TITRASI KOMPLEKSOMETRI Putu Calista Gitta K / 1106052745
Titrasi Kompleksometri Menggunakan prinsip pembentukan ion kompleks. Digunakan untuk logam-logam yang dapat membentuk ion kompleks
Ion kompleks Ion kompleks terdiri dari : Ion logam atau molekul netral sebagai akseptor elektron (atom pusat) Kelompok molekul yang terikat pada atom pusat sebagai donor elektron (ligan) Ag+ + 2CNAtom pusat
Ligan
Ag(CN)2-
Jumlah ikatan terbentuk oleh atom logam pusat disebut bilangan koordinasi dari logam. contoh : pada reaksi di atas bil. Koordinasi perak adalah 2.
Ligan
Ion ligan biasanya mempunyai atom elektronegatif, misalnya nitrogen, oksigen, atau salah satu dari halogen. Ligan yang hanya mempunyai sepasang elektron tak dipakai bersama disebut unidentant. Contoh : NH3 Ligan yang menyerahkan lebih dari satu pasang elektron untuk membentuk ikatan kovalen dengan ion logam disebut polidentant. Contoh : etilendiamin (NH2CH2CH2NH2)
Cincin khelat adalah cincin heterosiklik yang terbentuk oleh interaksi suatu ion logam dengan dua atau lebih gugus ligan. Kompleks yang terbentuk disebut senyawa khelat. Pereaksi pembentuk ion kompleks disebut chelon / chelating agent. Pereaksi pembentuk kompleks tersebut dapat dijadikan titran dalam analisis kuantitatif ion logam. Contoh ion chelating agent yang sering dipakai : EDTA.
Stabilitas Kompleks
Reaksi kompleks dapat dinyatakan sebagai berikut : Mn+ + Lm-
ML+(n-m)
M= ion logam L = ligan Tetapan kesetimbangan (stabilitas) : K stab= [ML+(n-m) ] [Mn+ ] [Lm-]
Tetapan stabilitas disebut juga tetapan pembentukan kompleks (Kf) Tetapan instabilitas (disosiasi kompleks) : K instab = 1/ K
stab
Suatu ion dikatakan stabil jika K stab ≥ 108
EDTA Terdapat beberapa ion logam yang bisa membentuk kompleks stabil dengan nitrogen, sedangkan beberapa ion logam lain lebih stabil jika membentuk kompleks dengan ligan yang mengandung atom oksigen. Oleh karena itu, dibutuhkan pereaksi pembentuk khelat (chelon) yang mengandung baik oksigen maupun nitrogen. Contohnya : EDTA
EDTA (Asam etilen diamin tetra asetat) (H4Y-)
EDTA dapat digunakan sebagai titran karena : Membentuk kompleks 1 : 1 dengan ion logam
EDTA adalah ligan heksidentant yang memiliki 6 tempat untuk mengikat ion logam : - 4 di gugus karboksilat - 2 di gugus amino
Pengaruh pH pada Pembentukan Kompleks Tetapan disosiasi EDTA (H4Y)
H4Y + H2O H3Y- + H2O H2Y2-+ H2O HY3- + H2O
H3O+ + H3YH3O+ + H2Y2H3O+ + HY3H3O+ + Y4-
Mn+ + H2Y2-
Ka1 =1,02x10-2 Ka2 =2,14x10-2 Ka3 =6,92x10-2 Ka4 =5,50x10-2
MY+(n-4) + 2H+
Jika H+ bertambah maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri, sehingga kompleks tidak terbentuk.
Distribusi zat EDTA sebagai pH
Dari gambar dapat dilihat bahwa pada pH lebih besar dari 12 EDTA ada dalam bentuk Y4sedangkan pada pH yang lebih rendah zat yang ada adalah H3Y- dan seterusnya. kesetimbangan tidak dapat langsung ditentukan dari K absolut karena pada pH berbeda spesi EDTA yang dominan juga berbeda
Pada berbagai pH larutan, konsentrasi total ion-ion EDTA adalah CY CY = [Y4-] + [HY3-] + [H2Y2-] +[H3Y-] + [H4Y] Sehingga akan didapatkan [Y4-] CY
=
Ka1 Ka2Ka3Ka4
[H3O+]4+ [H3O+]3 Ka1 +[H3O+]2 Ka1 Ka2 [H3O+]4 +Ka1 Ka2Ka3+Ka1 Ka2Ka3Ka4 [Y4-] = α4
CY
[Y4-] Mn+ + Y4-
= α4 CY MY+(n-4)
Tetapan stabilitas kompleks (Kstab) : K stab= [MY+(n-4) ]
[Mn+ ] [Y4-] K stab= [MY+(n-4) ] [Mn+ ] αY CY
K stab . αY = [MY+(n-4) ] [Mn+ ] CY K eff= [MY+(n-4) ] [Mn+ ] CY K eff= K stab . αY
• Harga αY berbeda-beda pada berbagai pH •Titrasi dapat berjalan baik jika K eff ≥ 108
Harga αY EDTA pada Berbagai pH pH
αY
-logαY
2
3.7 x 10-14
13.44
2.5
1.4x 10-12
11.86
3
2.5 x 10-11
10.60
4
3.3x 10-9
8.48
5
3.5 x 10-7
6.45
6
2.2 x 10-5
4.66
7
3.7 x 10-4
3.33
8
3.7 x 10-3
2.29
9
3.7 x 10-2
1.29
10
0.35
0.46
11
0.85
0.07
12
0.98
0.00
Kurva titrasi Pada awal titrasi [Ca2+] = 0,01 M pCa = -1log [Ca2+] = 2
setelah penambahan 10 ml titran, terdapat kelebihan titran Ca2+ yang cukup banyak pada titik ini. dan dengan nilai K berorde 1010 , dapatlah diandaikan bahwa reaksi berjalan lengkap, jadi [Ca ]=(0,5-0,10)/60ml= 0,0067 M 2+
pCa=2.17
Kurva titrasi Titik kesetaraan
Kurva titrasi Setelah penambahan 60 ml titran, kelebihan titran 0,1 mmol
Kelayakan titrasi kompleksometri Kelayakan titrasi kompleksometri dapat dilakukan dengan: Menghitung K eff Membuat kurva titrasi
Kelayakan Titrasi Kompleksometri Contoh soal : 50 ml 0,010 M M2+ dititrasi dengan 0,010 M EDTA. Hitung harga Keff sehingga apabila 49,95 ml titran telah ditambahkan, reaksi pada dasarnya berlangsung sempurna. Dan pM berubah sebanyak 2,00 satuan pada penambahan lagi 2 tetes (0,10 ml) titran.
Jawab : [M2+]= 0,00050 mmol = 5 x 10-6 99,95 ml
pM = 5,30 Jika ΔpM = 2 satuan, maka pM = 7,30 dan [M2+]= 5 x 10-8 ketika ditambahkan 50,05 ml. Pada titik ini [M2+]= 0,050 x 0,010 = 5 x 10-6
99,95 ml [MY2-]= 0,5 = 5 x 10-3 100
K ef =
5x10-3 (5 x 10-8)(5 x 10-6)
K= 2 X 10-10
Jadi, harus dipastikan untuk ΔpM = 1,00 maka K eff harus 2 x 10-9
Kurva titrasi
Indikator kompleksometri Untuk mendeteksi titik akhir, perlu indikator logam (indikator metalokrom) Indikator metalokrom dapat membentuk senyawa kompleks dengan ion logam dan membentuk warna tertentu. ketika ditambah EDTA, EBT akan melepas logam, agar logam berikatan dengan EDTA sehingga warna awal hilang atau berubah warna MIn + HY3- ↔ MY2- + HIn2
Merah
Biru
Indikator untuk kompleksometri
Indikator yang biasa digunakan adalah EBT (Eriochrome Black T)
Persyaratan Indikator Metalokrom Kompleks logam-indikator harus stabil K stab logam-indikator < K stab logam-EDTA Warna indikator pada saat bebas dan pada saat berikatan dengan logam harus berbeda jelas. Indikator harus peka terhadap ion logam Reaksi warna harus spesifik dan selektif
Contoh : EBT merupakan indikator yang sesuai untuk titrasi Zn2+ dengan EDTA dalam buffer amoniak pH 9. Tetapan keseimbangan untuk reaksi Zn2+ + HIn2- ↔ ZnIn- + H+
Referensi Day, R.A Jr & A.L. Underwood. 1993. Analisis Kimia Kuantif ed4. Jakarta: Erlangga
