ANALISIS VOLUMETRI OLUMETRI Titrasi Redoks
CANDRA PURNAWAN, M.Sc
•
•
•
Titrasi •
Titran
adl proses penambahan reagent yang telah diketahui konsentrasinya atau lebih dikenal sebagai larutan strandar ke dalam suatu analit/substance tertentu, biasanya menggunakan buret sehingga terjadi reaksi antara keduanya.
Adalah reagent yang ditambahkan melalui beret, biasanya merupakan larutan standar.
Titrasi Redoks
Merupakan suatu analisis volumetrik atau teknik titrasi yang didasarkan pada reaksi reduksi oksidasi Jadi, setelah larutan standart ditambahkan ke dalam larutan sampel terjadi reaksi reduksi oksidasi antara keduanya atau dengan matrik yang lain
Reduksi – Oksidasi
Reaksi Reduksi, ditandai dengan:
Penurunan bilangan oksidasi
Pengikatan/penerimaan elektron
Pelepasan oksigen
Reaksi Oksidasi, ditandai dengan:
Peningkatan bilangan oksidasi
Pelepasan elektron
Pengikatan oksigen
Oksidator
Oksidator=oksidant= senyawa yang mengalami reduksi dan mengoksidasi senyawa lain Contoh oksidator Oksidator Hasil reduksi
Oksidator
Hasil reduksi
F2
F-
H2O2
H2O
Cl2
Cl-
MnO4-
Mn2+ (asam)
I2
I-
O2
H2O
MnO2 (basa) Cr 2O72-
Cr 3+
Reduktor
Reduktor = reduktan = adalah senyawa yang mengalami oksidasi dan mereduksi senyawa lain Contoh reduktor Reduktor
Hasil oksidasi
Reduktor
Hasil oksidasi
Zn
Zn2+
SO32-
SO42-
H2
H2O
Fe2+
Fe3+
Al
Al3+
C2O42-
CO2
SO2
SO42-
S2O32-
S4O62-
CO
CO2
I-
I2
Penyetaraan reaksi redoks
Cara setengah reaksi
Cara perubahan biloks
Cat: dengan cara setengah reaksi, kita dapat mengetahui jumlah elektron yang terlibat dalam setengah reaksi redoks dan ekuivalennya
Cara Setengah Reaksi
Memisah dan menuliskan kerangka setengah reaksi Menyetarakan jumlah oksigen dan hidrogen dengan menambahkan H2O dan H+. Jika larutan dalam suasana basa maka tambahkan OH- pada kedua ruas yang sama banyaknya dengan H+. Menyetarakan muatan listrik dengan menambahkan elektron Menyetarakan jumlah elektron yang dilepas dan diikat Jumlahkan setengah reaksi oksidasi dan
Cara Bilangan Oksidasi
Menulliskan zat-zat pereaksi dan hasil reaksi Tandai unsur-unsur yang mengalami perubahan biloks dan setarakan jumlah unsur yang mengalami perubahan biloks tersebut Setarakan jumlah bertambah dan berkurangnya bilangan oksidasi. Berkurangnya bilangan oksidasi menjadi koefisien reduktor dan sebaliknya. Setarakan jumlah atom Oksigen dengan menambahkan H2O dan atom hidrogen dengan menambahkan H+. Jika larutan dalam suasana basa maka tambahkan OH- pada kedua ruas yang sama banyaknya dengan H+
Contoh: Setarakan………
Zn + NO3reaksi)
Zn2+ + NH4+.(setengah
Fe2+ MnO4-
Fe3+ + Mn2+
CuS + NO3-
Cu2+ + S + NO (biloks)
Titik ekuivalen
Dalam proses titrasi, titik ekuivalen biasanya disertai oleh perubahan warna, baik dengan atau tanpa indikator. Pada saat titik ekuivalen, dalam titrasi redoks:
Jumlah elektron yang dilepaskan setengah reaksi oksidasi sama dengan jumlah elektron yang diterima oleh setengah reaksi reduksi
Satu ekuivalen oksidasi bereaksi dengan satu ekuivalen reduksi
Jumlah ekuivalen oksidasi = Jumlah ekuivalen reduksi
(N.V)oksidasi
(M.V.n)oksidasi
N = normalitas
= (N.V)reduksi = (M.V.n)reduksi = M.n
M = molaritas, V = volume = jumlah elektron yang terlibat reaksi n = ekuivalen untuk 1 mol senyawa
Massa 1 ekuivalen = (Mr atau Ar)/n Massa ekuivalen (grek=gram ekuivalen)= mol ekuivalen = massa/1 ekuivalen= massa/(Mr/n) =
(massa/Mr).n = mol. n
N = massa ekuivalen atau mol ekuivalen/V = (massa/Mr).(1/V).n = (mol/V). n = M.n
Contoh soal 1.
Jika KMnO4 berubah menjadi Mn2+, maka massa 1 ekuivalen MnO4- adalah… jawab. MnO4- + 8H+ + 5e-
Mn2+ + 4H2O
1 mol MnO4- = 5 ekuivalen, n=5/1= 5 massa 1 ekuivalen MNO4- = MrKMnO4/n=158,03/5 = 31,606g 2.
Jika Fe dioksidasi menjadi Fe3O4, hitung massa 1 ekuivalen Fe jawab. 3Fe + 4H2O
Fe3O4 + 8H+ +8e-
maka: 3 mol Fe = 8 ekuivalen sehingga 1 mol Fe= 8/3 ekuivalen dan n=8/3
massa 1 ekuivalen Fe = Mr Fe/n = 55,847/8/3 =55,847/8 x 3 =20,943g
Contoh soal 3.
Berapa gram Fe2O3 yang diperlukan untuk bereaksi dengan 4 gram VO menghasilkan FeO dan V2O5 (Mr Fe2O3=159,69, VO=66,94)
Jawab. Reduksi
: Fe2O3 + 2H+ + 2e-
Oksidasi
: 2VO + 3H2O
2FeO + H2O
V2O5 + 6H+ +6e-
Cara I: Massa 1 ekuivalen Fe2O3 = 159,69/(2/1) =79,85g Massa 1 ekuivalen VO = 66,94/(6/2) = 22,31g Mol ekuivalen =massa ekuivalen (grek) untuk 4g VO= 4/22,31=0,18 grek VO Massa Fe2O3 yang diperlukan untuk bereaksi dengan 0,18 grek VO adalah = 0,18 x 79,85 g = 14,37g
Cara II:
(N.V) Fe2O3 = (N.V)VO, (M.n.V) Fe2O3 = (M.n.V)VO
(mol.n) Fe2O3 = (mol.n)VO
x/159,69 . 2/1 = 4/66,94. 6/2
x = 6. 159,69/66,94 = 14,31g
Cara III: melalui penyetaraan reaksi dan konsep mol 3Fe2O3 + 2VO
6FeO + V2O5
Mol VO=4/66,94 mol Mol Fe O =3/2. 4/66,94= 6/66,94 mol
Permanganometri
Permanganometri adalah suatu cara titrasi atau analisis volumetric berdasarkan reaksi redoks dengan menggunakan larutan standar kalium permanganat (KMnO4). Permanganat merupakan oksidator kuat yang dalam asam praktis tereduksi menjadi garam mangan (II) tidak berwarna dan dalam larutan netral atau alkalis tereduksi menjadi mangan (IV) oksida. Larutan permanganat di dalam larutan asam memberikan 5 ekuivalen oksidasi (Mn 2+)dan dalam larutan alkali membentuk 3 ekuivalen oksidasi (MnO2) (Herman, T.Roth.1998)
Penggunaan permanganat sebagai suatu reagen memang memiliki banyak kelebihan, antara lain adalah mudah diperoleh, harganya yang relatif murah, dan tidak memerlukan indikator tertentu kecuali bila digunakan pada larutan yang sangat encer. Garam ini tidak dapat diperoleh dalam keadaan murni, sehingga garam ini tidak dapat digunakan sebgai larutan standar primer. Oleh karena itu,perlu adanya standarisasi dari larutan permanganat itu, karena larutan permanganat bukanlah larutan standar primer,
Na2C2O4 baik sebagai larutan standar primer karena sangat murni, stabil saat pengeringan dan tidak higroskopis (mudah menyerap uap air) dengan suasana asam (H2SO4). 6H2C2O4 + 2MnO4- + 16H+ + 10CO2
2Mn2+ + 16H2O
Larutan Na2C2O4 semula berwarna bening pada saat titrasi dilakukan mencapai titik ekuivalen terjadi perubahan warna menjadi merah muda jika KMnO4 sebagai titran KMnO4 yang sudah diketahui konsentrasinya dapat digunakan untuk mengetahui konsentrasi:
Contoh 1.
2.
25 mL Na2C2O4 0,1750M dipanaskan kemudian di titrasi dengan larutan KMnO4. Jika diperlukan 21,20 mL larutan KMnO4, berapa konsentrasi KMnO4? Jawab = 0,0825 (Ar Na=23, C=12, O=16, K=39, Mn=55) 0,35 g natrium oksalat (Na2C2O4) dilarutkan dalam 250 mL asam sulfat 2N kemudian diambil 25 mL dan dititrasi dengan KMnO4. Berapa volume yang diperlukan sehingga molaritas KMnO4 menjadi 0,5M? Jawab = 0,2088 mL
Contoh 3.
4.
Rumus kristal amonium besi (II) sulfat dinyatakan (NH4)2SO4.FeSO4. nH2O. Jika 17,33 g dilarutkan, diasamkan dengan asam sulfat encer hingga 250 mL. pada titrasi dengan KMnO4, 25mL larutan tersebut memerlukan 27,5 mL KMnO 4 0,0250M. Hitung berapa nilai n pada senyawa amonium besi (II) sulfat? Jawab = 12 (N=14, S=32, Fe=56) Garam amonium besi (III) sulfat sebanyak 7,5g dilarutkan,diasamkan dan diencerkan hingga 250mL. Sebanyak 25mL larutan tersebut direduksi sehingga semua besi (III) diubah menjadi besi(II), kemudian dititrasi dengan larutan KMnO 4. apabila pada titrasi ini diperlukan 18,5mL KMnO 4 0,0175M,hitung berapa %
Contoh 5.
Sebanyak 24 g garam ferri amonium sulfat (Fe2(SO4)3.(NH4)2SO4.2H2O dilarutkan dalam 500mL asam sulfat 2N. 25mL dimasukkan dalam erlenmeyer dan direduksi dengan SnCl2 berlebih. Kelebihan SnCl 2 dioksidasi dengan HgCl2 kmd larutan dititrasi dengan KMnO4 yang 25mL distandarisasi dengan 0,25g asam oksalat. Jika volume KMnO 4 yang dibutuhkan sebanyak 7 mL,hitung berapa kadar besi dalam sampel?
Bikromatometri
Bikromatometri adalah suatu cara titrasi atau analisis volumetric berdasarkan reaksi redoks dengan menggunakan larutan standar bikromat (Cr 2O72-)-kalium bikromat. Kalium bikromat biasanya digunakan sebagai larutan standart primer dalam analisis volumetri Cr 2O72- 14H+ + 6e
2Cr 3+ + 7H2O E0 = 1,33 V
- Potensial reduksi kromat lbh kecil drpd permanganat - Relatif stabil - Dapat dipanaskan tanpa terdekomposisi Standar primer K2Cr 2O7 berwarna kuning
Contoh soal
Sebanyak 5 g sampel dilarutkan dalam 50mL larutan asam encer. sebanyak 10mL larutan tersebut diencerkan hingga 25mL dan ditambahkan reduktor SnCl2 untuk merubah semua besi menjadi Fe 2+ sehingga volume total menjadi 27mL. Sebanyak 10mL larutan tersebut dititrasi dengan K 2Cr 2O7 memerlukan 7mL. Berapa % kadar besi yang terdapat di dalam sampel jika setiap 7mL K2Cr 2O7 ekuivalen dengan 10mL KMnO4 dan setiap 3mL KMnO 4 dalam suasana asam dapat mengoksidasi 1,5mg besi? Jawab 1,362% (Ar Cr=52, Mn=55, Fe=56)
Jawaban
Reaksi
Fe2+
Fe3+ + e-
MnO4- + 8H+ + 5e-
Mn2+ + 4H2O
5Fe2+ + MnO4- + 8H+ 4H2O
5Fe3+ + Mn2+ +
Penentuan konsentrasi KMnO4
(Mol.eq) MnO4- =(mol.eq) Fe2+ (M.3.5) MnO4- = 1,5mg/55,847.1 M = 0,0269 mmol/15mL= 0,0018M = 0,009N
Penentuan konsentrasi K2Cr2O7
(N.V) MnO4- =(N.V) K2Cr2O7 0,009. 10 = N. 7 N = (0,009. 10)/7 = 0,0129 N
Konsentrasi Fe setelah pengenceran
Konsentrasi Fe sebelum pengenceran
IODO/IODIMETRI
Metode titrasi langsung dinamakan iodometri mengacu kepada titrasi dengan suatu larutan iod standar atau titrasi yang melibatkan reaksi langsung antara laritan standar iod dengan analit. Sedangkan metode titrasi tak langsung dinamakan iodimetri , adalah berkenaan dengan titrasi dari iod yang dibebaskan dalam reaksi kimia Secara umum iodo/iodimetri didasarkan pada reaksi :
Potensial reduksi Iod 0,535 volt jauh lebih rendah dari kalium permanganat ( KMnO4 ). Zat-zat penting yang merupakn zat pereduksi yang cukup tepat untuk dititrasi dengan iodium adalah tiosulfat, sulfit, sulfide, ferosianida, timbal (II), stibium (III), arsen (III). Amylum adalah indikator yang dipakai untuk menetapkan titik ekuivalen.
Iod sedikit larut dalam air 0,00134 mol tiap 1 liter pada suhu 250C tetapi sangat larut dalam larutan yang mengandung ion iodide. Iodium sukar larut dalam air, tetapi mudah larut dalam KI pekat membentuk ion triiodida.Ini sekaligus menurunkan tekanan uap dari iodium sehingga kesalahan akibat menguapnya iodium dapat dicegah. I2 + I -
I3 –
Penurunan kadar selama penyimpanan disebabkan oleh reaksi iodide dengan air. I2 + H2O
HIO + H+ + I-
Larutan standar iodium haruslah disimpan dalam botol yang gelap untuk mencegah peruraian HIO oleh cahaya matahari sesuai persaman reaksi : 2HIO
2H+ + 2I- + O2
Dalam kebanyakan titrasi langsung dengan iod ,digunakan suatu larutan iod dalam kalium iodide, dan karena itu spesi reaktifnya adalah ion triiodida. Untuk tepatnya ,semua persamaan yang melibatkan reaksi-reaksi iod seharusnya ditulis dengan I3- dan bukan dengan I2 , misal : I3- + 2S2O32- ↔ 3I- + S4O62-
bila ion iodide ditambahkan berlebih pada suatu larutan Cu (II) ,maka suatu endapan CuI terbentuk. 2Cu2+ + 4 I- → 2 CuI (s) + I2 Kelebihan I- dari KI digunakan untuk meningkatkan kelarutan dan kestabilan I2 yang terbentuk Larutan titran yang sering digunakan dalam titrasi iodo/iodimetri adalah Larutan titer iodium dan Larutan titer Na2S2O3
Contoh soal 1.
2.
Suatu larutan K2Cr 2O7 dibuat dengan cara melarutkan 1,1466g K2Cr 2O7 dan diencerkan hingga volume 250mL. Sebanyak 25mL larutan ini ditambah dengan KI berlebih dan ditambah asam sulfat encer. Iod yang terbentuk dititrasi dengan larutan natrium thiosulfat dan membutuhkan 20,2 mL. Hitung konsentrasi natrium thiosulfat! Jawab = 0,1045M Suatu cuplikan CuSO4.5H2O sebanyak 4,9875g dilarutkan dalam 250 mL dan ditambah dengan KI berlebih kemudian ditambah beberapa tetes amilum dan dititrasi dengan Na 2S2O3 0,1055M. Jika diperlukan 19,0 mL larutan Na2S2O3 0,1055M, hitung berapa % tembaga dalam kristal CuSO 4.5H2O! Jawab: 2,552%
Jawaban 1.
Reaksi: Cr 2O72- + 6I- + 14 H+ 2S2O32- + I2
2.
2I- + S4O62-
Reaksi:
2Cu2+ + 4 I- → 2 CuI (p) + I2 2S2O32- + I2
2I- + S4O62-
2Cr 3+ + 3I2 + 7H2O