kation anion

Download kation anion

Post on 13-Aug-2015

70 views

Category:

Documents

4 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

terserah

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. senyawa anorganik disebut analisis kualitatif anorganik. Untuk

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 mengidentifikasi ion pada tingkat konsentrasi yang rendah. untuk

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. berwarna. Tabel berikut menunjukkan beberapa ion yang

Tabel 2. Warna beberapa ion dalam pelarut air Jenis ion Cu Cr2+ 3+ 2+ 3+

Warna Biru Hijau Hijau Kuning kecoklatan

Jenis ion Mn Ni2+ 2+ 2-

Warna Merah muda Hiaju Kuning Ungu

Fe Fe

CrO4

MnO4

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 Na K Li Warna Kuning Ungu Merah Logam Ba Ca Sr Warna Hijau kekuningan Merah kekuningan 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 memberikan konsentrasi pereaksi yang berlebih. ini dilakukan dengan Tetapi penambahan

pereaksi berlebih ini pada beberapa senyawa memberikan eek yang sebaliknya yaitu melarutkan endapan. pembentukan kompleks Hal ini terjadi karena adanya

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+ AgCl (s) + 2NH3 Ni2+ + 2H2O 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+ + ClMaka 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 HSH+ + HSH+ + S2Ka1= 8,9 x 10-8 Ka2 = 1,2 x 10-13 dan Ka2 = [H+] [S2-] [HS-] [HS-]

Ka1 = [H+] [HS-] [H2S] [H2S]

Ka1Ka2 = [H+] [HS-] [H+] [S2-] = [H+]2 [S2-] = 1,1 x 10-20 [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 asam asetat dan natrium asetat atau amonia dan amonium klorida.

Redoks Banyak reaksi oksidasi dan reduksi yang digunakan untuk analisa kualitatif, baik sebagai pengoksidasi atau pun pereduksi. Beberapa reaksi oksidasi reduksi yang ditunjukkan dengan adanya perubahan fisik seperti perubahan warna sangat berguna dalam membantu identifkasi ion. Berikut ini beberapa zat yang digunakan dalam analisa kualitatif: 1. Kalium permanganat, KMNO4 Zat padat coklat tua yang menghasilkan larutan ungu bila dilarutkan dengan air, merupakan pengoksidasi kuat yang dipengaruhi oleh pH dari mediumnya. a) dalam asam; MnO4- + 8H+ + 5e b) dalam larutan netral MnO4- + 4H+ + 3e MnO2 (endapan coklat) + 2H2O Mn2+ (warna merah muda) + 4H2O

17

c) dalam larutan basa MnO4- + e MnO42- ( warna hijau)

2. Kalium kromat, K2CrO4, dan kalium dikromat, K2Cr2O7 Kalium kromat merupakan zat padat berwarna yang menghasilkan larutan kuning dalam air, yang dengan adanya asam mineral encer berubah menjadi dikromat yang berwarna jingga dalam air. Sebaliknya dikromat dalam larutan basa akan menjadi kromat kembali. Sedangkan dalam