ARGENTOMETRI

TIK 144 : KIMIA ANALISA (3SKS)

Silabi :1. Dasar-dasar analisa kimia.

2. Analisa kation, anion, dan campuran.

3. Larutan standart dan kesetimbangan kimia.

4. Acidi alkali.

5. Argentometri.

6. Permanganometri dan Iodometri.

7. Gravimetri.

8. Komplexometri.

9. Dasar-dasar analisis kimia dengan instrumen.

10. Spektrofotometri sinar tampak, U V, dan I R.

11. Spektrofotometri emisi nyala.

12. A A S.

13. Potensiometri.

14. Konduktometri.

15. Kromatografi gas-cair.

16. Kromatografi gas-padat.

Daftar pustaka :1. Vogels. A.I., A Text Book of Macro and Semi Micro Qualitative Inorganic Analysis .

2. Underwood, Chemical Analysis.

3. Hamilton & Simpson, Calculations of Analytical Chemistry.

4. Ewing, Instrumental Methods of Chemical Analysis

BAB I : PENDAHULUAN

Tujuan Kimia Analisa :

Mencari komposisi atau struktur suatu zat /campuran dalam suatu sampel (contoh).

Pembagian Kimia Analisa :

Analisa kualitatif :

Untuk mencari ada atau tidaknya suatu unsur / zat dalam suatu contoh.

Analisa kuantitatif :

Untuk menentukan kadar suatu unsur yang ada dalam suatu contoh.

Langkah langkah analisa suatu sampel :

1. Sampling.

Untuk mendapatkan sampel homogen yang representatif untuk dianalisa.

2. Merubah unsur.

Untuk mempermudah penentuan.

3. Pemisahan unsur.

Pemisahan komponen yang akan ditentukan dari komponen yang mungkin mengganggu analisa.

4. Pengerjaan analisa.

5. Perhitungan hasil dan pengambilan kesimpulan.

Cara-cara pemisahan unsur yang sering dipakai :

1. Presipitasi / pengendapan.

2. Elektroda diposisi

3. Khromatografi

4. Destilasi bertingkat.

5. Ekstraksi counter current

6. Pertukaran ion

Faktor-faktor yang perlu diperhatikan pada pemilihan cara analisa :1. Macam cuplikan yang dianalisa dan jumlah komponen yang harus ditentukan.

2. Perkiraan kadar dari komponen-komponen yang ada dalam sampel.

3. Ketelitian yang harus dicapai.

4. Jumlah sampel yang harus dianalisa.

Sebelum melakukan analisa biasanya timbul pertanyaan-pertanyaan sbb. :

Apa tujuan analisa

Apa yang ingin diketahui

Terkandung dalam sampel apa zat yang ingin dianalisa.

Pengotor apa yang sering terdapat dalam sampel.

Berapa besar ketelitian yang diinginkan.

Larutan standart apa yang tersedia.

Berapa jumlah sampel yang harus dikerjakan dalam sehari.

Dimana analisa dikerjakan.

Apakah tersedia instrumen yang dibutuhkan.

Bagaimana hasil yang diinginkan.

Ketepatan (accuracy) :

Menyatakan apakah antara nilai hasil analisa yang dilakukan sama dengan niali sebenarnya yang dicari.

Kelitian (Precision) :

Menyatakan apakah antara nilai hasil analisa yang dilakukan berulang kali ada persesuaian satu dengan yang lain.

Kesalahan dapat diklasifikasikan menjadi :

1. Kesalahan yang dapat ditentukan, meliputi :

Kesalahan alat.

Kesalahan peneliti.

Kesalahan metode penelitian.

2. Kesalahan yang tidak dapat ditentukan

Contoh : Kesalahan akibat fluktuasi (temperatur & tekanan)

YANG PERLU DIPERHATIKAN PADA ANALISA KIMIAProses pembentukan endapan:1. Sampel ditambah zat pereaksi kira-kira setengah dari yang diperlukan.

2. Endapan ditapis

3. Filtratnya ditambahkan pereaksi lagi

4. Jika tak terbentuk endapan

zat pereaksi telah cukup.

Pencucian endapanGunanya untuk membersihkan endapan dengan cara melarutkan kotoran yang terikut di dalam endapan yang terjadi.

Pencucian endapan dengan cara dekantir :

1. Endapan dibiarkan mengendap sempurna

2. Filtrat yang bening dituang, dan diganti dengan larutan pencuci.

3. Dilakukan pengadukan dan didekantir kembali.

Syarat larutan pencuci :

1. Tidak melarutkan endapan.

2. Tidak bereaksi dengan endapan.

3. tidak menyebabkan endapan baru.

4. Mudah menguap pada temperatur dimana endapan dikeringkan/dibakar.

5. Mudah melarutkan zat-zat yang bukan endapan (kotoran).

Pengaruh jumlah pencucian terhadap endapan Bila dilakukan sekaligus (total)

Vol. pencuci = Vt

Bila dilakukan n kali pencucian

Vol. Pencuci = Vn = 1/n . Vt

Vt = n . Vn

Konsentrasi kotoran setelah pencucian ke n :

Xn = X0 [u/(u+v)]n

Dengan :

X0 : konsentrasi kotoran sebelum dicuci

U : volume pencuci yang melekat pada endapan setelah penyaringan.

V : vol. Pencuci pada setiap pencucian.

N : jumlah pencucian.

Contoh :

Volume pencuci total 10 ml

a. Pencucian dilakukan 1 kali.

b. Pencucian dilakukan sebanyak 5 kali

Pembuktian :

a. volume pencuci = 10 ml

Xn = X0 [u/(u+v)]n

X1 = X0 [1/(1+10)]1 = 1/11 X0b. volume pencuci = 10/5 ml = 2ml

X5 = X0 [1/(1+2)]5 = (1/3)5 X0 = 1/243 X0Kesimpulan : konsentrasi kotoran yang menempel pada endapan setelah 5 kali pencucian lebih kecil dari pada 1 kali pencucian atau 1/243 X0 < 1/11 X0.

Menapis endapanMaksud : memisahkan endapan dengan pereaksi.

Jarak kertas saring dengan pinggir corong ( 1 cm.

Pemakaian corong dan kertas saring disesuaikan dengan banyaknya endapan (tidak melihat banyaknya larutan).

Isi endapan tidak boleh lebih dari tinggi kertas saring.

Cara memindahkan endapan

Jika endapan banyak, kertas saring dibuka dan ditempatkan pada gelas arloji kemudian endapan diambil dengan spatula.

Jika endapan sedikit, dapat dilakukan dengan melubangi kertas saring, kemudian dialiri dengan air pencuci.

Jika endapan sedikit sekali, kertas saring dan endapan dimasukkan ke beaker glass yang berisi zat pelarut. Zat pelarut diuapkan dengan pemanasan.

Apabila endapan berbentuk gel, kertas saring yang digunakan adalah kertas saring bebas abu, kemudian kertas saring beserta endapan diletakkan di cawan porselin dan dibakar pada suhu 600 C

BAB II : ANALISA KUALITATIFTujuan analisa kualitatif adalah :

untuk mengetahui unsur yang terkandung dalam sampel.

Untuk mengetahui apakah dalam sampel mengandung unsur/zat tertentu.

2.1. Pemeriksaan pendahuluan :

Merupakan cara pengenalan.

Hasilnya tidak menentukan tapi dapat digunakan sebagai petunjuk jenis zat yang mungkin terkandung dalam sampel

mempermudah analisa.

Pemeriksaan pendahuluan biasanya dilakukan pada sampel padat.

Pemeriksaan pendahuluan menggunakan panca indra :

Licin

: Mg

Asin

: Na

Amis/peret : Fe

Hitam : - Garam oksida Cu, Mn.

Garam sulfida Hg, Cu, Pb, Fe, Ag, Co

Kuning : - Garam oksida Hg, Pb

- Garam khromat Pb, I, K4Fe(CN)6.

Biru : Garam Co anhidrid.

Hijau : Garam ferro, Ni, Cr(OH)3, Cr2O3.

Oranye: K2Cr2O7, Sb2S3. Violet : KMnO4.

2.2. ANALISA DENGAN NYALA API

Kawat platina (Pt) dicelup dalam larutan

HCl, lalu dipanaskan dalam nyala api

(bunsen) sampai berwarna merah.

Kemudian dengan cepat dimasukkan

lagi ke larutan HCl (larutan mutu) dan ke dalam sampel, setelah itu dipanaskan lagi dalam nyala api.

Pembagian nyala api :

a. Bagian oksidasi atas (terletak di bag. atas luar) : nyala api tidak bercahaya, banyak mengandung oksigen. Fungsi : untuk oksidasi zat-zat yang tidak memerlukan temperatur tinggi.

b. Bagian reduksi atas (terletak di bag. atas dalam) : ujung lengkungan nyala biru, banyak C yang belum terbakar. Fungsi : mereduksi oksida logam menjadi logam.

c. Bagian terpanas (terletak di sepertiga dari atas) : untuk zat yang meleleh (tidak mudah menguap).

d. Bagian oksidasi bawah (bag. bawah Luar): untuk zat yang larut dalam mutu dan mudah menguap pada nyala api.

e. Bagian reduksi bawah (lebih kecil dari daya reduksi atas) : untuk mereduksi zat-zat terlarut dalam mutu.

f. Bagian suhu terendah (terletak pada dasar nyala) : untuk menyelidiki zat-zat yang mudah menguap.

Daerah nyala :

1. Mantel ADB : mengandung banyak gas yang belum terbakar

2. Puncak D : puncak bercahaya, akan tampak bila lubang udara dari nyala diperkecil.

3. Mantel ACBD : gas terbakar dengan sempurna.

Pada nyala api bunsen yg tdk berwarna, suatu persenyawaan logam akan menguap dan memberi warna khusus dlm nyala api.

DAFTAR WARNA YANG TIMBUL (lart. HCl)UnsurWarnaUnsurWarna

Na

K

Li

Te

Ca

SrKuning emas

Merah lembayung

Merah

Hijau

Merah kekuningan

Merah nyalaBa

Cu

Sb

As

PbHijau kuning

Hijau biru

Hijau kelabu

Biru pucat

Biru kelabu

Logam Na akan memberikan warna yang kuat pada nyala api, sehingga akan mengganggu warna dari unsur lain (misal K). Untuk melihat warna nyala dari K dapat diatasi dengan menggunakan kaca Co atau larutan tawas khrom (K2SO4Cr2(SO4)3.24H2O).

WARNA YANG TIMBUL BILA MENGG. MUTU BORAKS

NyalaOksidasi Nyalareduksi

LogamPanasDinginPanasDingin

Cu

Fe

Cr

Mn

Co

NiHijau

Coklat kng

Kuning

Violet

Biru

VioletBiru

Kuning

Hijau

Kemerahan

Biru

Merah coklatTak berwarna

Hijau

Hijau

Tak berwarna

Biru

Abu-abuCoklat

Hijau

Hijau

Tak berwarna

Biru

Abu-abu

WARNA YANG TIMBUL BILA MENGG. MUTU PHOSPHAT

NyalaOksidasi Nyalareduksi

LogamPanasDinginPanasDingin

Cu

Fe

Cr

Mn

Co

NiHijau

Kuning

Hijau

Violet

Biru

CoklatBiru

Kuning

Hijau

Violet

Biru

CoklatTak berwarna

Kuning

Hijau

Tak berwarna

Biru

CoklatMerah

Tak berwarna ke hijau

Hijau

Tak berwarna

Biru

Abu-abu

2.3. PENYELIDIKAN BASAH

Dalam penyelidikan basah digunakan reaksi yang mudah diamati dengan panca indra.

Zat padat yang akan dianalisa dilarutkan dalam pelarut yang sesuai sampai homogen. Reaksi yang terjadi dapat diketahui dengan terbentuknya :- endapan

- keluarnya gas

- terjadinya perubahan warna

Contoh :

Gas SO2 : kertas ditetesi K2Cr2O7

Hijau.

Acetat : dengan indigo test

hijau biru

Br - : kertas + fluorin

merah

I -

: kertas + amilum

biru

HCN

: kertas + CN-

ditetesi larutan FeCl3 dan HCl

Merah.

Pemeriksaan PHUntuk analisa sampel yang larut dalam air :

PH < 7 : diperkirakan mengandung NH4- , Fe, Ag, Hg.

PH netral : diperkirakan Bi, Sb

PH > 7 : diperkirakan ion-ion karbonat, sulfat, thiosulfat.

Tahap persiapan pada analisa anion-kation

Sampel dilarutkan dengan pelarut yang sesuai sampai homogen. Kemudian larutan dibagi menjadi 3 bagian :

Analisa kation

Analisa anion

Persediaan bila analisa gagal.

Pelarut yang dipakai dalam analisa kualitatif :

Air dingin / panas

Asam Sulfat dingin / panas

Asam Nitrat dingin / panas

Asam Chlorida dingin / panas

Aqua regia dingin / panas

Pengaturan PHPH larutan perlu diperhatikan untuk analisa unsur-unsur tiap golongan. Misalnya pada PH 0,5 golongan II mengendap sempurna. Pengaturan PH dapat dilakukan dengan melihat perubahan yang terjadi pada penambahan indikator.

Penambahan pereaksi H2O2 : Untuk mengoksidasi Sn+2

Sn+4, sehingga dapat mengendap sebagai SnS2 yang mudah pemisahannya.

HNO3 : mengoksidasi Fe++

Fe+++ agar mengendap sebagai Fe(OH)3 secara sempurna.

H2S : Untuk mengendapkan unsur-unsur golongan IIA dan IIB .

HNO3 ; Untuk mengurangi ion Amonium, sebab bila terlalu banyak NH3, akan mempersulit pengendapan Ca, Ba, dan Sr sebagai garam Carbonat.

ANALISA ZAT MURNI TUNGGALAnalisa ini merupakan analisa yang paling sederhana. Hanya dengan menambahkan pereaksi sudah dapat disimpulkan hasilnya.

Contoh :

Adanya NH4 : Dapat dibuktikan dengan menambahkan basa kuat, sehingga terbentuk gas NH3 yang berbau khas.

Adanya Ag : Dengan HCl akan membentuk endapan putih. Tetapi karena adanya Pb dan Hg juga memberikan endapan putih, maka dilakukan penambahan NH4OH yang akan melarutkan AgCl sedangkan PbCl2 dan HgCl2 tidak larut.

ANALISA CAMPURANCara klasik yang digunakan untuk analisa campuran adalah pemisahan unsur pada setiap golongan dengan menambahkan pereaksi yang sesuai dengan ion-ion yang terdapat pada setiap golongan. Prinsip dasarnya adalah pengendapan dengan H2S yang didasarkan pada hasilkali kelarutan garam-garam sulfida.

PENGENDAPAN DENGAN H2S1. Cara bubling :Dengan mengalirkan gas H2S ke tabung reaksi atau tempat lain yang berisi larutan yang akan diendapkan. Cara ini kurang efisien karena absorbsi gas hanya pada permukaan gelembung, sehingga absorbsi gas sedikit dan banyak gas yang terbuang.

Gas H2S yang digunakan dibuat dengan mereaksikan pirit dengan suatu asam (HCl/H2SO4).

(FeS, Fe2S3)+HCl/H2SO4

H2S

2. Cara tekanan

B

D

A

C

E

Keterangan :

A : Pesawat Kipps untuk pembuatan gas H2S.

B & D : Kran untuk mengatur aliran gas.

C : Botol pencuci berisi air yang berguna untuk mengambil HCl pada aliran gas H2S.

E : Erlenmeyer berisi zat/larutan yang akan diendapkan.

Cara kerja :

1. Mula-mula sumbat karet/gabus penutup erlenmeyer E dibuka sedikit. Kran B dan D juga dibuka.

2. Gas H2S akan mengalir masuk ke botol C, kemudian erlenmeyer E. Udara diatas erlenmeyer akan keluar.

3. Proses ini dijalankan tidak lebih dari 30 detik.

4. Sumbat di erlenmeyer ditutup rapat, dan erlenmeyer dikocok pelan-pelan.

5. Pengaliran gas dilanjutkan sampai larutan pada erlenmeyer jenuh dengan H2S, dan endapan sulfida terbentuk sempurna.

6. Kesempurnaan endapan dapat diuji dengan menapis endapan, dan filtrat dialiri dengan H2S lagi seperti prosedur diatas.

ANALISA KUALITATIF

SISTEM PENGENDAPAN DENGAN H2S

Sampel

+ HCl 6M

endapan

filtratAgCl, Hg2Cl2, PbCl2

+ HCl 6M,H2O2

(golongan I )

air yod, NH4OH

H2S

endapan

filtratHgS;PbS;CuS;Bi2S3

panaskan

CdS;As2S5;Sb2S5;SnS2

+ air brom

(golongan II)

NH4OH

+(NH4)2S2

endapan filtrat

Fe(OH)3;Al(OH)3

HgS;PbS AsS4-3;SbS4-3; Cr(OH)3

CuS;Bi2S3 SnS2=

(gol. III) + NH4OH

CdS

(gol.IIB)

H2S

(gol. IIA)

endapan

filtrat

ZnS;CoS

NiS;MnS

+ NH4OH

(gol.IV)

(NH4)2CO3

CaCO3;BaCO3

Mg+ ; K+

SrCO3

Na+

(golongan V)

(golongan VI)

KETERANGANGolongan I :Penambahan larutan HCl 6M akan mengendapkan ion-ion Ag+, Pb+2, dan Hg2+2 sebagai garam khlorida. Sedangkan ion-ion lain tetap dalam larutan.

Golongan II :

Filtrat golongan I ditambahkan H2O2, NH4OH, air yod, gas H2S. Penambahan H2O2 untuk mengoksidasi Sb+3, Sb+3, Sn++ dan Fe++ menjadi As+5, Sb+5, Sn+4, dan Fe+3. PH larutan dibuat = 0,5.

Besarnya konsentrasi S= dapat dihitung sbb :

H2S

H++HS-

pK1 = 7

HS-

H++S=

pK2 = 14

Kelarutan H2S adalah 0,01 mol/liter

K1 = [H+] [HS-] = 10-7

[H2S]

K2 = [H+] [S=] = 10-14

[HS-]

K1 . K2 = [H+]2 [S=] = 10-7 . 10-14 = 10-21

[H2S]

Penambahan NH4OH menyebabkan [H+] = 0,3 M.

Sehingga :

10-21 = [0,3]2 [S=]

[S=] = 10-22 M

0,01

Dengan demikian hanya kation yang Ksp nya dilampaui pada S= = 10-22M akan mengendap sebagai sulfida.

Misal : HgS (Ksp = 10-50) akan mengendap, sedangkan MnS tidak mengendap (Ksp = 10-15).

Endapan yang terjadi menunjukkan adanya Hg++, Cu++, Bi+++, Cd++ As+5, Sb+5, Sn+4. Ini dapat dibagi dalam dua golongan dengan menambahkan (NH4)2S2 pada endapan diatas.

As2S5, Sb2S5, dan SnS2 akan larut sebagai kompleks yang stabil (gol IIB). sedang HgS, Bi2S3, CuS, CdS, tidak larut (gol. IIA).

Golongan III :

Filtrat golongan II dipanaskan untuk menghilangkan kelebihan H2S. Penambahan air brom berguna untuk mengoksidasi Fe++ menjadi Fe+3. Selanjutnya ditambahkan NH4OH berlebih. Setelah semua HCl dinetralkan, kelebihan NH4OH menghasilkan endapan hidroksida yang sukar larut dan tidak membentuk kompleks dengan NH3, yaitu endapan : Al(OH)3 (putih), Fe(OH)3 (coklat), Cr(OH)3 (hijau).

Golongan IV :

Filtrat golongan III ditambahkan lagi NH4OH sehingga larutan bersifat basa lemah, kemudian dialiri gas H2S. pH larutan kira-kira 10 dan konsentrasi S= dapat dihitung sbb :

K1 . K2 = [H+]2 [S=] = 10-21

[H2S]

= [10-10]2 [S=]

0,01

[S=] = 10-3 M.

Dengan konsentrasi S= yang cukup besar, maka ion Zn++, Co++, Ni++, dan Mn++ dapat diendapkan sebagai sulfida.

Golongan V

Filtrat golongan IV ditambahkan larutan (NH4)2CO3. Hal ini menghasilkan konsentrasi CO3= yang cukup tinggi, sehingga ion-ion Ca++, Ba++, dan Sr++ dapat mengendap sebagai garam-garam karbonat.

Golongan VI

Filtraf golongan V kemungkinan masih mengandung ion-ion Na+, K+, dan Mg++.

Keberatan pemakaian H2Sa. Gas H2S merupakan racun.

b. Gas H2S terjadinya lambat, sehingga membatasi kecepatan analisa.

Keuntungan pemakaian H2S

Dapat memisahkan unsur-unsur setiap golongan secara terperinci, dan dapat memisahkan sampai golongan VI.

BAB III

DASAR-DASAR ANALISA VOLUMETRI

Merupakan salah satu cara pada analisa kuantitatif. Sebagai dasar analisa adalah pengukuran volume (titrasi) dari suatu larutan standart.

Larutan standart atau larutan baku adalah : larutan yang telah diketahui kadarnya/konsentrasinya secara pasti.

Analisa volumetri didasarkan pada suatu reaksi kimia :

aA + bB

hasil reaksi

a,b = koefisien persamaan reaksi

A = Zat penitrasi / titran

B = zat yang dititrasi

Syarat syarat yang harus dipenuhi :

a. Reaksi harus berlangsung cepat.

b. Reaksi harus stoikhiometri dan tidak terjadi reaksi samping.

c. Terjadi perubahan yang besar dan sekonyong-konyong bila titik ekivalen dicapai.

d. Ada indikator sebagai penunjuk perubahan pada titik ekivalen.

3.1. Pembagian analisa volumetri

Analisa volumetri didasari reaksi-reaksi :

1). Reaksi kombinasi ion.

a. Reaksi asam basa (penetralan)

H3O+ + OH-

2H2O

H3O+ + A-

HA + H2O

B- + OH-

BOH

Asam dan garam dari basa lemah dapat dititrasi dengan larutan baku basa. Proses ini disebut Alkalimetri.

Basa dan garam dari asam lemah dapat dititrasi dengan larutan baku asam disebut proses Asidimetri.

b. Reaksi pengendapan.

Contoh : argentometri

Ag+ + Cl-

Ag Cl (p)

Pb++ + CrO4=

PbCrO4 (p)

c. Reaksi berdasar perpindahan elektron (redoks)

Contoh :

(Permanganometri) :

Fe++ + Ce4+

Fe3+ + Ce3+

(Yodo yodimetri ) :I2 + 2S2O3=

2I- + S4O6=3.2. Penentuan titik akhir titrasi.Reaksi yang terjadi pada setiap saat selama titrasi berlangsung, dapat ditentukan konsentrasi ion maupun molekulnya.

Hasil perhitungannya dapat digambarkan dalam grafik antara konsentrasi H+ dengan volume titran.

Grafik akan lebih jelas apabila konsentrasi [H+] diubah ke harga PH, dan kurva dapat digambarkan sebagai berikut :

Titik dimana banyaknya titran yang ditambahkan ekivalen dengan banyaknya zat yang dititrasi dinamakan titik ekivalen.

Dalam percobaan, titik ekivalen tersebut dapat diamati antara lain dengan :

1. Perubahan warna larutan atau indikator yang ditambahkan.

2. Terjadinya kekeruhan

3. Perubahan potensial elektroda-elektroda yang dicelupkan dalam larutan (titrasi potensiometri)

4. Perubahan konduktivitas larutan (titrasi konduktometri)

5. Perubahan arus listrik larutan (titrasi amperometer).

Dalam praktek, titrasi dapat dilakukan apabila titik ekivalen dapat diketahui. Saat dimana terjadi perubahan yang dapat terlihat dinamakan titik akhir titrasi. Dalam keadaan yang sangat ideal, titik akhir titrasi akan berimpit dengan titik ekivalen, tetapi dalam prakteknya pasti akan ada perbedaan. Perbedaan ini dinamakan dengan kesalahan titrasi.

Indikator :

Indikator yang digunakan dalam suatu titrasi harus dapat memberikan perubahan warna yang nampak di sekitar pH titik ekivalen titrasi, sehingga titik akhir titrasinya masih jatuh pada trayek perubahan warna indikator tersebut.

Indikator untuk titrasi asam basa : lihat grafik kurva titrasi acidi-alkali (Fig. 5 Hamilton & Simpson)

3.3. Larutan StandardLarutan standard atau larutan baku ada 2 macam :

Larutan baku primer : kenormalannya tetap / tidak berubah setiap waktu

Larutan baku sekunder : kenormalannya tidak tetap.

Larutan baku primer dapat disimpan beberapa lama tanpa mengalami perubahan normalitas.

Syarat-syarat larutan baku primer :

1. Zat tersebut harus murni dan mempunyai rumus molekul yang pasti. Pengotor yang diperbolehkan 0,01 0,02 %

2. Mudah dikeringkan dan tidak menyerap H2O / CO2 dari udara, serta mudah ditimbang.

3. Mempunyai berat ekivalen tinggi.

4. Mempunyai sifat stabil.

Contoh larutan standard primer :

Kalium bikarbonat, Natrium oksalat,

Boraks, Natrium karbonat,

Larutan standard yang tidak memenuhi syarat diatas

larutan standard sekunder.

Contoh larutan standard sekunder : NaOH & HCl

Sebelum digunakan, larutan standard sekunder harus distandarisasi dahulu.

Ketelitian :

Untuk menyatakan konsentrasi larutan tergantung pada ketelitian pada penimbangan dan ketelitian pengenceran.

Cara menyatakan konsentrasi larutan :

1. % berat = berat zat terlarut (gr) x 100 %

berat larutan (gr)

2. ppm = berat zat terlarut (mg)

Volume larutan (lt)3. % volume = Volume zat terlarut (ml) x 100 %

Volume larutan (ml)

4. Molar (M) = mol zat terlarut

Volume larutan (liter)

5. Molal = mol zat terlarut

Berat pelarut (kg)

6. Fraksi mol = mol zat terlarut

Mol larutan total

7. Normalitas (N) = Ekivalen zat terlarut

Volume larutan (liter)

3.4. KESETIMBANGAN KIMIATetapan kesetimbangan suatu reaksi dapat menentukan tingkat suatu reaksi berlangsung selengkapnya.

Reaksi dianggap telah mencapai suatu keadaan kesetimbangan , jika laju reaksi ke kanan dan ke kiri sama besar.

Reaksi kesetimbangan :

aA + bB

cC + dD

K = [C]c [D]d

[A]a [B]b

K = Konstante kesetimbangan

[ ] = Konsentrasi (mol/liter)

Penggunaan analitik .Air merupakan elektrolit lemah yang berdissosiasi menjadi ion-ion H3O+ dan OH-.

2 H2O

H3O+ + OH-Harga Kw = 1. 10-14 pada 250C

Kw = [H3O+] [ OH- ]

= [1. 10-7] [1. 10-7]

= 1. 10-14

pH = - log [H3O+] = log 1

[H3O+]

Contoh :

1. Konsentrasi ion hidrogen suatu larutan = 5. 10-7. Hitung pH.

2. Dalam 0,1 M larutan asam asetat ternyata 1,34 % nya telah terdissosiasi. Hitung harga Ka untuk asam asetat.

Kesetimbangan kelarutan

Tetapan kesetimbangan yang menyatakan kelarutan suatu endapan dalam air sebanding dengan tetapan hasil kali kelarutan

AgCl(p)

Ag+ + Cl-

K = aAg+ . aCl-

aAgCl

Harga Ksp beberapa garam :

BaSO4 = [Ba++] [SO4=] = 1.10-10

Ag2CrO4 = [Ag+]2 [CrO4=] = 2,4. 10-12

AgCl = 1,5. 10-10

CaCO3 = 4,8. 10-9Faktor faktor yang mempengaruhi kelarutan :

1. Suhu.

Untuk kebanyakan garam organik, kelarutan akan bertambah apabila suhu naik.

2. Pelarut.

Garam anorganik lebih larut dalam air daripada dalam pelarut anorganik.

3. Pengaruh ion sama.

Sebuah endapan biasanya lebih larut dalam air murni daripada dalam sebuah larutan yang mengandung salah satu dari endapan.

Contoh soal :

1. Kelarutan Barium Sulfat (BM=233) pada 250C adalah 0,00023 gram/100ml larutan. Hitung harga Ksp.

2. Kalsium Fluorida (CaF2) mempunyai Ksp = 4. 10-11. Buktikan apakah suatu endapan terbentuk atau tidak , bila larutan-larutan berikut dicampur :

100 ml larutan 2.10-4 M Ca++ ditambah dengan 100 ml larutan 2.10-4 M F-.

100 ml larutan 2.10-2 M Ca++ ditambah dengan 100 ml larutan 6.10-3 M F-.

3. Hitung kelarutan dari CaF2 dalam : a) Air, b) Larutan 0,01M CaCl2, c) Larutan 0,01M NaF.

BAB IV : TITRASI ASIDI-ALKALI

Dari grafik kurve titrasi acidi-alkali (Fig. 5 Hamilton & Simpson, hal 160) terlihat bahwa suatu indikator akan berubah warnanya pada kondisi PH tertentu. Hal ini bisa dikembangkan untuk menentukan komponen tertentu dalam suatu campuran dengan metode dua titik akhir titrasi dalam suatu titrasi tunggal.

Metode dua titik akhir titrasi ini hanya mungkin digunakan jika pengotor (impuritas) yang ada dalam sampel bersifat inert (tidak aktif).

Contoh campuran alkali yang mungkin adalah :

a). NaOH.

b). Na2CO3.

c). NaHCO3.

d). NaOH + Na2CO3.

e). Na2CO3 + NaHCO3.

f). NaOH + NaHCO3.

g). NaOH + Na2CO3. + NaHCO3.

Bila dalam sampel mengandung NaOH, maka pada penambahan asam (HCl) secara perlahan, basa kuat (NaOH) akan dinetralisasi terlebih dahulu.

OH-+ H+

H2O

Setelah reaksi basa kuat sempurna, Carbonat yang ada dirubah menjadi bicarbonat.

CO3= + H+

HCO3-

Pada titik akhir titrasi ini indikator PP akan berubah dari merah muda menjadi tidak berwarna.

Selanjutnya senyawa bicarbonat yang ada akan dinetralisasi menjadi :

HCO3-+H+

H2O + CO2Pada titik akhir titrasi ini ditandai dengan perubahan warna pada indikator MO (methil orange).

Contoh :

1. Suatu sampel seberat 1,200 gram, yang terdiri dari campuran NaOH, Na2CO3, dan inert. Campuran ini dilarutkan dan dititrasi dengan 0,5 N HCl. Dengan menggunakan indikator phenolpthalein (PP), larutan berubah warna setelah penambahan 30 ml asam. Selanjutnya ditambahkan indikator MO, dan dibutuhkan 5 ml asam guna terjadi perubahan warna. Berapa prosentase NaOH dan Na2CO3 dalam contoh?

2. Suatu contoh beratnya 1,2 gram mengandung Na2CO3, NaHCO3, dan pengotor. Campuran ini dilarutkan dan dititrasi dengan HCl 0,5 N. Dengan indikator PP, larutan berubah warna setelah penambahan 15 ml asam. Methyl orange selanjutnya ditambahkan, dan ternyata membutuhkan volume 22 ml supaya terjadi perubahan warna. Berapa prosentase Na2CO3 dan NaHCO3 didalam contoh?.

BAB V : ARGENTOMETRI

Titrasi menggunakan AgNO3Digunakan untuk analisa Cl- , Br- , CN-1. Metode MOHR

Titik akhir titrasi ditentukan dengan indikator K2CrO4 Adanya endapan berwarna dari endapan Ag2CrO4Ksp AgCl = 1.10-10 [Ag+] = 1.10-5

Ksp Ag2CrO4 = 2.10-12 [Ag+] = 1,5862.10-4Sehingga AgCl akan mengendap lebih dulu.

2. Metode VOLHARD Penambahan larutan AgNO3 secara berlebihan

AgNO3 sisa dititrasi dengan NH4CNS atau KCNS.

Titik akhir titrasi ditentukan dengan indikator Fe(NO3)3 atau FeNH4(SO4)

Titik akhir titrasi ditandai adanya larutan berwarna dari Fe(CNS)3.

Ksp AgCl = 1.10-10Ksp AgCNS = 1,16.10-13 AgCNS mengendap lebih dulu

Endapan AgCl harus dipisahkan

Ksp AgBr = 3,5.10-13Ksp AgCNS = 1,16.10-13

AgBr tidak perlu dipisahkan.

3. Metode LEIBIG

Titik akhir titrasi ditandai dengan terbentuknya ion kompleks.

Ag+ + CN- AgCN

Putih

Bila CN- brlebihan maka :

2CN- + Ag+ Ag(CN)2- (kompleks)

Pada penambahan Ag+ selanjutnya :

Ag(CN)2- + Ag+ Ag2(CN)2

Titik akhir titrasi ditandai dengan terbentuknya larutan keruh karena terbentuknya Ag2(CN)2.

Contoh soal :

1. Sebuah sampel seberat 0,8165 gram, yang mengandung ion Cl-, dianalisa dengan cara Volhard. Sampel dilarutkan dalam air dan ditambahkan 50 ml 0,1214 M AgNO3 untuk mengendapkan ion Cl-. Kelebihan AgNO3 dititrasi dengan 11,76 ml 0,1019M KCNS. Hitung % Cl- dalam sampel.

2. Suatu sampel seberat 0,1801 gram berisi KCl dan NaCl dilarutkan dalam air. Larutan tersebut ditambahkan 0,08333N AgNO3 50 ml untuk mengendapkan Cl-. Dengan indikator feri amonium sulfat, filtratnya membutuhkan 16,47ml 0,1 N KCNS. Hitung komposisi dari KCL dan NaCl.

3. Suatu sampel mengandung KCN dan KCl dilarutkan dalam air. Larutan tersebut membutuhkan 15 ml 0,1 N AgNO3 untuk membentuk larutan keruh. Kemudian kedalam larutan tersebut ditambahkanlagi 32,1 ml AgNO3 untuk mengendapkan AgCl dan Ag2(CN)2. Setelah endapannya dipisahkan, filtratnya membutuhkan 7,2ml 0,08333 N KCNS untuk merubah warna dengan indikator feri. Berapa gram KCN dan KCl dalam sampel.

BAB VI : REDUKSI OKSIDASI (REDOKS)Oksidasi didefinisikan sebagai peristiwa perpindahan elektron untuk mencapai tingkat oksidasi yang lebih tinggi.

Reduksi : peristiwa penangkapan elektron untuk mencapai tingkat oksidasi yang lebih rendah.

Dalam setiap reaksi redoks perbandingan molar antara zat yang dioksidasi dan zat yang direduksi didapat dari persamaan yang memenuhi jumlah elektron yang dilepas sama dengan yang diikat (ditangkap)

Oksidator atau zat pengoksidasi adalah zat yang mempunyai afinitas terhadap elektron yang besar sehingga dapat mengambil elektron dari zat lain dan mengalami reduksi.

Reduktor atau zat pereduksi adalah zat yang mudah memberikan elektron pada zat lain dan mengalami oksidasi.

Contoh reaksi redoks :

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ 5 Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

Contoh reduktor :

1. FeSO4. xH2O, dalam larutan ion Ferro dioksidasi menjadi ion Ferri

Fe++ Fe+++ + e-

Berat ekivalen FeSO4. xH2O = BM/1 = 278 gr

2. SnCl2, dalam larutan ion Sn++ dioksidasi menjadi Sn4+

Sn++ Sn4+ + 2e-

Berat ekivalen SnCl2 = BM/2 = 94,81 gr

3. H2C2O4.2H2O, dalam larutan ion C2O4= dioksidasi menjasdi gas CO2.

C2O4= CO2 + 2e-

Berat ekivalen H2C2O4.2H2O = BM/2 = 63,03 gr.

Contoh oksidator :

1. K3Fe(CN)6 dalam larutan ion ferrisianida direduksi menjadi ion ferrosianida

Fe(CN)63- + e- Fe(CN)64-

Berat ekivalen K3Fe(CN)6 = BM/1

2. KMnO4, dalam suasana asam ion permanganat direduksi menjadi ion mangan.

MnO4- + 8H+ + 5e- Mn++ + 4H2O

Berat ekivalen = BM KmnO4/5

6.1. PERMANGANOMETRI

Permanganometri adalah analisa kimia kuantitatif volumetri yang menggunakan larutan standart KMnO4. Reaksi yang terjadi pada analisa ini berdasarkan pada reaksi redoks (Jumlah elektron yang dilepas sama dengan jumlah elektron yang diterima).

KMnO4 sebagai larutan standart berfungsi sebagai oksidator, sedangkan unsur yang dicari berupa reduktor. Larutan KMnO4 sebelum dipakai harus distandarisasi lebih dahulu.

Keuntungan KMnO4 :

mudah didapat

harganya murah

tidak memerlukan indikator

Titrasi dengan KMnO4 dapat berlangsung dalam tiga cara :

1. Titrasi langsung

KMnO4 dalam suasana asam dapat digunakan untuk menitrasi secara langsung, dengan reaksi :

MnO4- + 8H+ + 5e- Mn++ + 4H2O

Zat zat yang dapat dititrasi :

Fe++ Fe+++

H3SbO3

H3SbO4

H2O2

H2O + O2

2. Titrasi tidak langsung

Titrasi dilakukan dalam suasana asam. Zat yang bersifat sebagai oksidator ditambahkan dengan zat reduktor secara berlebihan. Setelah reaksi redoks selesai, kelebihan zat reduktor dititrasi dengan larutan KMnO4.

3. Dalam suasana sedikit basa/ netral.

Ion MnO4- yang direduksi akan membentuk endapan MnO2.

MnO4- + 4 H+ + 3e-

MnO2 + 2 H2O

Contoh soal :Berapa persentase besi dalam sampel (contoh) bijih besi seberat 0,7100 gram, jika setelah dilarutkan dan direduksi dengan seng amalgama, dibutuhkan 48,06 ml KMnO4 untuk mengoksidasi besi tersebut dari ferro menjadi ferri. (1ml larutan KMnO4 ~ 0.0067 gram Na2C2O4). Berapa gram KMnO4 yang ada dalam tiap ml larutan KMnO4.

Penyelesaian :

1ml larutan KMnO4 ~ 0.0067 gram Na2C2O4

C2O4=

2 CO2 + 2e-

Na2C2O4 = 0.0067 gram

= (0,0067 / BM Na2C2O4) x 2 grek.

Normalitas KMnO4 = {(0,0067 / BM Na2C2O4) x 2 x 1000} N

Fe++ Fe+++ + 1 e-

% Fe = 48,06 x N KMnO4 x BM Fe x 100

berat sampel

MnO4- + 8 H+ + 5 e- Mn++ + 4 H2O

Tiap ml larutan KMnO4 mengandung =

N/1000 x BM KMnO4

5

6.2. Iodo iodimetri

Iodo iodimetri adalah salah satu analisa kuantitatif untuk menentukan kadar secara volumetri dengan menggunakan dasar reaksi redoks dari unsur I.

Iodometri

Penetapan kadar oksidator dalam larutan dengan jalan direaksikan dengan larutan KI berlebihan kemudian I2 yang dibebaskan dititrasi dengan larutan standart Na2S2O3.Reaksi yang terjadi :

Oksidator + KI

I2 + hasil reduksi

2 Na2S2O3 + I2 2 NaI + Na2S4O6Iodimetri

Penetapan kadar reduktor dalam larutan dengan jalan direaksikan dengan larutan standart I2 sebagai zat pengoksidasi, kelebihan sedikit I2 akan bereaksi dengan indikator amylum membentuk warna biru.

Reaksi yang terjadi :

Reduktor + I2 I- + hasil oksidasi

I- + I2 + amylum amylum I3-Pada titrasi iodometri terjadi perubahan warna dari tidak berwarna menjadi biru dan pada titrasi iodometri sebaliknya.

Penentuan grek pada Iodometri dapat dilakukan berdasarkan banyaknya elektron yang lepas atau diterima oleh oksidator atau reduktor.

Penentuan grek pada iodometri dapat dilakukan berdasarkan banyaknya elektron yang lepas atau diterima oleh oksidator atau reduktor.

I2 + 2e- 2 I-Satu mol I2 mengikat 2 mol elektron, sehingga :

1 mol I2 = 2 grek I2

Na2S2O3

2 Na+ + S2O3=

2 S2O3=

S4O6=+ 2 e-

1 mol Na2S2O3 sama dengan 2 grek Na2S2O3Larutan I2 merupakan larutan standart untuk titrasi langsung (Iodimetri).

Zat (reduktor)

hasil oksidasi

H2S

S

SO3=

SO4=

S2O3=

S4O6=

AsO33-

AsO43-

SbO33-

SbO43-Larutan Na2S2O3 untuk penetapan kadar oksidator. Oksidator yang direduksi akan membebaskan I2 yang kemudian dititrasi dengan Na2S2O3Oksidator

Persamaan

Cr2O7=

Cr2O7= + 6I- + 14 H+ 2 Cr+3 + 3I2 + 7H2O

MnO4-

2 MnO4- + 10 I- + 16 H+ 2Mn++ + 5I2 + 8H2O

BrO3-

BrO3- + 6 I- + 6 H+ Br- + 3I2 + 3H2O

Cu++

2 Cu++ + 4 I-

2CuI + I2

BAB VII : ANALISA GRAVIMETRI

Analisa Gravimetri : Analisa kimia berdasarkan pada pembentukan endapan.

Syarat analisa gravimetri :

1. Proses pemisahan sempurna (endapan mudah disaring)

2. Endapan murni

3. Endapan mempunyai susunan kimia yang tertentu

PEMBENTUKAN ENDAPAN

Contoh : proses pengendapan suatu garam AB.

dimulai dg adanya ion A+ dan B+ dalam larutan (( 10-8 cm)

Bila hasil kali kelarutan terlampaui ion tsb saling mendekat dan membentuk kisi hablur.

Partikel tumbuh menjadi koloid (10-7 10-4 cm)

Partikel turun ke dasar bejana sebagai endapan (( 104 cm)

Pengendapan perak nitrat dari penambahan AgNO3 ke lrt. NaCl

Pada awal penambahan AgNO3, dalam larutan terdapat ion Ag+, NO3-, Na+, dan Cl-.

Ion Ag+ menarik NO3- dan Cl-. Ion Cl- menarik Na+.

Ion yang kuat terserap adalah yang sama dengan pada kisi (Cl-), shg terbentuk partikel AgCl.

Ion klorida membentuk lapisan primer

Ion Natrium membentuk lapisan sekunder

Pada penambahan Ag NO3 selanjutnya partikel AgCl tumbuh (terkoagulasi) dan turun ke dasar bejana.

Penggunaan analisa gravimetri

Sering digunakan untuk penentuan kuantitatif yang melibatkan pengendapan : Perak Klorida, Barium Sulfat, Besi Hidroksida, dll.

Perak Klorida :

Endapan berbentuk dadih susu

Mudah disaring Dicuci dengan air yang sedikit mengandung HNO3 (mencegah peptisasi)

Asam teruapkan jika dikeringkan

Endapan AgCl disaring & dikeringkan pada 110 1300C.

Penggunaan selain untuk penetapan Perak & Chlorida :

ClO- (hipoklorit)

ClO2- (klorit)

ClO3- (klorat)

- Br (bromida)

I (Iodida)

Barium Sulfat :

Endapan Kristalin

Sedikit larut dalam air

Ditambahkan larutan 0,01 M HCl.

Tujuan : - Memperoleh partikel besar

- Endapan lebih murni

- Mencegah pengendapan garam seperti BaCO3 Perlakuan terhadap endapan BaSO4 :

- Disaring dengan kertas saring.

- Dicuci dengan air panas.

Penggunaan lain :

Belerang dalam Sulfida, Sulfit, Tiosulfat ditentukan dengan : - mengoksidasi belerang menjadi Sulfat (dg Pirmanganat) - mengendapkan menjadi Barium Sulfat

Kation lain yang sering diendapkan sebagai Sulfat :

- Timah hitam (Pb)

- Stronsium (Sr)

Kedua sulfat ini (PbSO4 & SrSO4) lebih larut dari pada BaSO4.

Oksida Besi (Fe2O3)

Pengendapan Besi (III) Hidroksida Oksida Hidrous (Fe2O3 x H2O)

Endapan perlu dibakar pada suhu tinggi menjadi Fe2O3.

Cara penentuan :

Besi dipisahkan dari unsur unsur seperti Ca & Mg.

Biji besi dilarutkan dalam HCl dan HNO3.

Untuk mengoksidasi besi menjadi Fe3+ dipakai Brom.

Koagulasi dibantu dengan air panas (Ksp = 1.10-36)

Endapan dicuci dengan air panas yang mengandung Ammonium Nitrat (untuk mencegah peptisasi).

Penyaringan dengan kertas saring bebas abu.

Kertas saring & endapan yang mengandung air dibakar dalm cawan porselin (untuk menghilangkan air).

Residu (sisa) yang terdapat dalam cawan porselin ditimbang.

Logam lain yang dapt diendapkan sebagai oksida hidrous : Aluminium, Khrom (III), Titanium (IV), Mangan (IV)

DASAR PERHITUNGAN

Analisa Gravimetri berdasarkan reaksi kimia :

aA + rR

Aa Rr

dengan : A = analit

R = pereaksi

Aa Rr biasanya berupa endapan

Contoh reaksi :

Ca++ + C2O4-2

CaC2O4 (p)

CaC2O4 (p)

CaO (p) + CO2 (g) + CO (g)

Catatan :

Pereaksi ( R ) yang ditambahkan secara berlebihan sehingga reaksi sempurna.

Perhitungan pada analisa gravimetri berdasarkan stoikhiometri.

Proses pengendapan

Pemisahan

Penimbangan endapan

Perhitungan % berat analit dalam sampel

Prosentase analit :

%A = berat A

x 100%

berat contoh

Berat A = berat P x faktor gravimetri

Berat endapan

jumlah gram analit

%A = berat P x faktor gravimetri

x 100%

berat contoh

Contoh soal :

1. Suatu contoh garam Chlorida seberat 0,6025 gram, telah dilarutkan dalam air dan Chloridanya diendapkan dengan Perak Nitrat berlebih. Endapan Perak Chlorida disaring, dicuci, dan dikeringkan, dan diketahui beratnya 0,7134 gram. Hitung prosentase Chlorida (Cl) dalam contoh.

Penyelesaian :

Reaksi : Ag+ + Cl-

AgCl

1 mol Cl ( 1 mol AgCl

x = 0,7134

35,45 143,32

x = 0,7134 x 35,45

143,32

faktor gravimetrik

%Cl = berat Cl

x100%

berat contoh

= 0,7134 x (35,45/143,32) x 100%

0,6025

= 29,29%

1. Sebuah contoh biji besi seberat 0,4852 gram dilarutkan dalam asam, besinya dioksidasi mejadi keadaan +3 dan kemudian diendapkan sebagai oksida berair, atau Fe2O3. xH2O. Endapan disaring, dicuci dan dibakar menjadi Fe2O3 yang ternyata beratnya 0,2481 gram.

Hitung prosentase besi (Fe) di dalam contoh.

2. Sebuah contoh yang hanya mengandung CaCO3 & MgCO3 dibakar menjadi CaO & MgO. Campuran oksidanya mempunyai berat tepat setengah berat contoh.

Hitung prosentase CaCO3 dan MgCO3 dalam contoh.

3. antara gravimetri Contoh soal penggabungan dengan titrimetri.

Sebuah contoh beratnya 0,75 gram yang mengandung NaCl dan NaBr dititrasi dengan 0,1043 M AgNO3 sebanyak 42,23ml. Contoh kedua dari berat yang sama diperlakukan dengan perak nitrat berlebihan dan campuran Ag Cl & AgBr disaring, dikeringkan dan ternyata beratnya 0,8042 gram.

Hitung prosentase NaCl dan NaBr dalam contoh.

4. Fosfor dalam contoh batu fosfat seberat 0,5428 gram diendapkan sebagai MgNH4PO4. 6H2O dan kemudian dibakar menjadi Mg2P2O7. Jika endapan yang telah dibakar beratnya 0,2234 gram

Hitung :

a. Persentase P2O5 dalam contoh.

b. Berat endapan MgNH4PO4. 6H2O.

BAB VIII : KOMPLEKSOMETRI

Kompleksometri merupakan penentuan titrimetrik (analisa kuantitatif secara volumetri) yang melibatkan pembentukan ion kompleks yang dapat larut tetapi sedikit terdisosiasi .

Ag+ + 2 CN-

Ag(CN)-2

Ag+ + 2 NH4OH

Ag(NH3)+2 + H2O

Cd++ + 4 CN-

Cd(CN)=4

Sn4+ + 6Cl-

SnCl=6 Kompleks terbentuk dari suatu reaksi antara kation (ion logam) dengan suatu anion atau molekul netral.

Ion logam yang terdapat didalam kompleks disebut atom pusat.

Kelompok yang terikat pada atom pusat disebut ligan Jumlah ikatan yang terbentuk oleh atom logam pusat disebut bilangan koordinasi

Molekul ligan biasanya mempunyai atom elektronegatif : Nitrogen, Oksigen, dan Halogen.

Ligan yang mempunyai dua gugus yang mampu membentuk dua ikatan dengan atom pusat disebut bidentan.

Contoh :

Cu++ + 2 NH2CH2CH2NH2

CH2 NH2

CH2 NH2 2+

Cu

CH2 NH2

CH2 NH2

Cincin heterosiklik yang terbentuk disebut cincin khelat, sedangkan kompleksnya dinamakan khelat atau senyawa khelat.

Stabilitas Kompleks.

Reaksi ion logam dengan pereaksi pembentuk khelat biasanya 1:1.

M + L

ML

M = kation logam pusat

L = ligan

K = [ML]

[M] {L]

K = tetapan stabilitas .

Reaksi antara kation dengan ligan biasanya bertahap :

Cu++ + NH3

CuNH3++

K1 = 1,9.104

CuNH3++ + NH3

Cu(NH3)2++ K2 = 3,6.103

Cu(NH3)2++ + NH3

Cu(NH3)3++K3 = 7,9.103

Cu(NH3)3++ + NH3

Cu(NH3)4++K4 = 1,5.103Sehingga untuk :

Cu++ + NH3

Cu(NH3)4++

K = [Cu(NH3)4++] = K1 K2 K3 K4 = 8,1.1012

[Cu++][NH3]4Amoniak yang ditambahkan untuk membentuk Cu(NH3)4++ lebih memilih Cu++menjadi Cu(NH3)++. Hal ini dapat dihindarkan dengan menggunakan pereaksi pembuat khelat sebagai titran.

Contoh :

CH2CH2

NH2

NH CH2

Cu

NH2

NH CH2

CH2CH2

Tri Etilen Tetremin (trien)

kuadridentan

Cu++ + trien

Cu(trien)++

K = [Cu(trien)++]

= 2,5.1020

[Cu++] [trien]

Hanya Co, Ni, Zn, Cd, dan Hg membentuk kompleks stabil dengan ligan Nitrogen seperti amoniak dan trien.

Logam lain Al, Pb, dan Bi lebih baik dengan atom oksigen.

EDTA (Etilen Diamin Tetra Asetat)

HOOCCH2

CH2COOH

NCH2CH2N

HOOCCH2

CH2COOH

EDTA merupakan larutan penitrasi pembentuk khelat yang dapat digunakan untuk analisa kimia dari berbagai logam.

Titrasi ion logam dengan pembentukan khelat disebut titrasi Khelometrik.

Bentuk asam EDTA bebas sering disingkat dengan H4Y.

M+n + Y-4

MY-(4-n)

Kabs = [ MY-(4-n) ]

[ M+n ] [ Y-4 ]

Kabs : tetapan stabilitas absolut (tetapan pembentukan absolut)

Empat tetapan disosiasi asam H4Y

H4Y + H2O

H3O+ + H3Y- Ka1 = 1,02.10-2

H3Y- + H2O

H3O+ + H2Y-2 Ka2 = 2,14.10-3

H2Y-2 + H2O

H3O+ + HY-3 Ka3 = 6,92.10-7

HY-3 + H2O

H3O+ + Y-4 Ka4 = 5,5.10-11Hanya pada pH kira-kira > 12, kebanyakan EDTA dalam bentuk tetra anion Y-4.

Misal konsentrasi total EDTA = Cy.

Maka EDTA yang tidak berkompleks :

Cy = [Y-4] + [HY-3] + [H2Y-2] + [H3Y]

[Y-4] =

Ka1 . Ka2 . Ka3 . Ka4

[H3O+]4 + [H3O+]3Ka1 + [H3O+]2Ka1Ka2 + [H3O+] Ka1.Ka2.Ka3.Ka4

[ Y-4 ] = (4

[ Y-4 ] = (4 Cy

CySubstitusi (4 Cy kedalam persamaan tetapan stabilitas absolut :

Kabs = [ MY-(4-n) ]

[ M+n ] (4Cy

Kabs(4 = [ MY-(4-n) ]

= Keff

[ M+n ] Cy

Biasanya larutan ion logam yang akan dititrasi diberi larutan dapar sebelum dititrasi dengan EDTA sehingga pH tetap walaupun terjadi pembebasan H3O+.

Contoh soal :

50 ml larutan 0,01 M Ca++ didapar pada pH 10 dititrasi dengan 0,01 M EDTA.

Hitung pCa pada berbagai tahap titrasi dan gambarkan kurva titrasinya.

Diketahui : Kabs CaY= = 5.1010 pada pH 10 = 0,35

Penyelesaian :

Keff. = 5.1010 x 0,35 = 1,8. 1010

a. Permulaan titrasi

[Ca++] = 0,01 M

pCa = - log [Ca++] = 2

b. Setelah penambahan 10 ml titran

ada kelebihan Ca++ agak banyak pada saat ini

[Ca++] = (0,5 - 0,1) mmol = 0,0067 M

60 ml

pCa = 2,17

c. Titik ekivalen

[Ca++] = CY

[CaY=] = 0,5 mmol = 5,0 . 10-3

100 ml

Keff. = 5.10-3 = 1,8. 1010

[Ca++]2

[Ca++] = 5,2. 10-7

pCa = 6,28

d. Setelah penambahan 60 ml titran

Kelebihan EDTA = 0,100 mmol

CY = 0,100 mmol = 9,1. 10-4 M

110 mmol

[CaY=] = 0,5 mmol = 4,55. 10-3 M

110 mmol

4,55. 10-3 = 1,8. 1010

[Ca++]. 9,1. 10-4

[Ca++] = 2,8. 10-10

pCa = 9,55

8.2 INDIKATOR

Pada dasarnya indikator metalokhromatik merupakan senyawa organik berwarna yang membentuk khelat dengan ion logam. Khelatnya harus mempunyai warna lain dari warna indikator bebasnya. Indikator harus melepas ion logamnya kepada titran EDTA pada suatu harga pM (-log [logam] )yang sangat dekat dengan titik ekivalen. Hal ini analog dengan kerja asam indikator pada pelepasan ion hidrogen kepada ion hidroksida pada waktu titrasi suatu asam.

Indikator yang sering digunakan pada titrasi khelometrik adalah Eriochrome Black T dan Calmagite8.2.a. Indikator Eriochrome Black TRumus kimia dari Eriochrome Black T adalah :

8.2.b. Indikator CalmagiteCalmagit merupakan suatu senyawa organik yang dapat digunakan sebagai pengganti Eriochrome Black T dalam analisa khilometrik.Rumus kimia dari Calmagite adalah :

8.3. PENGGUNAAN TITRASI KHELOMETRIK

Titrasi khelometrik dapat dilakukan dengan baik hampir pada semua kation biasa ( 25 kation). Indikator yang sering dipakai adalah Eriochrome Black T (EBT) dan Calmagite.

Ada beberapa prosedur yang digunakan :

8.3.a. Titrasi Langsung.

Mula-mula indikator akan bereaksi dengan logam yang akan dianalisa (dititrasi), kemudian pada saat terjadi kelebihan EDTA (titik akhir titrasi tercapai pada harga pM tertentu) logamnya akan terlepas sehingga akan terbentuk indikator bebas.

M+++HIn=

MIn-

MIn-+HY3-

MY= +HIn=8.3.b. Titrasi Tak Langsung

Sampel ditambahkan dengan larutan EDTA berlebihan, kemudian sisa EDTA dititrasi dengan logam Mg standart dengan menggunakan indikator EBT atau calmagit. Mg digunakan sebagai larutan standart karena Mg merupakan logam yang kurang stabil terhadap EDTA sehingga kation yang dititrasi yang terikat dengan EDTA tidak akan digantikan oleh Mg.

8.3.c. Titrasi Penggantian.

Sampel ditambahkan dengan kompleks MgEDTA, sehingga ion Mg++ akan digantikan oleh logam dalam sampel. Kemudian ion Mg++ yang terbentuk dititrasi dengan EDTA standart dengan indikator EBT atau calmagit.

M++ +MgY=

MY= +Mg++Contoh soal:

10 gram CaCO3 murni dilarutkan dalam larutan HCl sehingga volumenya 500 ml. 50 ml dari larutan tersebut dititrasi dengan EDTA membutuhkan 100 ml larutan EDTA.

a. Berapa normalitas EDTA.

b. 100 ml sampel mengandung ion Ba++ ditambah dengan 25 ml EDTA. Sisa larutan EDTA dititrasi dengan larutan Mg++ menggunakan indikator EBT, membutuhkan 50 ml 0,1 M Mg++. Berapa ppm Ba dalam sampel.

[H+]

Volume

PH

TE Volume

filtrat

endapan

Batang gelas

N = N

OH

OH

SO3

SO3

N = N

OH

OH

SO3

CH3

PAGE 20