Download - 2. Analisis Kation Dan Anion

TP14307#01 Version: 0.0 Revision: 0.1 Valid Date: 06 2006 # of 9

JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS Sains dan Teknologi

UNIVERSITAS PELITA HARAPAN

Dr.Ir.Melanie Cornelia,MT

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

minum, minuman kesehatan, atau pun dalam bentuk padatannya seperti

pada produk pangan dan olahannya.

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 dalam bidang kimia disebut analisis kualitatif.

Untuk senyawa anorganik disebut analisis kualitatif anorganik.


Kimia Analitik

Teknologi Pangan

Fakultas Teknologi Industri

:

melarutkan

mengencerkan

mengendapkan

memisahkan secara fisik/kimia

menyaring

mencuci mencuci endapan

memanaskan

mendidihkan

mendinginkan

menimbang

menghitung

Hal-hal yang harus diketahui dalam Analisis


Kimia Analitik

Teknologi Pangan


CARA ANALISIS KUALITATIF Analisis kualitatif (proses identifikasi) jenis zat penyusun suatu bahan kimia dilakukan dengan mengenali sifat-sifat zat tersebut (sifat fisika, sifat kimia, atau sifat fisikokimianya.)

Sifat Fisika suatu bahan kimia adalah sifat yang dapat diamati dengan panca indera dan dapat diukur tanpa mengubah susunan kimia zat tersebut.

Sifat yang dapat diamati dengan panca indera (organoleptik) adalah :

Wujud/rupa

Warna

Bau

Rasa

Tekstur

Sedangkan sifat yang dapat diukur tanpa mengubah susunan kimia zat :

Bobot jenis

Indeks bias

Titik didih

Titik leleh/titik beku

Sifat Fisika : yang dapat diamati langsung

Warna

Bau dan Rasa

Rupa

Warna Larutan Warna Endapan

S i f a t F i s i k a

Bau Rupa

Asam Asetat :

bau khas cuka / scorpion

Senyawa-senyawa Ester :

Bau khas pada buah-

buahan seperti pisang,

apel, jeruk, salak

Hidrogen Sulfida :

Bau khas belerang /

sampah

K2CrO4 :

Butiran berwarna Kuning

K2CrO7 :

Butiran berwarna Merah

Bata

FeSO4 :

Butiran berwarna putih

kehijauan

Sifat kimia suatu zat adalah perubahan yang dapat diamati

/diukur karena adanya interaksi antara suatu zat kimia dengan

zat kimia lainnya (interaksi antara materi dengan materi).

Proses interaksi antara suatu zat kimia dengan zat kimia lainnya

disebut reaksi kimia.

Reaksi-reaksi kimia inilah yang digunakan untuk mengenali

(mengidentifikasi) zat yang menyusun bahan kimia.

Sifat Kimia : berdasarkan reaksi-reaksi kimia

Reaksi pengendapan

Reaksi Redoks

Reaksi Asam Basa

Reaksi Pembentukan Kompleks

Kesetimbangan Reaksi Kimia

Sifat fisikokimia adalah perubahan yang dapat diamati/diukur karena

terjadinya interaksi antara zat kimia dengan energi.

Interaksi zat kimia dengan energi cahaya (foton) diamati/diukur dengan

alat spektrofotometer dan metode analisis yang menggunakan alat ini

disebut metode spektrofotometri.

Sedangkan interaksi antara zat kimia dengan energi listrik

diamati/diukur dengan berbagai alat elektrometer dan metode analisis

yang menggunakan alat-alat ini disebut metode elektrometri.


Kimia Analitik

Teknologi Pangan


Cara Kering ( zat padat )

Analisis Kualitatif

Cara Basah (zat dalam larutan)

Cara Kering :

Pengujian dilakukan dalam keadaan kering, tanpa melarutkan sampel

Cara Basah :

Sampel yang diuji dalam bentuk larutan

Cara Kering :

1. Pemeriksaan Pendahuluan bentuk kristal, sifat fisik : bau, warna , dll

2. Pemanasan -> sampel/zat padat dipanaskan , diamati - perubahan warna - meleleh

- sublimasi - terjadi asap atau gas

3. Uji Nyala Api :

a) 3-4 mg sampel di atas kaca arloji, basahi dengan sedikit HClpekat

garam Chlorida (paling mudah menguap) b) Kawat platina atau Ni-Cr yang melingkari batang gelas dibersihkan

dengan mencelupkan ke dalam larutan HCl p, lalu bakar pada nyala

oksidasi. Lakukan beberapa kali sampai nyala api tidak berwarna.

c) Kawat yang telah bersih dicelupkan ke dalam sampel, lalu bakar

pada nyala api tak bercahaya.

d) Amati warna yang muncul yang berasal dari uap garam chlorida.

Tabel Warna Nyala Beberapa Unsur Logam

Unsur Warna nyala Warna nyala

tanpa kaca kobalt dengan kaca kobalt

Natrium Kuning Tidak berwarna

Kalium Ungu Merah padam

Kalsium Merah bata Hijau muda

Stronsium Merah padam Ungu

Barium Hijau kekuningan Hijau kebiruan

Litium Merah karmin Tidak berwarna

Tembaga Hijau kebiruan Tidak berwarna

As, Sb, Bi, Pb Biru keabuan Tidak berwarna

Warna Api Sampel berisi

Kuning Persenyawaan Na

Violet Persenyawaan K

Kuning merah Persenyawaan Ca

Hijau kuning Persenyawaan Ba

Hijau kebiru-biruan

Persenyawaan Cu

Perhatian:

Warna nyala natrium menutupi nyala logam-logam lain,

sehingga bila dalam sampel terdapat natrium maka warna

nyala logam lainnya dapat diamati dengan memandang

nyala melalui lapisan kaca kobalt yang akan menyerap

warna natrium dan warna-warna lainnya.

4. Uji Spektroskopi

Setiap unsur mempunyai spektrum emisi garis yang khas/spesifik yang berbeda dari spektrum unsur-unsur lain


Kimia Analitik

Teknologi Pangan


Kimia Analitik

Teknologi Pangan


Uji pendahuluan dilakukan terhadap sampel yang dianalisis memberikan

petunjuk yang sangat penting dan memudahkan analisis lebih lanjut.

Untuk beberapa ion tertentu uji pendahuluan sudah memberikan kepastian.

Uji Pendahuluan

Uji pendahuluan secara organoleptis

Bentuk : sampel berupa padatan atau larutan.

Bila sampel berupa padatan atau kristal perhatikan bentuknya secara

mikroskopis.

Sifat : Perhatikan apakah sampel itu bersifat higroskopis atau tidak.

Zat-zat yang bersifat higroskopis antara lain CaCl2, MgCl2, NaOH.

Periksa reaksinya terhadap lakmus merah atau lakmus biru, apakah

bersifat netral atau basa.

Bau : cium baunya (hati-hati bau menusuk). Zat-zat yang berbau

khas, misalnya H2S, CH3COOH, NH4OH, dan Cl2.

Rasa : sebaiknya cara ini tidak dilakukan karena pada umumnya zat-

zat kimia berbahaya.

Warna Padatan:

Merah : Pb3O4, HgO, HgI2, HgS, Sb2S3, CrO3, K3(Fe(CN)6)

Merah jingga : K2Cr2O7

Merah keunguan : CdS, As2S3, PbI2, K4(Fe(CN)6), K2CrO4, FeCl3,

Fe(NO3)3

Hijau : Cr2O3, Hg2I2, Cr(OH)3, garam-garam fero (Fe2+),

garam-garam nikel (Ni2+), CuCO3, CrCl3.6H2O,

CuCl2.6H2O

Biru : Garam-garam kobalt (CO2+) anhidrat, garam-garam

tembaga (Cu2+) terhidrat.

Coklat : PbO2, CdO, Fe3O4, Fe2O3, Fe(OH)3

Hitam : PbS, CuS, CuO, HgS, FeS, MnO2, CoS, NiS dan C (karbon)

Warna : perhatikan warna padatan atau larutan

Warna Larutan:

Merah muda : CO2+, Mn2+

Merah jingga : Cr2O7 2-

Kuning : CrO4 2-, Fe(CN)6 3-, Fe3+

Hijau : Ni2+, Fe2+, Cr3+

Biru : Cu2+ (dari garam-garam terhidrat)

Ungu : MnO4 -

Larutan analisis kation (golongan I, II , III, IV dan V)

Larutan sifat asam/basa/netral

Cara Basah (zat padat + pelarut) Larutan analisis anion : harus bebas logam berat

( + Na2CO3 jenuh)

Tidak larut + pelarut lain ; HCl,H2SO4, HNO3, Aquaregia

Zat Padat + Pelarut

non elektrolit

Larut Larutan Kuat

elektrolit

lemah

Kation (ion positif)

Larutan elektrolit

Anion (ion negatif)

Terjadinya reaksi kimia ditandai, bila antara lain terbentuk :

elektrolit yang lebih lemah ;

Endapan ( s / )

Gas ( g / )

Dalam menuliskan reaksi2 dari elektrolit cukup dituliskan :

Ion-ion yang aktif (ion-ion yang mengalami perubahan dalam reaksinya) contoh :

Larutan asam kuat + basa kuat : H + + OH H2O

Larutan Na Karbonat + asam kuat : CO3 2- + 2 H + H2O + CO2

Larutan Perak Nitrat + Larutan NaCl : Ag + + Cl - AgCl putih

Pelarut untuk Logam :

1. Air, untuk logam-logam Alkali & Alkali tanah

2. Asam encer ; Logam-logam ringan Zn, Mg, Fe, dll yang mempunyai potensial oksidasi positif (lebih positif dari H )

3. HNO3 (asam oksidator) logam yang mempunyai potensial oksidasi negatif

4. Aquaregia ( 3 bagian HCl pekat + 1 bagian HNO3 pekat ) : digunakan untuk logam-logam berat bersifat racun ; Hg, Ag, Cu, dll


Kimia Analitik

Teknologi Pangan


Cara mengetahui sampel ini adalah kation golongan 1 adalah

dengan menambahkan HCl encer 2M atau 6M... jika ada endapan

putih maka sampel adalah kation golongan 1

(Ag+ , Hg2+, dan Pb2+)

Kation adalah ion yang bermuatan positif, sedangkan anion adalah ion

yang bermuatan negatif. Ion satu dengan lainnya dapat dibedakan karena

tiap ion mempunyai reaksi kimia spesifik.

Kation dan anion merupakan penyusun suatu senyawa, sehingga untuk

menentukan jenis zat atau senyawa tunggal secara sederhana dapat

dilakukan dengan menganalisis jenis kation dan anion yang

dikandungnya

Analisis Kualitatif Anion & Kation


Kimia Analitik

Teknologi Pangan


sampel

Ag+, Hg+, Pb2+

+ HCl

AgCl, Hg2Cl2, PbCl2 (endapan putih)

Air panas

Pb2+ (larut) AgCl, Hg2Cl2 (endapan)

+ K2CrO4 + NH3

PbCrO4(endapan kuning)

Ag(NH3)2 +,Cl- Hg ( end hitam)

(larut) HgNH2Cl (end putih)

Skema analisis kation golongan 1


Kimia Analitik

Teknologi Pangan

Fakultas Teknologi Industri Contoh soal:

Suatu sampel diketahui mengandung kation golongan 1. Penambahan

K2CrO4 pada filtrat air panasnya membentuk endapan kuning. Endapan

sisa setelah penambahan air panas larut seluruhnya dengan penambahan

amoniak. Tentukan kation yang ada dan tidak ada?

Jawab:

Kation yang ada:

1. Pb2+, hal ini karena Pb2+ larut dalam air panas dan membentuk

endapan kuning dengan K2CrO4. Reaksi yang berlangsung:

Pb2+ + 2Cl- PbCl2

2. Ag+, karena Ag+ larut dengan NH3 dengan reaksi sebagai berikut;

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

Kation yang tidak ada: Hg+, karena jika ada Hg+ maka endapan tidak

akan larut seluruhnya dengan penambahan amoniak.

Add

6M HCl

Centr

ifuge

Acidify to

pH 0.5;

add H2S

Centr

ifuge

Add

NH3/NH4+

buffer(pH 8)

Centr

ifuge

Add

(NH4)2HPO4

Centr

ifuge

Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

Golongan Kation

PENGGOLONGAN KATION Golongan I Kation golongan I adalah kation yang mengendap bila larutannya direaksikan dengan larutan HCl encer. (Ag -, Hg2

-2 dan Pb +2)

Golongan II Kation golongan II adalah kation yang tidak mengendap bila larutannya direaksikan dengan larutan HCl , tetapi mengendap dengan H2S dalam suasana asam encer. (Bi +3, Hg +2 dan Cu +2)

Golongan III Kation golongan III adalah kation yang tidak mengendap bila larutannya direaksikan dengan larutan HCl encer dan H2Sdalam suasana asam encer, tetapi mengendap dengan dengan ammonium sulfida dalam suasana netral atau sedikit asam

(Fe +2, Fe +3, Co +2, Mn +2, Al +3, Zn +2, Mg +2 dan Sb+3).

Golongan IV Kation golongan IV adalah kation yang tidak mengendap bila larutannya direaksikan dengan reagensia golongan I, II, III. Kation-kation ini membentuk endapan dengan amonium karbonat dengan

adanya amonium klorida, dalam suasana netral atau sedikit asam.

(Ba+2, Ca+2 dan Sr +3)

Golongan V

Kation golongan V adalah kation-kation yang umum, yang tidak bereaksi dengan reagensia reagensia golongan sebelumnya, merupakan golongan kation yang terakhir.

(K +, Li +3, Na + dan NH4 +).

Bagan analisis Kation Metode H2S

+ HCl

Gol. I : Ag, Hg, Pb + H2S

Gol. II + (NH4)2S

Gol. III + (NH4)2CO3

Gol. IV Gol. V

= Endapan

= Filtrat

Analisis Kation

Klasifikasi Kation

Berdasarkan atas apakah suatu kation bereaksi dengan pereaksi-pereaksi tertentu membentuk endapan atau tidak

Cara Hidrogen Sulfida (Metode H2S) 5 golongan kation

Gol. I : Pb 2+ , Hg +, Ag + (Gol. Klorida)

Gol. II : Hg 2+ , Cu 2+, Bi 3+ , Cd 2+ , As 3+, As 5+ , Sb 3+ , Sb 5+, Sn 2+ , Sn 4+ (Gol. H2S )

Gol. III : Co 2+ , Ni 2+, Fe 2+ , Fe 3+, Cr 3+, Al 3+, Zn 2+ , Mn 2+ (Gol. (NH4)2S)

Gol. IV : Ca 2+ , Sr 2+, Ba 3+ ( Gol. (NH4)2CO3)

Gol. V : Mg 2+ , K+, Na + , Li+ , NH4+, H +

Penggolongan ini juga berdasarkan perbedaan kelarutan kation2 tsb di dalam larutan klorida, sulfida, dan karbonat

Reaksi-reaksi Kation :

Golongan I

1. Ag + + Cl - AgCl putih

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

Ag(NH3)2 + + Cl + 2 H + AgCl putih + 2 NH4 +

2. Hg2 2 + + 2 Cl Hg2Cl2 putih

Hg2Cl2 + NH3 Hg(NH2)Cl putih + Hg hitam + NH4 + + Cl

3. Pb 2+ + CrO4 2 - PbCrO4 kuning

Pb 2+ + SO4 2 - PbSO4 putih

ANALISIS ANION Analisis anion dapat dilakukan dengan mengenali sifat-sifat fisika dan

kimianya. Sifat-sifat fisika dan kimia anion yang akan dibahas hanyalah

sifat sifat-sifat anion-anion yang penting , antara lain :

Asetat Nitrat

Benzoat Nitrit

Oksalat Bikarbonat

Permanganat Bromida

Pemisahan anion-anion yang memungkinkan adalah

menggolongkannya dalam golongan-golongan utama berdasarkan

pada kelarutan garam peraknya, garam kalsium atau bariumnya

dan garam zinknya.

Analisis Anion

Larutan + Na2CO3 jenuh

Test terhadap : SO4 2- ; Oksidator ; Reduktor

Test dengan menggunakan :

- larutan AgNO3 : Halogen, ClO3 - , SO4 2 - , dll

- CaCl2 : Oksalat, fosfat, arsenat, dll

- FeCl3 : kromat, asetat, tio, CNS - , dll

Test untuk Kromat

Golongan Anion

Golongan Sulfat SO3-2 SO4-2 CO3-2 CrO4-2 BO3-3

AsO4-3 AsO3

-3 PO4-3

Golongan Nitrat

Golongan Halida Cl- Br- I- SCN-, BO33-

NO3- NO2

- CH3COOH-

Nama Golongan Golongan

I

II

III

Jenis Ion

PENGGOLONGAN ANION

Penggolongan anion tidak sesistematis penggolongan kation. Tetapi sebagai pedoman, anion dapat digolongkan dengan memakai empat pereaksi menjadi lima golongan, yaitu: larutan HCl encer, larutan perak nitrat, larutan barium klorida dan larutan kalium permanganat dalam suasana asam sulfat.

Golongan 1 adalah anion yang larutannya bereaksi dengan asam sulfat encer. (Co3

-2, HCO3-, NO2

-, CN -, S2O3 -2, SO3

-2 benzoat , salisilat dan s -2)

Golongan 2 adalah anion yang larutannya tidak bereaksi dengan larutan HCl encer, tetapi bereaksi dengan larutan perak nitrat. (Cl-. Br-, I-, SCN-, BO3

-3, oksalat tartrat, sitrat, asetat, posfat, ferosianida dan ferisianida)

Golongan 3 adalah anion yang larutannya tidak bereaksi dengan

larutan HCl encer, tidak bereaksi dengan larutan perak nitrat, tetapi

bereaksi dengan larutan barium klorida. (sulfat dan fluorida)

Golongan 4 adalah anion yang larutannya tidak bereaksi baik

dengan larutan HCl encer, larutan perak nitrat, larutan barium klorida,

tetapi dapat menghilangkan warna larutan halium permanganat

dalam suasana asam sulfat. (anion laktat dan peroksida)

Golongan 5 (golongan sisa ) adalah anion yang larutannya tidak

bereaksi baik dengan larutan HCl encer, larutan perak nitrat, larutan

barium klorida, tidak dapat menghilangkan warna larutan kalium

permanganat. (nitrat, klorat, permanganat)

Reaksi-reaksi Anion :

CO3 2- + 2 H + H2O + CO2

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 putih

SO3 2- + 2 H + H2O + SO2

SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 putih

SO2 + Cr2O7 2- + 6 H + 2 Cr 3+ + 3 H20 + SO4 jingga Hijau

S2O3 2- + 2 H + S kuning + SO2 + H2O

SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 putih + H2O


Kimia Analitik

Teknologi Pangan


2 macam Reaksi yang penting untuk analisis kation/anion:

1. Reaksi Spesifik

Menggunakan pereaksi spesifik untuk bahan tertentu

contoh : Fe 3+ + SCN Fe(SCN)3 larutan merah darah

jadi larutan tiosianat merupakan pereaksi spesifik untuk Fe 3+

2. Reaksi Sensitif

Hanya memerlukan sedikit sekali zat yang direaksikan dan sudah tampak jelas sekali hasilnya

contoh : Fe 3+ + SCN Fe(SCN)3 larutan merah darah

Pada reaksi ini walaupun kadar Fe 3+ hanya 0,25 x 10 3 mg masih dapat dilihat hasil reaksinya, dengan demikian reaksi Fe 3+ + SCN

adalah reaksi spesifik dan sensitif

3. Reaksi Selektif

Contoh : Cl dapat bereaksi dengan kation-kation tertentu dan membentuk endapan

reaksi ini tidak spesifik karena yang mengendap dengan Cl tidak hanya 1 macam kation.

Ag + + Cl - AgCl

Hg + + Cl - HgCl

Pb 2+ + 2 Cl - PbCl2


Kimia Analitik

Teknologi Pangan

Fakultas Teknologi Industri Cara Klasik

Analisis Kuantitatif

Cara Modern (Instrumental)

Cara Klasik :

Interaksi materi dengan materi

Penggunaan reaksi-reaksi kimia

Soikiometri

Cara Modern/ Instrumental :

Interaksi energi dengan materi

Pengukuran besaran fisik untuk menentukan jumlah zat

Non Stoikiometri


Kimia Analitik

Teknologi Pangan


Cara Klasik :

1. Gravimetri

Menentukan kadar zat dalam suatu sampel dengan cara menambahkan suatu pereaksi (reagen), kemudiaan hasil reaksi ditimbang Contoh ; Ca 2 + + C2O4 2 - CaC2O4 (s)

CaC2O4(s) CaO (s) + CO2 (g) + CO (g)

CaO yang terbentuk ditimbang, kemudian secara stoikiometri dapat ditentukan berapa kadar Kaalsium.

2. Volumetri (Titrimetri )

Asidi-alkalimetri

Presipitimetri Argentometri

Oksidimetri Permanganometri, Yodometri, Yodimetri


Kimia Analitik

Teknologi Pangan

Fakultas Teknologi Industri Cara Instrumental/Modern

Absorbsi Berdasarkan penggunaan energi sinar Emisi

Absorbsi :

Kolorimetri sinar tampak

Spektrofotometri absorbsi UV, IR

Pada cara absorbsi didasarkan pada pengukuran fraksi cahaya yang diserap analat ; seberkas sinar dilewatkan pada analat, setelah melewati analat, intensitas sinar berkurang sebanding dengan konsentrasi analat yang menyerap sinar tersebut.

Fotometri Nyala (Flame Photometry) Emisi

Spektrografi

Berdasarkan Penggunaan energi bukan sinar :

Potensiometri

Konduktometri

Voltametri

Dari penjelasan-penjelasan tentang cara klasik & modern/instrumen, maka ;

1. Analisis dengan cara klasik :

Tetap diperlukan

Kalibrasi dan standarisasi alat-alat dalam analisis instrumen menggunakan cara-cara klasik

2. Analisis dengan cara Instrumental :

Objektif

Non destruktif

Sensitif, selektif dan cepat

Lebih mudah diotomatisasi

Download - 2. Analisis Kation Dan Anion

Top Related