bab 5 analisis kation anion

Download Bab 5 Analisis Kation Anion

Post on 29-Dec-2015

76 views

Category:

Documents

5 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

ANALISIS KATION DAN ANION

TRANSCRIPT

  • BAB II

    ANALISIS KATION DAN ANION

    Banyak ion-ion terlarut yang kita temui di sekitar kita misalnya pada air laut,

    sungai, limbah, atau pun dalam bentuk padatannya seperti pada tanah dan

    pupuk. Unsur logam dalam larutannya akan membentuk ion positif atau

    kation, sedangkan unsur non logam akan membentuk ion negatif atau

    anion. Metode yang digunakan untuk menentukan keberadaan kation dan

    anion tersebut dalam bidang kimia disebut analisis kualitatif. Untuk

    senyawa anorganik disebut analisis kualitatif anorganik.

    Banyak pendekatan yang dapat digunakan untuk melakukan analisis

    kualitatif. Ion-ion dapat diidentifikasi berdasarkan sifat fisika dan kimianya.

    Beberapa metode analisis kualitatif modern menggunakan sifat fisika seperti

    warna, spektrum absorpsi, spektrum emisi, atau medan magnet untuk

    mengidentifikasi ion pada tingkat konsentrasi yang rendah.

    Namun demikian kita juga dapat menggunakan sifat fisika dan kimia untuk

    mengembangkan suatu metode analisis kualitatif menggunakan alat-alat

    yang sederhana yang dipunyai hampir semua laboratorium. Sifat fisika

    yang dapat diamati langsung seperti warna, bau, terbentuknya gelembung

    gas atau pun endapan merupakan informasi awal yang berguna untuk

    analisis selanjutnya. Tabel berikut menunjukkan beberapa ion yang

    berwarna.

    Tabel 2. Warna beberapa ion dalam pelarut air

    Jenis ion Warna Jenis ion Warna

    Cu2+ Biru Mn2+ Merah muda

    Cr3+ Hijau Ni2+ Hiaju

    Fe2+ Hijau CrO42- Kuning

    Fe3+ Kuning kecoklatan MnO4- Ungu

  • 12

    Beberapa logam mempunyai warna nyala yang spesifik sehingga dapat

    dilakukan sebagai salah satu cara untuk identifikasi kation tersebut (Tabel

    3).

    Tabel 3. Warna nyala beberapa logam

    Logam Warna Logam Warna

    Na Kuning Ba Hijau kekuningan

    K Ungu Ca Merah kekuningan

    Li Merah Sr Merah tua

    Analisis kualitatif berdasarkan sifat kimia melibatkan beberapa reaksi kimia

    seperti reaksi asam basa, redoks, kompleks, dan pengendapan. Hukum

    kesetimbangan massa sangat berguna untuk menentukan ke arah mana

    reaksi berjalan. Dalam bahasan berikut akan diberikan tinjauan ringkas

    tentang prinsip-prinsip reaksi tersebut dan bagaimana kegunaanya dalam

    analisis kualitatif.

    Kesetimbangan

    Tetapan kesetimbangan untuk reaksi berikut:

    aA + bB cC + dD

    adalah : K = [C]c + {D]d

    [A]a + [B]b

    Nilai K tersebut konstan pada suhu dan tekanan tertentu.

    Dalam analisa kualitatif nilai K tersebut dapat digunakan untuk menggeser

    kesetimbangan ke arah reaksi yang dikehendaki. Kesetimbangan kimia

    dapat digeser ke arah pembentukan hasil reaksi dengan menambahkan

    lebih banyak pereaksi atau dengan mengeluarkan salah satu hasil reaksi

    dari sistem kesetimbangan. Dalam prakteknya hal ini berarti menambahkan

    pereaksi-pereaksi dengan berlebih, atau mengeluarkan hasil reaksi dari

    fase larutan misalnya dengan pengendapan, penguapan atau pun ekstraksi.

    Pergeseran kesetimbangan juga dapat dilakukan dengan cara merubah

    suhu atau pun tekanan.

  • 13

    Reaksi Pengendapan

    Banyak reaksi-reaksi yang menghasilkan endapan berperan penting dalam

    analisa kualitatif. Endapan tersebut dapat berbentuk kristal atau koloid dan

    dengan warna yang berbeda-beda. Pemisahan endapan dapat dilakukan

    dengan penyaringan atau pun sentrifus. Endapan tersebut terbentuk jika

    larutan menjadi terlalu jenuh dengan zat yang bersangkutan.

    Kelarutan suatu endapan adalah sama dengan konsentrasi molar dari

    larutan jenuhnya. Kelarutan bergantung pada berbagai kondisi seperti

    tekanan, suhu, konsentrasi bahan lain dan jenis pelarut.

    Perubahan kelarutan dengan perubahan tekanan tidak mempunyai arti

    penting dalam analisa kualitatif, karena semua pekerjaan dilakukan dalam

    wadah terbuka pada tekanan atmosfer.

    Kenaikan suhu umumnya dapat memperbesar kelarutan endapan kecuali

    pada beberapa endapan, seperti kalsium sulfat, berlaku sebaliknya.

    Perbedaan kelarutan karena suhu ini dapat digunakan sebagai dasar

    pemisahan kation. Misalnya, pemisahan kation Ag, Hg(I), dan Pb dapat

    dilakukan dengan mengendapkan ketiganya sebagai garam klorida,

    kemudian memisahkan Pb dari Ag dan Hg(I) dengan memberikan air panas.

    Kenaikan suhu akan memperbesar kelarutan Pb sehingga endapan

    tersebut larut sedangkan kedua kation lainnya tidak.

    Kelarutan bergantung juga pada sifat dan konsentrasi bahan lain yang ada

    dalam campuran larutan itu. Bahan lain tersebut dikenal dengan ion sekutu

    dan ion asing. Umumnya kelarutan endapan berkurang dengan adanya ion

    sekutu yang berlebih dan dalam prakteknya ini dilakukan dengan

    memberikan konsentrasi pereaksi yang berlebih. Tetapi penambahan

    pereaksi berlebih ini pada beberapa senyawa memberikan eek yang

    sebaliknya yaitu melarutkan endapan. Hal ini terjadi karena adanya

    pembentukan kompleks yang dapat larut dengan ion sekutu tersebut.

  • 14

    Sedangkan adanya ion asing menyebabkan kelarutan endapan menjadi

    sedikit bertambah, kecuali jika terjadi reaksi kimia antara endapan dengan

    ion asing. Penambahan ion asing seperti penambahan asam atau basa

    kuat dan ligan dapat menyebabkan endapan menjadi larut kembali,

    Contohnya pada reaksi berikut:

    Ni(OH)2(s) + 2H+ Ni2+ + 2H2O

    AgCl (s) + 2NH3 Ag(NH3)2+ + Cl-

    Perubahan kelarutan karena komposisi pelarut mempunyai sedikit arti

    penting dalam analisis kualitatif. Meskipun kebanyakan pengujian dilakukan

    dalam larutan air, dalam beberapa hal lebih menguntungkan jika digunakan

    pelarut lain misalnya pelarut organik seperti alkohol,eter, dan lain-lain.

    Hasil kali kelarutan suatu endapan yang dipangkatkan dengan bilangan

    yang sama dengan jumlah masing-masing ion bersangkutan menghasilkan

    tetapan yang dikenal dengan Ksp. Misalnya, jika endapan perak klorida

    ada dalam kesetimbangan dengan larutan jenuhnya:

    AgCl Ag+ + Cl-

    Maka Ksp = [Ag+]1 [Cl-]1

    Tetapan ini dalam analisis kualitatif mempunyai nilai yang berarti, karena

    tidak saja dapat menerangkan, tetapi juga dapat membantu meramalkan

    reaksi-reaksi pengendapan. Jika hasil kali ion lebih besar dari hasil kali

    kelarutan suatu endapan, maka akan terbentuk endapan, sebaliknya jika

    hasil kali ion lebih kecil dari hasil kali kelarutan maka endapan tidak akan

    terbentuk. Berdasarkan nilai Ksp ini maka kation-kation dapat dipisahkan

    menjadi beberapa kelompok kecil yang selanjutnya dapat memudahkan

    identifikasi masing-masing kation.

  • 15

    Asam Basa

    Asam secara sederhana didefinisikan sebagai zat yang bila dilarutkan

    dalam air mengalami disosiasi dengan pembentukan ion hidrogen.,

    sedangkan basa mengalami disosiasi dengan pembentukan ion hidroksil.

    Asam atau pun basa yang mengalami disosiasi sempurna merupakan

    asam atau basa kuat, misalnya HCl, HNO3, NaOH dan KOH. Sebaliknya

    bila asam atau basa hanya terdisosiasi sebagian maka disebut asam atau

    basa lemah, misalnya asam asetat, H2S dan amonium hidroksida.

    Dalam analisa kualitatif H2S digunakan untuk mengendapkan sejumlah

    kation menjadi garam sulfidanya. Pengendapan kation dengan H2S

    dipengaruhi oleh pH seperti terlihat pada penjelasan berikut.

    H2S merupakan asam diprotik yang mengalani disosiasi dalam dua tahap,

    yaitu:

    H2S H+ + HS- Ka1= 8,9 x 10

    -8

    HS- H+ + S2- Ka2 = 1,2 x 10-13

    Ka1 = [H+] [HS-] dan Ka2 = [H

    +] [S2-]

    [H2S] [HS-]

    Ka1Ka2 = [H+] [HS-] [H+] [S2-] = [H+]2 [S2-] = 1,1 x 10-20

    [H2S] [HS-] [H2S]

    maka [S2-] = 1,1 x 10-20

    [H+]2 [H2S]

    jika digunakan konsentrasi H2S jenuh yaitu sekitar 0,1 M pada suhu 24oC,

    maka diperoleh : [S2-] = 1,1 x 10-21

    [H+]2

    jika kation,M, diendapkan sebagai garam sulfida,MS, maka dari persamaan

    di atas dapat dilihat pH atau konsentrasi hidrogen akan mempengaruhi

    konsentrasi S2- yang kemudian akan mempengaruhi hasil kali kelarutan ion.

    Pada pH rendah atau konsentrasi hidrogen tinggi, konsentrasi S2- sangat

    rendah sehingga hanya kation dengan Ksp rendah yang dapat mengendap,

  • 16

    misalnya Cu2+, Cd2+, dan Bi3+. Sedangkan pada pH netral atau pun tinggi

    yang berarti konsentrasi hidrogen rendah maka konsentrasi S2- relatif tinggi

    sehingga kation yang tidak terendapkan pada pH rendah akan terendapkan

    pada kondisi ini, misalnya kation Co2+, Ni2+ dan Mn2+.

    Dalam analisa kualitatif sering kita perlu mempertahankan konsentrasi

    hidrogen pada nilai tertentu. Misalnya jika diperlukan suasana yang bersifat

    asam kuat (pH 0-2) atau basa kuat (pH 12-14) dapat dicapai dengan

    menambahkan asam kuat atau basa kuat secukupnya. Tetapi jika pH

    larutan harus dipertahankan misalnya pada pH 4, maka cara diatas tidak

    dapat dilakukan. Cara yang tepat untuk mempertahankan kondisi larutan

    yang sedikit asam atau sedikit basa adalah dengan penambahan larutan

    buffer. Larutan buffer yang sering digunakan dapat dibuat dengan

    melarutkan asam lemah dan garamnya atau basa lemah dan garamnya,

    misalnya a