % kemurnian CuSO4 dalam sampel jika 2 gram sampel tersebut dilarutkan dan ditambah KI 1 gram kemudian dititrasi dengan lar.stand. Na 2S2O3 0,2M memerlukan 12,5 ml. Reaksi : 2Cu2+ + 4I- Cu2I2 + I2 I2 + 2S2O3= S4O6= + 2Imol Cu(II) ≈ mol I2 mol I2 ≈ mol Na2S2O3
Penentuan klor aktif (OCl -) dalam kaporit
Kaporit : campuran Ca(OCl) 2 dan CaCl2 dengan Ca(OH)2 H2O Cara : kaporit dalam HCl pekat dan ditambah KI dan diasamkan dengan asam asetat (tidak boleh HCl), kemd I2 bebas yang terbentuk dititrasi dengan Na 2S2O3 Reaksi : 2OCl- + 2 I- + 4H+ I2 + 2 S2O3= mol OCl- ≈ mol I2 mol I2 ≈ mol Na2S2O3
I2 + 2H2O + S4O6= + 2 I-
2Cl-
Penentuan kemurnian KI
Ke dalam sampel ditambahkan asam sulfat dan K 2CrO4 standar berlebih. I2 bebas yang terbentuk dihilangkan dengan pendidihan. Kemudian kelebihan kromat direaksikan dengan KI dan I 2 bebas dititrasi dengan larutan Na2S2O3
Reaksi : I- + CrO4= + H+ I2 + 2 S2O3=
I2 + Cr 3+ + S4O6= + 2 I-
H2O
mol KI ≈ mol K2CrO4yang bereaksi mol K2CrO4yang bereaksi = mol K2CrO4mula-mula - mol K2CrO4sisa mol K2CrO4sisa ≈ mol I2 ≈ mol Na2S2O3
Contoh soal iodo-iodimetri 1.
Untuk menentukan kemurnian garam kalium iodide (KI), dari 0,45gram garam tersebut setelah dilarutkan dalam air, ditambah dengan 0,194 gram K2CrO4 dan 20ml H2SO4 6M. Larutan ini kemudian dididihkan untuk menghilangkan I 2 bebas yang terjadi. Selanjutnya ke dalam larutan yang mengandung kelebihan ion CrO 4= yang telah dingin ditambah kristal KI berlebihan. Apabila larutan ini ternyata dapat dititrasi dengan 12 ml larutan Na2S2O3 0,05M maka hitunglah kemurnian KI dalam garam tersebut.
Contoh-Contoh untuk latihan : 1. Bijih nikel yang mengandung Ni 23,60%, seberat 1 gram setelah dilarutkan kemudian direaksikan dengan larutan amoniak membentuk larutan amoniakal. Dalam larutan amoniakal selanjutnya ditambah dengan kristal garam KCN berlebihan sehingga terbentuk ion kompleks {Ni(CN)4}=. Apabila sisa ion CN - dalam larutan dapat dititrasi dengan 10 ml AgNO3 0,1N, maka hitunglah berapa berat KCN yang ditambahkan ? Tuliskan semua reaksi kimia yang terjadi
2. Ke dalam larutan NaAsO2 yang dibuat dari As2O3 yang telah diasamkam, ditambahkan 0,8gram Pyrolusit sehingga terjadi reaksi yang sempurna. Kemudian kelebihan arsenitnya (As(III)) dititrasi dengan larutan standar KMnO4 0,02M pada akhir titrasi ternyata pembacaan buret menunjukkan 30ml. Apabila Pyrolusit tersebut mengandung MnO2 85%, maka tentukan berapa gram As2O3 yang terkandung dalam larutan NaAsO2 tersebut. Jelaskan prinsip analisis dalam soal ini.
