LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANALISA UJI KUANTITATIF
ANNISA FITRI RAHMAWATI 17020012 K1
DOSEN :
OCTIANNE D., M.T.
ASISTEN :
R. TIARA P., M.Pd. LESTARI W., S.Pd
PROGRAM STUDI KIMIA TEKSTIL POLITEKNIK STTT BANDUNG 2018
1. Judul Praktikum 1.1. Penetapan Kadar Ca Secara Kompleksometri 1.2. Penetapan Kadar Ni Secara Gravimetri 1.3. Penetapan Kadar Fe Secara Spektrofotometri Spektrofotometri 1.4. Kalibrasi pH Meter
2. Tujuan 2.1. Menetapkan kadar Ca dalam sampel secara kompleksometri 2.2. Menetapkan kadar Ni secara gravimetri 2.3. Menetapkan kadar k adar Fe dengan metode meto de spektrofotometri spektrofo tometri dengan deng an alat spektrofotometer 2.4. Memahami prosedur kalibrasi pH meter dan cara k erja pH meter
3. Dasar Teori 3.1. Penetapan Kadar Ca Secara Kompleksometri Kompleksometri merupakan jenis titrasi dimana titran dan titrat saling mengkompleks, sehingga dapat membentuk hasil berupa kompleks. Reaksi-reaksi pembentukan kompleks atau yang menyangkut kompleks banyak sekali dan penerapannya juga banyak tidak hanya dalam titrasi. Karena itu perlu penggantian yang cukup luas tentang kompleks. Sekalipun disini pertama-tama akan ditetapkan pada titrasi. Salah satu tipe reaksi kimia yang berlaku sebagai dasar penentuan titrimetrik melibatkan pembentukan (formosi) kompleks atau ion kompleks yang larut namun sedikit terdisosiasi. Kompleks yang bermaksud disini adalah kompleks yang dibentuk melalui reaksi ion logam, sebuah katian, dengan sebuah anion atau molekul netral. Suatu EDTA dapat membentuk senyawa kompleks yang mantap dengan sejumlah besar ion logam, sehingga EDTA merupakan ligan yang tidak selektif. Dalam larutan yang sedikit asam, dapat terjadi protonasi parsial EDTA tanpa pematahan sempurna kompleks logam yang menghasilkan secara spesies seperi CuHY-. Ternyata bila beberapa ion logam yang ada dalam larutan tersebut maka
titrasi dengan EDTA akan menunjukkan jumlah semua ion logam yang ada dalam larutan tersebut. Titrasi kompleksometri yang berdasarkan pembentukan persenyawaan kompleks (ion kompleks atau garam yang sukar mengion). Kompleksometri merupakan jenis titrasi dimana titran dan titrat saling mengkompleks membentuk hasil berupa kompleks. Reaksi-reaksi pembentukan kompleks atau yang menyangkut kompleks banyak sekali dan penerapannya juga banyak, tidak hanya dalam titrasi. Karena itu perlu pengertian yang cukup luas tentang kompleks, sekalipun disini pertama-tama akan diterapkan pada titrasi. Persyaratan mendasar terbentuknya kompleks adalah tingkat kelarutan tinggi, selain titrasi kompleksometri yang dikenal sebagai kelartometri seperti yang menyambut penggunaan EDTA. Gugus yang terikat pada ion pusat, disebut ligan (polidentat). Selektivitas kompleks dapat diatur dengan pengendalian pH= 10 EDTA. Sebagian besar titrasi kompleksometri mempergunakaan indikator yang juga bertindak sebagai pengompleksnya sendiri. Indikator demikian disebut indikator metalokromat. Kelebihan titrasi kompleksometri adalah EDTA stabil, mudah larut dan menunjukkan komposisi kimiawi yang tertantu. Selektivitas kompleks dapat diatur dengan penegendalian pH misal pada magnesium, krom, kalsium dapat di titrasi pada pH = 11. Etilen diamin asetat (EDTA) sebagai garam natrium sendii merupakan standar primer sehingga tidak perlu standarisasi lebih lanjut. Kompleks yang mudah larut dalam air ditemukan. Kestabilan kompleks-kompleks logam EDTA dapat diubah dengan mengubah pH dan adanya zat-zat pengompleks lain. Maka tetapan kestabilan kompleks EDTA akan berbeda dari nilai yang dicatat pada suatu pH tertentu. Larutan air EDTA akan memiliki nilai yang berbeda dari nilai yang telah dicatat. Kondisi baru ini dinamakan tetapan kestabilan nampak atau tetapan kestabilan menurut kondisi. Analisa kadar kalsium dapat dilakukan dengan metode kompleksomtri. Titrasi
kompleksometri
adalah
titrasi
berdasarkan
pembentukan
senyawa
kompleks antara kation dengan zat pembentukan ompleks yang banyak digunakan
dalam titrasi kompleksometri adalah garam dinatrium etilen diamin tetraasetat (dinatrium EDTA). Titrasi ini digunakan dalam estimasi garam logam. Etilen diamin asam tetra setat (EDTA) adalah titran yang biasa digunakan membentuk stabel 1:1 komplek dengan semua logam efektif. Logam alkali seperti natrium dan kalium. Logam alkali tanah seperi kalsium dan magnesium bentuk kompleks yang stabil pada nilai pH rendah dan dititrasi dalam ammonium klorida penyangga di pH= 10). Titrasi kompleksometri berguna untuk menentukan sejumlah besar logam. Selektivitas dapat dicapai dengan penggunaan yang tepat dari agen (penambah agar pengompleks lainnya adalah asam lemah dan basa lemah yang kestimbangan, dan pengaruh pH pada kstimbangan ini. Kami menjelaskan titrasi ion logam dengan zat pengompleks sangat berguna yaitu EDTA, faktor-faktor yang mempengaruhi mereka, dan indikator untuk titrasi. Titrasi EDTA pada kalsium ditambah magnesium umumnya digunakan untuk memerlukan kesadahan air. Hampir semua logam lainnya dapat secara akurat ditentukan oleh titrasi kompleksometri. Kompleksometri memainkan peran penting dalam banyak kimia dan biokimia. Banyak kation akan membentuk kompleks dalam larutan dengan berbagai zat yang memiliki pasangan elektron baik terbagi (misalnya pada N, O, S atom dalam molekul) mampu memuaskan bilang koordinasi pada logam. Ion logam adalah asam lewis (elektron pasangan akseptor), komplexer adalah basa lewis (donor pasangan elektron). Jumlah molekul zat pengompleks disebut ligan, akan tergantung pada jumlah koordinasi logam dan pada jumlah kelompok pengompleks pada molekul ligan. Asam yang paling banyak digunakan dalam titrasi adala EDTA. Titrasi kompleksometri adalah penetapan kadar zat yang berdasarkan atas pembentukan senyawa kompleks yang larut, yang berawal dari reaksi antara ion logam/kation (komponen zat uji) dengan zat pembentuk kompleks sebagai ligan (fentiker). EBT merupakan asam lemah tidak stabil dalam air karena senyawa organik ini merupakan gugus sulfonat yang mudah terdisosiasi sempurna dalam air dan mempunyai 2 gugus fenol yang terdisosiasil lambat dalam air. Kalsium merupakan unsur logam alkali tanah yang reaktif, mudah ditempa dan dibentuk serta berwarna putih perak. Kalsium bereaksi dengan air dan
membentuk kalsium hidroksida dan hidrogen. Di alam kalsium ditemukan dalam bentuk senyawa-senyawa seperti kalsium karbonat (CaCO 3) dalam batu kalsit pualam dan batu kapur, kalsium sulfat (CaSO 4) dalam batu pualam putih atau gypsum, kalsium fluorida (CaF 2) dalam fluorit, serta kalsium fosfat (Ca 3(PO4)2) dalam batuan fosfat dan silikat. Kalsium bereaksi lambat dengan oksigen di udara pada temperatur kamar tetapi terbakar hebat pada pemanasan. Kalsium terbakar hanya menghasilkan oksidanya. Asam etilen diamin tetra asetat atau yang lebih dikenal dengan EDTA, merupakan salah satu jenis asam amina polikarboksilat. EDTA sebenarnya adalah ligan seksidentat yang dapat berkoordinasi dengan suatu ion logam lewat kedua nitrogen dan keempat gugus karboksilat atau disebut ligan multidentat yang mengandung lebih dari dua atom koordinasi per molekul, misalnya asam 1,2diaminoetanatetraasetat mempunyai
dua
atom
(asametilenadiamina nitrogen
penyumbang
tetraasetat,
EDTA)
dan
atom
empat
yang oksigen
penyumbang dalam molekul. Suatu EDTA dapat membentuk senyawa kompleks yang mantap dengan sejumlah besar ion logam sehingga EDTA merupakan ligan yang tidak selektif. Dalam larutan yang agak asam, dapat terjadi protonasi parsial EDTA tanpa pematahan sempurna kompleks logam, yang menghasilkan spesies seperti CuHY. Ternyata bila beberapa ion logam yang ada dalam larutan tersebut maka titrasi dengan EDTA akan menunjukkan jumlah semua ion logam yang ada dalam larutan tersebut. 3.2. Penetapan Kadar Ni Secara Gravimetri Analisis gravimetri adalah proses isolasi dan pengukuran berat suatu unsur atau senyawa tertentu. Bagian terbesar dari penentuan senyawa gravimetri meliputi transformasi unsur atau radikal senyawa murni stabil yang dapat segera diubah menjadi bentuk yang dapat ditimbang dengan teliti. Berat unsur dapat dihitung berdasarkan rumus senyawa dan berat atom unsur – unsur atau senyawa yang dikandung dilakukan dengan berbagai cara, seperti: metode pengendapan; metode penguapan; metode elektroanalisis; atau berbagai macam cara lainya. Pada prakteknya 2 metode pertama adalah yang terpenting, metode gravimetri
memakan waktu yang cukup lama, adanya pengotor pada konstituen dapat diuji dan bila perlu faktor – faktor pengoreksi dapat digunakan. Gravimetri merupakan cara pemeriksaan jumlah zat yang paling tua dan yang paling sederhana dibandingkan dengan cara pemeriksaan kimia lainnya. Analisis gravimetri adalah cara analisis kuantitatif berdasarkan berat tetap (berat konstannya). Dalam analisis ini, unsur atau senyawa yang dianalisis dipisahkan dari sejumlah bahan yang dianalisis. Bagian terbesar analisis gravimetri menyangkut perubahan unsur atau gugus senyawa yang dianalisis menjadi senyawa lain yang murni dan mantap (stabil), sehingga dapat diketahui berat tetapnya. Berat unsur atau gugus yang dianalisis selanjutnya dihitung dari rumus senyawa serta berat atom penyusunnya. Metoda gravimetri adalah suatu metoda analisis secara kuantitatif yang berdasarkan pada prinsip penimbangan. Analisis gravimetri digunakan pada beberapa bidang diantaranya untuk mengetahui suatu spesies senyawa dan kandungan-kandungan unsure tertentu/molekul dari suatu senyawa murni yang diketahui berdasarkan pada perubahan berat. Analisis kandungan air didalam uranium oksida dengan metoda gravimetri (ASTM C-696) menggunakan alat microprocessor oven. Air terserap secara fisika oleh suatu bahan padat dan bukan membentuk ikatan kimia dalam suatu bahan dapat dilepaskan lagi dengan cara membentuk uap. Pelepasan air ini sangat tergantung pada suhu dan waktu. Metode pembebasan gas atau penguapan pada hakekatnya bergantung pada penghilangan basa penyusun kontituen yang mudah menguap (Atsiri). Ini dapat dicapai dengan beberapa cara : dengan cara pemijaran sederhana dalam udara atau aliran suatu gas yang tak bereaksi dengan pengelola dengan beberapa regensia kimia dimana bahan penyususun yang dikehendaki dijadikan mudah menguap dan dengan pengelolaan dengan suatu regensia kimia dimana bahan penyusun dikehendaki tak mudah menguap ini dapat diabsorbsi (diserap) dalam sejumlah medium yang telah ditimbang bila penafsiran ini adalah penafsiran langsung atau bobot residu tertinggal setelah suatu komponen dijadikan mudah menguap ditetapkan dan diproposi bahan penyusun itu dihitung dari bobot. Penetapan kadar air tanah dapat dilakukan secara langsung melalui pengukuran perbedaan berat tanah (disebut metode gravimetri) dan secara t idak
langsung melalui pengukuran sifat-sifat lain yang behubungan erat. Metode gravimetri merupakan metode standar yang memiliki akurasi yang sangat tinggi. Namun metode ini harus dilakukan dilaboratorium sehingga penerapannya sangat membutuhkan waktu dan tenaga yang banyak untuk mendapatkan satu nilai kadar. Kebutuhan akan metode pengukuran tidak langsung menjadi sangat mendesak sebab banyaknya waktu dan tenaga yang dibutuhkan metode gravimetri. Zat ini mempunyai ion yang sejenis dengan endapan primernya. Postpresipitasi dan kopresipitasi merupakan dua penomena yang berbeda. Sebagai contoh pada postpresipitasi, semakin lama waktunya maka kontaminasi bertambah, sedangkan pada kopresipitasisebaliknya. Kontaminasi bertambah akibat pengadukan larutan hanya pada postpresipitasi tetapi tidak pada kopresipitasi. Logam nikel adalah suatu logam yang berwarna putih perak, mempunyai berat jenis 8,90 dengan titik leleh 1455°C dan titik lebur (boiling point) 2730°C, termasuk nilai ekonomisnya mahal kira-kira 3 kali lipat nilai ekonomis (harga) logam tembaga. Nikel biasanya terbentuk bersama-sama dengan kromit dan platina dalam batuan ultrabasa seperti peridotit, baik termetamorfkan ataupun tidak. Terdapat dua jenis endapan nikel yang bersifat komersil, yaitu: sebagai hasil konsentrasi residual silika dan pada proses pelapukan batuan beku ultrabasa serta sebagai endapan nikel-tembaga sulfida, yang biasanya berasosiasi dengan pirit, pirotit, dan kalkopirit. Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki simbol Ni dan nomor atom 28. Bentuk struktur kristalnya FCC. dan juga bersifat magnetis. Nikel mempunyai sifat tahan karat. Dalam keadaan murni, nikel bersifat lembek, tetapi jika dipadukan dengan besi, krom, dan logam lainnya, dapat membentuk baja tahan karat yang keras. Nikel memiliki sifat fisis mekanis yang baik sekali, yaitu tahan korosi, tahan oksidasi, tahan pada temperatur tinggi, dapat membentuk larutan padat yang ulet, kuat dan tahan korosi dengan banyak logam-logam lainnya. Nikel berwarna putih keperak-perakan dengan pemolesan tingkat tinggi. Bersifat keras, mudah ditempa
sedikit ferromagnetis dan merupakan kondukktor yang agak baik terhadap panas dan listrik. Nikel tergolong dalam group logam besi-kobal yang dapat menghasilkan alloy yang sangat berharga. Nikel sangat kuat dan memiliki sifat liat (ductile), nikel bersifat ferromagnetic dan berberat jenis 8,9 gram/cm 3. Nikel memiliki struktur Kristal kubik pemusatan sisi (Fece-centred-cubic, FCC) dan lebur pada suhu 1455 derajar selsius. Nikel sangat mudah dipadukan dengan unsur logam lain, sehingga nikel sangat penting sebagai bahan paduan untuk ketahanan korosi dan panas. Adapun sifat-sifat dari dimetilglioksim adalah:
Berupa bubuk kristal
Berwarna merah darah
Mempunyai titik leleh 250 ˚C
Merupakan Kristal trinidit dari alkali dan air.
Tidak larut dalam air, asam asetat, ammonia, dan asam mineral
Mendekati sol dalam alkohol
Berat molekul 288,94 g/mol
3.3. Penetapan Kadar Fe Secara Spektrofotometri Spektrofotometri adalah sebuah metode analisis untuk mengukur konsentrasi suatu senyawa berdasarkan kemampuan senyawa tersebut mengabsorbsi berkas sinar atau cahaya. Spektrofotometri adalah alat yang terdiri dari spektrofotometer dan fotometer. Spektrofotometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu, sementara fotometer adalah alat pengukur
intensitas
cahaya
yang
ditransmisikan
atau
diabsorpsi.
Istilah
spektrofotometri berhubungan dengan pengukuran energi radiasi yang diserap oleh suatu sistem sebagai fungsi panjang gelombang dari radiasi maupun pengukuran panjang absorpsi terisolasi pada suatu panjang gelombang tertentu. Secara umum spektrofotometri dibedakan menjadi empat macam, yaitu:
Spektrofotometer ultraviolet
Spektrofotometer sinar tampak
Spektrofotometer infra merah
Spektrofotometer serapan atom Spektrum elektromagnetik terdiri dari urutan gelombang dengan sifat-sifat
yang berbeda. Kawasan gelombang penting di dalam penelitian biokimia adalah ultra lembayung (UV, 180-350 nm) dan tampak (VIS, 350-800 nm). Cahaya di dalam kawasan ini mempunyai energi yang cukup untuk mengeluarkan elektron valensi di dalam molekul tersebut. Penyerapan sinar UV-Vis dibatasi pada sejumlah gugus fungsional atau gugus kromofor yang mengandung elektron valensi dengan tingkat eksutasi rendah. Tiga jenis elektron yang terlibat adalah sigma, phi, dan elektron bebas. Kromofor-kromofor organik seperto karbonil, alkena, azo, nitrat, dan karboksil mampu menyerap sinar ultraviolet dan sinar tampak. Panjang gelombang maksimumnya dapat berubah sesuai dengan pelarut yang digunakan. Auksokrom adalah gugus fungsional yang mempunyai elektron bebas nseperti hidroksil, metoksi, dan amina. Terkaitnya gugus kromofor akan mengakibatkan pergeseran pita absorpsi menuju ke panjang gelombang yang lebih besar dan disertai dengan peningkatan intensitas. Ketika cahaya melewati suatu larutan biomolekul, terjadi dua kemungkinan. Kemungkinan pertama adalah cahaya ditangkap dan kemungkinan kedua adalah cahaya discattering. Bila energi dari cahaya (foton) harus sesuai dengan perbedaan energi dasar dan energi eksitasi dari molekul tersebut. Proses inilah yang menjadi dasar pengukuran absorbansi dalam spektrofotometer. Cara kerja spektrofotometer dimulai dengan dihasilkannya cahaya monokromatik dari sumber sinar. Cahaya tersebut kemudian menuju ke kuvet (tempat sampel/sel). Banyaknya cahaya yang diteruskan maupun yang diserap oleh larutan akan dibaca oleh detektor yang kemudian menyampaikan ke layar pembaca. Hasil pengukuran yang baik dari suatu parameter kuantitas kimia, dapat dilihat berdasarkan tingkat presisi dan akurasi yang dihasilkan. Akurasi menunjukkan kedekatan nilai hasil pengukuran dengan nilai sebenarnya. Untuk menentukan tingkat akurasi perlu diketahui nilai sebenarnya dari parameter yang diukur dan kemudian dapat diketahui seberapa besar tingkat akurasinya. Presisi menunjukkan tingkat reliabilitas dari data yang diperoleh. Hal ini dapat dilihat dari
standar deviasi yang diperoleh dari pengukuran, presisi yang baik akan memberikan standar deviasi yang kecil dan bias yang rendah. Jika diinginkan hasil pengukuran yang valid, maka perlu dilakukan pengulangan, misalnya dalam penentuan
nilai
konsentrasi
suatu
zat
dalam
larutan
larutan
dilakukan
pengulangan sebanyak n kali. Ilmu yang mempelajari interaksi radiasi dengan materi sedangkan spektrofotometri adalah pengukuran kuantitatif dari intensitas radiasi elektromagnetik pada satu atau lebih panjanggelombang dengan suatu transduser (detektor). Spektrofotometri adalah analisis kuantitatif yang paling sering digunakan karena mempunyai sensitivitas yang baik yaitu 10 -4 sampai 10-6. Analisis jenis ini juga relatif selektif dan spesifik, ketepatannya cukup tinggi, relatif sederhana, dan murah. Spektofotometri adalah metode dalam kimia analisis yang digunakan untuk menentukan komposisi suatu sampel baik secara kuantitatif dan kualitatif yang didasarkan pada interaksi antara materi dengan cahaya. Peralatan yang digunakan dalam spektrofotometri disebut spektrofotometer. Cahaya yang dimaksud dapat berupa cahaya visibel, UV dan inframerah, sedangkan materi dapat berupa atom dan molekul namun yang lebih berperan adalah elektron valensi. Interaksi materi dengan cahaya atau radiasi elektromagnetik, radiasi elektromagnetik kemungkinanan dihamburkan, diabsorbsi atau dihamburkan sehingga dikenal adanya spektroskopi hamburan, spektroskopi absorbsi ataupun spektroskopi emisi. Interaksi antara materi dengan cahaya disini adalah terjadi penyerapan cahaya, baik cahaya Uv, Vis maupun Ir oleh materi sehingga spektrofotometri disebut juga sebagai spektroskopi absorbsi. Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari manusia mulai dari yang bermanfaat sampai dengan yang merusak. Dalam tabel periodik, besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26. Besi diguakan sebagai katalis. Ion besi sebagai katalis pada reaksi ion persulfat dan ion iodida. Besi merupakan sebuah contoh yang baik dalam hal penggunaan senyawa logam transisi. Sebagai katalis karena kemampuan
senyawa logam transisi tersebut untuk mengubah tingkat oksidasi. Ion-ion yang paling sederhana dalam larutan adalah: [Fe(H2O)6]2+ dan [Fe(H2O)6]3+ Kedua-keduanya bersifat asam, tetapi besi (III) lebih kuat asamnya. Ion hidroksida (katakanlah dari larutan natrium hidroksida) dapat menghilangkan ion hirogen dari ligan air dan kemudian melekat pada ion besi. Setelah ion hidrogen dihilangkan, akan diperoleh kompleks netral. Kompleks netral ini tidak larut dalam air dan terbentuk endapan. Besi sangat mudah dioksidasi pada kondisi yang bersifat basa. Oksigen di udara mengoksidasi endapan besi (II) hidroksida menjadi besi (III) hidroksida. Warna endapan yang menjadi gelap berasal dari efek yang sama. Amoinia dapat berperan sebagai basa atau ligan. Pada kasus ini, amonia berperan sebagai basa, menghilangkan ion hodrogen. Kejadian yang sama terjadi ketika menambahkan larutan natrium hidroksida. Natrium kembali berubah warna yang menunjukkan kompleks Fe (II) hidroksida teroksidasi oleh udara menjadi Fe(III) hidroksida. Jika kamu menambahkan larutan natrium karbonat ke larutan yang mengandung heksaaquobesi
(III),
dengan
pasti
akan
diperoleh
endapan
seperti
jika
ditambahkan larutan natrium hidroksida atau amonium hidroksida. Saat ini, ion karbonatyang menghilangkan ion hidrogen dari ion heksaaquo dan menghasilkan kompleks netral. Besi dari larutan garam besi II, dapat diendapkan sebagai garam besi II hidroksida, akan tetapi basa ini tidak mantap dan mudah teroksidasi menjadi besi III hidroksida, sehingga bila dipijarkan tidak murni sebagai pengoksidasi dapat digunakan asam nitrat, hydrogen peroksida atau air brom. pH pengendapan tidak boleh terlalu tinggi untuk menghindari pengendapan hidroksida yang lain. Untuk itu ditambahkan larutan amonium klorida sebagai buffer. Pengendapan dilakukan pada suhu 70-80˚C. 3.4. Kalibrasi PH Meter pH adalah suatu satuan ukur yang menguraikan derajat tingkat kadar keasaman atau kadar alkali dari suatu larutan. Unit pH diukur pada skala 0 sampai
14. Istilah pH berasal dari “p” lambang matematika dari negatif logaritma, dan “H”
lambang kimia untuk unsur Hidrogen. Definisi yang formal tentang pH adalah negatif logaritma dari aktivitas ion Hidrogen. Yang dapat dinyatakan dengan persamaan: pH = - log [H+] pH dibentuk dari informasi kuantitatif yang dinyatakan oleh tingkat keasaman atau basa yang berkaitan dengan aktivitas ion Hidrogen. Jika konsentrasi [H+] lebih besar daripada [OH -], maka material tersebut bersifat asam, yaitu nilai pH kurang dari 7. Jika konsentrasi [OH -] lebih besar daripada [H +], maka material tersebut bersifat basa, yaitu dengan nilai pH lebih dari 7. Pengukuran pH secara kasar dapat menggunakan kertas indicator pH dengan mengamati perubahan warna pada level pH yang bervariasi. Indicator ini mempunyai keterbatasan pada tingkat akurasi pengukuran dan dapat terjadi kesalahan pembacaan warna yang disebabkan larutan sampel yang berwarna ataupun keruh. Pengukuran pH yang lebih akurat biasa dilakukan dengan menggunakan pH meter. Sistem pengukuran pH mempunyai tiga bagian yaitu elektroda pengukuran pH, elektroda referensi, dan alat pengukur impedansi tinggi. Pada prinsipnya pengukuran suatu pH adalah didasarkan pada potensial elektro kimia yang terjadi antara larutan yang terdapat didalam elektroda gelas (membrane gelas) yang telah diketahui dengan larutan yang terdapat diluar elektroda gelas yang tidak diketahui. Hal ini dikarenakan lapisan tipis dari gelembung kaca akan berinteraksi dengan ion hidrogen yang ukurannya relatif kecil dan aktif, elektroda gelas tersebut akan mengukur potensial elektrokimia dari ion hidrogen atau diistilahkan dengan potential of hidrogen. Untuk melengkapi sirkuit elektrik dibutuhkan suatu elektroda pembanding. Sebagai catatan, alat tersebut tidak mengukur arus tetapi hanya mengukur tegangan. pH meter akan mengukur potensial listrik (pada gambar alirannya searah jarum jam) antara merkuri Cloride (HgCl) pada elektroda pembanding dan potassium chloride (KCl) yang merupakan larutan didalam gelas electrode serta potensial antara larutan dan elektroda perak. Tetapi potensial antara sampel yang tidak diketahui dengan elektroda gelas dapat berubah tergantung sampelnya, oleh
karena itu perlu dilakukan kalibrasi dengan menggunkan larutan yang equivalen yang lainya untuk menetapkan nilai dari pH. Elektroda pembanding calomel terdiri dari tabung gelas yang berisi potassium kloride (KCl) yang merupakan elektrolit yang mana terjadi kontak dengan mercuri chloride (HgCl) diujung larutan KCl. Tabung gelas ini mudah pecah sehingga untuk menghubungkannya digunakan keramik berpori atau bahan sejenisnya. Elektroda semacam ini tidak mudah terkontaminasi oleh logam dan unsur natrium. Elektroda gelas terdiri dari tabung kaca yang kokoh yang tersambung dengan gelembung kaca tipis yang. Didalamnya terdapat larutan KCl sebagai buffer pH 7. Elektroda perak yang ujungnya merupakan perak kloride (AgCl2) dihubungkan kedalam larutan tersebut. Untuk meminimalisir pengaruh electric yang gak diinginkan, alat tersebut dilindungi oleh suatu lapisan kertas pelindung yang biasanya terdapat dibagian dalam elektroda gelas. Pada kebanyakan pH meter modern sudah dilengkapi dengan thermistor temperature yaitu suatu alat untuk mengkoreksi pengaruh temperature. Antara elektroda pembanding dengan elektroda gelas sudah disusun dalam satu kesatuan.
4. Alat dan Bahan 4.1. Penetapan Kadar Ca Secara Kompleksometri Bahan:
Alat:
Buret dan statif
Filler
Pipet gondok 10 & 25
Larutan sampel A
Larutan NaOH 4 N
Larutan KCN 5%
Morexin bubuk
EDTA 0,02 N
mL
Aquades
Gelas kimia
Erlenmeyer
Labu ukur
4.2. Penetapan Kadar Ni Secara Gravimetri Alat: Oven
Kaca masir
Neraca analitik
Penangas
Piala gelas 100 mL
Pengaduk
Bahan:
NiSO4.6H2O serbuk
Larutan DMG 1%
Aquades panas
NH4OH 6 N
Corong
Gelas ukur
4.3. Penetapan Kadar Fe Secara Spektrofotometri Bahan:
Alat:
Rak tabung
Tabung cuvet
Labu ukur 100 mL
Pipet ukur Botol semprot Pipet tetes
Larutan standar Fe2+
0,01 mg/L
Larutan contoh Fe
Larutan KCNS
Larutan HNO3 4 N
Aquades
4.4. Kalibrasi PH Meter Alat:
Larutan buffer pH 4, 7, dan 10
Contoh uji:
Lar. NaOH 0,1 N
Lar. HCl 0,1 N
Lar. NH4OH 0,1 N
Lar. H2C2O4 0,1 N
Aquades
Bahan:
pH meter
Gelas kimia
5. Cara Kerja 5.1. Penetapan Kadar Ca Secara Kompleksometri 1) Buret diisi dengan menggunakan EDTA 2) Dipipet tepat 25 mL larutan sampel A 3) Dimasukkan ke dalam labu ukur ditambah aquades sampai garis tera, dihomogenkan 4) Dipipet tepat 10 mL larutan yang telah homogen, ditambah NaOH 4 N 1 mL 5) Ditambahkan KCN 5% 2 mL 6) Ditambahkan murexin sampai berwarna merah 7) Dititar dengan EDTA sampai larutan berwarna ungu 5.2. Penetapan Kadar Ni Secara Gravimetri 1) Ditimbang NiSO 4.6H2O 0,25 g – 1 g 2) Disiapkan bobot tetap untuk kaca masir, kaca masir dioven 1 jam lalu dimasukkan ke desikator selama 15 menit kemudian ditimbang di neraca analitik 3) NiSO4.6H2O dilarutkan dengan 50 mL aquades panas 4) Disiapkan penangas 90˚C 5) Ditambahkan 25 mL DMG 1% dan NH4OH 6 N sampai berbau ammonia (dimasukkan sedikit demi sedikit sambal diaduk) 6) Larutan dinaptuangkan 7) Endapan dioven selama 1 jam (atau sampai kering), lalu dimasukkan ke desikator selama 15 menit 8) Ditimbang bobot tetap endapan. 5.3. Penetapan Kadar Fe Secara Spektrofotometri 1) Dihitung volume larutan standar yang dibutuhkan sesuai variasi konsentrasi yang dibutuhkan 2) Dipipet larutan standar sesuai perhitungan ke dalam labu ukur 50 mL 3) Ditambahkan 5 mL HNO3 4 N, 5 mL KCNS, diencerkan sampai tanda garis 4) Dikocok 12 kali sampai larutan homogen 5) Dimasukkan ke tabing cuvet, diukur pada spektrofotometer pada panjang gelombang 450 – 550 nm selang 10 nm 6) Diukur nilai A dan %T pada spektrofotometer pada panjang gelombang maksimum 7) Nilai abrorbansi divlotkan ke grafik
5.4. Kalibrasi PH Meter 5.4.1. Kalibrasi pH Ct 1 – Tech Buffer 1) Cal → Ct 1 2) Ent → 5.4.2. Asidimetry Buffer Two Point Calibration 1) Cal → CA 1 2) Ent → keluar angka 3) Up / Down → sesuaikan nilai buffer 4) Ent → auto read & Cal muncul di layer 5) Ent 6) Up / Down 7) Ent → auto read & Cal muncul di layer s/d berhenti atau hilang dari layer 8) Ent → slope keluar
Ent → mode pengukuran
6. Data Pengamatan 6.1. Penetapan Kadar Ca Secara Kompleksometri Data Pengamatan:
EDTA tidak berwarna dan tidak berbau
Sampel Ca (A) tidak berwarna dan tidak berbau
Larutan encer tidak berwarna dan tidak berbau
NaOH 4 N tidak berwarna
Saat ditambahkan NaOH 4 N, larutan menjadi keruh
KCN tidak berwarna
Murexin bubuk berwarna ungu tua
Larutan menjadi merah muda saat ditambahkan murexin
Dibutuhkan 6,5 mL EDTA (titrasi I) / 6,5 mL EDTA (titrasi II) untuk mencapai titik akhir
Perhitungan: mL titrasi I
: 6,5 mL
mL titrasi II
: 6,5 mL
Rata-rata titrasi
: 6,5 mL
Kadar (g/ L)
=
1000 100 = 400 10 25
= mLtitrasi x NEDTAx BACa x P = 6,5 x 0,01 x 40 x 400 = 1.040 mg/ L = 1,04 g/ L
6.2. Penetapan Kadar Ni Secara Gravimetri
Fk (faktor kimia) secara teoritis
=
100% . 6
Fk secara praktikum
Ar Ni
= 58,69
Mr NiSO4.6H2O
= 262,85
Mr Ni2(C4H8N2O2)2
= 290,93
( ) = 100%
Ketelitian
100% Hasil Praktikum
Fk secara teoritis
=
58,69 100% 262,85 = 22,33%
Fk secara praktikum
58,69 0,226 = 290,93 100% 0,2501 = 22%
Ketelitian
22 100% = 98% 22,33
6.3. Penetapan Kadar Fe Secara Spektrofotometri Perhitungan 1) V1.C1
=
V2.C2
V1.100
=
50.2
V1
=
100/100
=
1 mL
=
V2.C2
V1.100
=
50.4
V1
=
200/100
=
2 mL
=
V2.C2
V1.100
=
50.6
V1
=
300/100
=
3 mL
2) V1.C1
3) V1.C1
4) V1.C1
=
V2.C2
V1.100
=
50.8
V1
=
400/100
=
4 mL
=
V2.C2
V1.100
=
50.10
V1
=
500/100
=
5 mL
=
V2.C2
V1.100
=
50.12
V1
=
600/100
=
6 mL
5) V1.C1
6) V1.C1
6.3.1. Cara Regresi Linier No
y1 (absorbansi)
x1 (ppm)
(x1)2
x1.y1
1
0,173
1
1
0,173
2
0,273
2
4
0,548
3
0,429
3
9
1,287
4
0,512
4
16
2,048
5
0,586
5
25
2,930
6
0,728
6
36
4,368
∑n=6
2,702
21
91
11,354
=
. ∑ ∑ . ∑ 6 . 11,254 21 . 2,702 68,124 56,742 11,382 = = = 6 .91 21 546441 105 . ∑ (∑ ) = 0,1084
=
∑ . ∑ 2,702 0,1084 . 2 2,702 2,2764 0,4256 = = = = 0,0709 6 6 6
y = a+bx y = absorbansi sampel
0,192
=
0,0709 + 0,1084x
0,1084x
=
0,1211
x
= 1,1172 ppm
[Fe2+ ] = 1,1172 x FP = 1,1172 x 50 = 55,86 ppm 6.3.2. Cara Grafik Excel Didapat persamaan: y
= 0,1084x + 0,0709
0,192
= 0,1084x + 0,0709
0,1084x
= 0,121
x
= 1,1172 ppm
[Fe2+ ] = 1,1172 x FP = 1,1172 x 50 = 55,86 ppm
Grafik Spektrofotometri 0.8 y = 0.1084x + 0.0709 R² = 0.9897
0.7 0.6 I S 0.5 N A B R 0.4 O S B 0.3 A
0.2 0.1 0 0
1
2
3
4
KONSENTRASI
5
6
7
6.4. Kalibrasi pH Meter 6.4.1. Perhitungan secara Teoritis
HCl 0,1 N → 0,1 M
[OH-]
HCl → H+ + Cl0,1
0,1
[H+]
= √ 10− .
0,1 pOH
=3
pH
= 14 – 3
+
= - log [H ] =1
= 11
NaOH 0,1 N → 0,1 M NaOH → Na+ + OH0,1
0,1 -
[OH ] pOH
0,1
pH
H2C2O4 → 2H+ + C2O4-2
= 10
0,2
0,4
0,2
[H+]
= √ . [ + ]
-
= - log [OH ]
= 14 – 1
= √ 5,4.10− .
= 13
= 2,3 x 10-3
NH4OH 0,1 N → 0,1 M NH4OH → NH4+ + OH0,1
H2C2O4 0,1 N → 0,2 M
-1
=1
0,1
= 10-3
= 10-1
pH
= √ .[ − ]
0,1
0,1
6.4.2. Perhitungan secara Praktikum
pH HCl 0,1 N
= 1,297
pH NH4OH 0,1 N = 9,875
pH NaOH 0,1 N
pH H2C2O4 0,1 N = 1,728
= 10,035
pH
= 3 – log 2,3 = 2,7
0,1
7. Pembahasan 7.1. Penetapan Kadar Ca Secara Kompleksometri Pada
praktikum
ini,
dilakukan
ujia
kadar
kalsium
(Ca)
secara
kompleksometri. Kompleksometri merupakan jenis titrasi dimana titran dan titrat saling mengompleks, membentuk hasil berupa kompleks. Titram yang digunakan dalam praktikum ini adalah EDTA (Etilen Diamin Tetra Asetat). Kelebihan titrasi kompleksometri adalah EDTA stabil, mudah larut dan menunjukkan komposisi kimiawi yang tertantu. Selektivitas kompleks dapat diatur dengan pengendalian pH misal pada magnesium, krom, kalsium dapat di titrasi pada pH = 11. Etilen diamin asetat (EDTA) merupakan standar primer sehingga tidak perlu standarisasi lebih lanjut. Larutan sampel encer ditambahkan NaOH 4 N. Dengan penambahan NaOH 4 N ini, maka pH larutan akan naik. Selektivitas kompleks dapat diatur dengan penegendalian pH misal pada magnesium, krom, kalsium dapat di titrasi pada pH = 11. Jadi, penambahan NaOH dilakukan agar EDTA selektif mengompleks hanya dengan Ca, karena kemungkinan dalam sampel juga terdapat zat selain Ca. Setelah ditambahkan NaOH 4 N, larutan sampel encer ditambah KCN 5%. Tujuan dari penambahan KCN ini adalah KCN akan mengikat zat-zat selain Ca, sehingga hasil titrasi kompleksometri ini lebih akurat. Setelah ditambahkan KCN 5%, larutan sampel ditambahkan murexin bubuk.
Murexin
bubuk
ini
berfungsi
sebagai
indicator
titrasi.
Ca
akan
mengompleks dengan murexin yang menghasilkan warna merah muda, yang artinya sudah siap dititrasi. Titik akhir t itrasi berwarna ungu, dimana telah terbentuk kompleks Ca dengan EDTA. 7.2. Penetapan Kadar Ni secara Gravimetri Pada praktikum ini, dilakukaan penetapan kadar Ni secara gravimetri. Analisis gravimetri adalah pengukuran massa suatu endapan yang dihasilkan dari reaksi antara analit dengan zat pengendap sedangkan gravimetri pengendapan merupakan gravimetrik yang mana komponen yang hendak didinginkan diubah menjadi bentuk yang sukar larut atau mengendap dengan sempurna. Analit atau sampel yang digunakan dalam praktikum kali ini yaitu Nikel (II) Sulfat
{NiSO4.6H2O},
sedangkan
zat
pengendapan
yang
digunakan
adalah
dimetilglioksimat {CH3C(NOH)C(NOH)CH3} atau sering disebut DMG. Agar didapat endapan yang sesuai, reaksi harus dilakukan pada temperatur yang panas sehingga sebelum pencampuran larutan ion Ni 2+ dengan larutan dimetil glioksima (DMG), larutan sampel di panaskan. Reaksi yang berlangsung pada temperatur rendah menyebabkan endapan yang terbentuk berukuran kecil sehingga sulit dilakukan pemisahan (penyaringan) dan juga menyebabkan kadar nikel yang di hitung akan menjadi lebih kecil dari kadar sebenarnya. Setelah di panaskan dilakukakan Penambahan DMG dalam larutan sampel. DMG sukat larut dalam pelarut polar seperti air, namun sedikit larut dalam pelarut semipolar. Oleh karena itu penambahan DMG berlebih akan menyebabkan DMG kembali mengendap dalam air dan menyebabkan kesalahan dalam penimbangan dan tentunya berat endapan yang dihasilkan akan lebih besar dari yang seharusnya. Pada awal campuran sampel dan DMG, larutan berubah warna menjadi merah bata. Ketika dilakukan penambahan NH 4OH kedalam larutan, NH 4OH ini berfungsi untuk menetralkan dan membasakan larutan karena Ni(HDMG) 2 mengendap sempurna dalam suasana basa. Tapi NH 4OH yang sangat berlebih dapat
memperlambat
pengendapan
sehingga
tetes
demi
tetes
NH4OH
ditambahkan kedalam sample sambil diaduk dan langsung dari ujung pipet kedalam larutan, tidak melalui dinding gelas kimia untuk menghindari naiknya endapan Ni(HDMG) 2 melalui dinding gelas kimia. Selain itu juga agar pH larutan berubah secara perlahan sehingga pembentukan endapan berlangsung secara perlahan dan dihasilkan endapan yang besar-besar terbentuk endapan merah. Endapan itulah hasil reaksi DMG dan Nikel yaitu Ni(HDMG) 2. Penambahan NH4OH dilakukan secara kualitatif hingga tidak terbentuk endapan merah ketika bereaksi dengan larutan dan semua ion Ni2+ sudah bereaksi dengan DMG. Reaksi yang terjadi adalah: Ni2+(aq) + 2H2DMG(aq) + 2OH – → Ni(HDMG)2 (s) + 2 H2O (l)
7.3. Penetapan Kadar Fe Secara Spektrofotometri Pada praktikum ini, dilakukan penetapan kadar Fe secara spektrofotometri. Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombamg spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor fototube. Percobaan kali ini dilakukan analisis penentuan kadar besi Fe(II) dalam sampel dengan teknik spektrofotometri UV-Vis. Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Syarat analisis menggunakan visibel adalah cuplikan yang dianalisis bersifat stabil membentuk kompleks dan larutan berwarna. Pada analisis besi ini, larutan dibuat berwarna dengan mengoksidasi Fe 2+ menjadi Fe3+ karena penambahan HNO 3, ion Fe3+ dari sampel dan ion Fe 3+ dari hasil oksidasi dari Fe 2+ akan diukur konsentrasinya. Ion-ion Fe 3+ ini membentuk senyawa kompleks dengan KSCN, sehingga konsentrasi Fe total dapat terukur. Penentuan
konsentrasi
besi
dari
sampel
dapat
ditentukan
dengan
menginterpolasikan kedalam kurva kalibrasi besi. Pada pengerjaan awal, dibuat terlebih dahulu membuat larutan variasi. Dari larutan induk 100 ppm ini dibuat larutan deret standar 2,4,6,8, 10, dan 12 ppm. Setelah pemipetan larutan induk, kemudian larutan ditambahkan larutan HNO3. Penambahan HNO3 ini adalah untuk membuat suasana asam serta untuk mengoksidasi Fe2+ menjadi Fe3+ sehingga Fe total dapat dihitung. NO3 – + 2H+ + 2é → NO2 – +
H2O
Fe2+ → Fe3+ + é NO3 – + 2H+ + 2 Fe2+ → 2Fe3+ + NO2 – + H2O Penambahan HNO 3 juga untuk membuat suasana asam, karena dalam suasana asam Fe3+ dapat membentuk senyawa kompleks dengan KSCN. Kemudian setelah penambahan HNO 3 ditambahkan, kemudian ditambahkan KSCN, fungsi dari penambahan larutan ini adalah untuk membentuk senyawa kompleks Fe(SCN) 3 yang berwarna merah.
Fe3+ + KSCN → Fe(SCN)3 Suatu larutan dijadikan sebagai pereaksi harus memenuhi beberapa persyaratan. KSCN merupakan pereaksi warna, sebab:
Reaksinya dengan zat yang dianalisis yaitu besi(Fe) selektif dan sensitif yaitu membentuk kompleks besi (III) tiosianat yang berwarna merah bata.
Warna yang ditimbulkan yaitu merah bata, stabil untuk jangka waktu yang lama, sehingga serapannya tidak berubah-ubah hingga akhir analisis.
Tidak membentuk warna dengan zat-zat lain yaitu ion H +, Cl – dan NO3 – yang ada dalam larutan.
7.4. Kalibrasi pH meter Instrumen pH meter adalah sebuah alat elektronik yang digunakan untuk mengukur pH (kadar keasaman atau alkalinitas) ataupun basa dari suatu larutan. Penggunaan alat tersebut dengan cara mencelupkan elektroda ke dalam larutan yang akan di uji, dan sangat dipengaruhi oleh keadaan dan fungsi elektroda. Elektroda suatu pH meter terlebih dahulu dibersihkan dengan cara membilasnya dengan air dan dilap dengan menggunakan kertas tissue sebelum dimasukkan ke dalam suatu larutan. pH meter harus dikalibrasi sebelum dan setelah setiap pengukuran. Untuk penggunaan normal kalibrasi harus dilakukan pada awal pemakaian. Kalibrasi alat harus diperhatikan sebelum dilakukan pengukuran pada pH meter. Kalibrasi adalah memastikan kebenaran nilai-nilai yang ditunjukan oleh instrumen ukur atau sistem pengukuran atau nilai-nilai yang diabadikan pada suatu bahan ukur dengan cara membandingkan dengan nilai konvensional yang diwakili oleh standar ukur yang memiliki kemampuan telusur ke standar Nasional atau Internasional. Larutan yang biasa digunakan untuk kalibrasi pH meter adalah larutan buffer. Kalibrasi terhadap pHmeter dilakukan dengan larutan buffer standar dengan ph 4.01,7, dan 10.01 dan dengan metode satu titik, dua titik, atau multi titik. Metode satu titik, dilakukan dengan menggunakan buffer standar sekitar pH
yang akan diukur, ph 4,01 untuk sistem asam, buffer standar 7,00 untuk sistem netral, dan buffer standar 10,01 untuk system basa. Metode dua titik dilakukan jika bahan bersifat asam digunakan dua buffer standar berupa pH 4,01 dan 7,00. Jika bahan bersifat basa, digunakan dua buffer standar berupa pH 7,00 dan 10,00. Selain kalibrasi terhadap pH meter, juga terdapat kalibrasi temperatur berupa PT100 maupun thermocouple dapat menggunakan metode perbandingan maupun simulasi
8. Kesimpulan 8.1. Berdasarkan hasil praktikum uji kadar Ca secara kompleksometri, didapatkan kadar Ca dalam larutan sampel A yaitu 1,04 g/L 8.2. Berdasarkan hasil praktikum uji kadar Ni secara gravimetri, didapatkan kadar Ni dari bobot sampel NiSO 4.6H2O 0,25 gram adalah 22% dengan ketelitian 98% 8.3. Berdasarkan hasil praktikum uji kadar Fe secara spektrofotometri, didapatkan konsentrasi contoh uji Fe2+ pada larutan contoh B adalah 55,86 ppm 8.4. Berdasarkan hasil uji praktikum kalibrasi pH, didapatkan pH larutan secara teori dan praktikum: Secara Teori: HCl 0,1 N
Secara Praktikum =1
HCl 0,1 N
= 1,297
NaOH 0,1 N = 13
NaOH 0,1 N = 9,875
NH4OH 0,1 N = 11
NH4OH 0,1 N = 10,035
H2C2O4 0,1 N = 2,7
H2C2O4 0,1 N = 1,728
9. Daftar Pustaka
Christian, Gary. D. 2004. Analytical Chemistry. University of Washington. United States of America.
Eka. 2007. Metode Analisa Kimia-Spektrofotometri . Gramedia: Jakarta.
Gandjar, Ibnu G. dan Abdul Rohman. 2007. Kimia Farmasi Analisis. Pustaka Pelajar: Yogyakarta.
Harjadi, W. 1990. Ilmu Kimia Analitik Dasar . PT Gramedia. Jakarta.
Khopar, 2002. Konsep Dasar Kimia Analitik . UI Press. Jakarta.
Mathias, Ahmad. 2005. Spektrofotometri . Exacta: Solo.
Sastrohamidjojo, Hardjono. 1992. Spektroskopi Inframerah. Yogyakarta: Liberty Yogyakarta.
Sodiq, I.M. 2005. Kimia Analitik I . Universitas Negri Malang. Malang.
Sutopo. 2006. Kimia Analisa. Exacta: Solo.
Underwood, dkk. 1998. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta: Erlangga.
Watson, David. 2000. Pharmaceutical Analysis A Textbook For Pharmacy Students and Pharmaceutical Chemist . University of Strathclyde. Glasgow UK
