Ilmu Kelautan - Kimia Analisa (Volumetri)

Home » Kimia » Ilmu Kelautan - Kimia Analisa (Volumetri)

Ilmu Kelautan - Kimia Analisa (Volumetri)

Posted by heru Friday, October 19, 2012 2 comments

TUJUAN INSTRUKTIONAL UMUM (TIU)
Setelah menyelesaikan mata kuliah ini mahasiswa dapat menjelaskan, melakukan proses dan menganalisis dengan metode volumetri, komplekosometri, oksidimetri, potensiometri, ekstraksi pelarut, spektrofotometri dan kromatografi.

TUJUAN INSTRUKTIONAL KHUSUS (TIK)

Setelah menyelesaikan mata kuliah ini mahasiswa mampu menjelaskan kurva titrasi asam kuat dan basa kuat, basa kuat dan asam kuat, asam lemah basa lemah, basa lemah dan asam lemah, jenis indikator, titik akhir titrasi dan titik ekivalen.

Analisa kimia kuantitatif untuk menetapkan volume suatu larutan yang konsentrasinya diketahui dengan tepat
Dalam penentuan metode ini diperlukan zat yang bereaksi secara kuantitatif dengan larutan dari zat yang akan ditetapkan. Larutan dengan konsentrasi yang diketahui dengan tepat disebut larutan standar
Bobot zat yang akan ditetapkan, dihitung dari larutan standar yang akan digunakan dan hukum stoikiometri yang diketahui

Analisa Kuantitatif: untuk menentukan jumlah suatu zat atau setiap komponen zat

a. Cara Kuantitatif:

- Cara Klasik

- Cara Instrumen

b. Cara Klasik: Gravimetri

Cara Instrumen: Spektrofotometri,UV, Sinar X

Analisa Kualitatif: komponen bahan

Penggolongan Anion dan Kation

Persamaan Analisa Kualitatif & Kuantitatif

PERSAMAAN:

-tahap analisisnya sama,berbeda dlm tahap pengukuran dalam analisa kualitatif menjadi tahap identifikasi

-keduanya mengukur suatu sifat tertentu

-keduanya memerlukan ketelitian kerja, kemurnian bahan dan kebersihan alat

Larutan standar bisanya ditambahkan ke dalam buret.

Proses penambahan larutan standar sampai reaksi lengkap disebut titrasi.

Titik pada saat jumlah ekuivalen titran sama dengan jumlah ekuivalen analit disebut titik ekivalen (setara).

Titik akhir titrasi adalah titik pada saat terjadi perubahan warna ditandai dengan perubahan warna indikator

Larutan standar yang ditambahkan ke dalam buret disebut titran dan zat yang sedang dititrasi disebut titrat

Syarat analisis titrimetri:

1. Zat yang akan ditetapkan harus bereaksi lengkap dengan reagensia dalam proporsi stoikimetri (ekivalen)

2. Reaksi harus berlangsung dalam sekejap dan cepat. Dalam beberapa keadaan, penambahan suatu katalis akan menaikkan suatu kecepatan reaksi

3. Ada perubahan yang menyolok (perubahan fisika atau kimia) pada titik ekivalen

4. Terjadi perubahan fisika (warna atau endapan) yang tajam pada titik akhir reaksi yang disebabkan oleh indikator

LARUTAN STANDAR

- Larutan yang konsentrasinya telah ditetapkan secara akurat

- Satuan konsentrasi: molaritas (jumlah mol per liter) dan normalitas (jumlah ekivalen per liter)

Contoh: natrium karbonat, kalium hidrogen ftalat, asam benzoat, natrium tetraborat, asam sulfamat, kalium hidrogen iodat, natrium oksalat, perak nitrat, natrium klorida, kalium klorida, iod, kalium bromat, kalium iodat, kalium dikromat, dan arsen (III) oksida

STANDAR PRIMER

Tersedia dalam bentuk murni dengan kemurnian yang diketahui, dan digunakan untuk menstandarkan suatu larutan.

Syarat zat standar primer

1. Mudah diperoleh, dimurnikan, dikeringkan (110-1200C) dan mudah dipertahankan dalam keadaan murni.

2. Zat tidak boleh berubah dalam udara selama penimbangan, tidak higroskopik, tidak boleh dioksidasi oleh udara, atau dipengaruhi oleh karbondioksida. Komposisi kimia tidak berubah selama penyimpanan.

3. Jumlah total zat pengotor 0,01-0,02 %

4. Zat harus mempunyai ekuivalen tinggi, sehingga kesalahan penimbangan dapat diabaikan. Ketelitian 0,1-0,2 mg dan berat sampel paling sedikit 0,2 g

5.Zat harus mudah larut pada kondisi akan digunakan

6. Reaksi dengan larutan standar harus stoikhiometri

7. Contoh:

- natrium karbonat Na2CO3

- natrium tetraborat Na2B4O7

- kalium hidrogen ftalat KH(C8H4O4)

- asam klorida bertitik didih konsta

- kalium hidrogen iodat KH(IO3)2

- asam benzoat H(C7H5O2)

larutan standar sekunder

Larutan yang distandarisasi dengan larutan standar primer. Contoh:

Larutan yg distandarisasi dengan larutan standar primer

No	Larutan yang distandarkan	Standar primer	Reaksi
1.	KMnO₄	As₂O₃	5 H₃AsO₃ +2 MnO₂^- + 6 H⁺ 2 Mn²⁺ + 5 H₃AsO₄ + 3 H₂O
2.	Na₂S₂O₃	Cu	2 Cu²⁺ + 4 I^-> 2 CuI (s) + I₂ I₂ + 2 S₂O₃⁼ > 2 I^- + S₄O₆⁼

TITRIMETRI

- Analisa kuantitatif berdasarkan pengukuran jumlah reagen yang konsentrasinya diketahui yang diperlukan untuk bereaksi dengan suatu analit.

- Asas umum titrimetri adalah:

a A + t T > produk

a = molekul analit A

t = molekul regensia T (titran) > larutan standar

titer (mililiter atau miliekuivalen)

T = mg/mL

N = mg/mLxBE

T = N. BE

Asidi - Alkalimetri

Asidimetri dan alkalimetri termsk reaksi Netralisasi

Yaitu reaksi antara ion hidrogen yg berasal dari asam dgn ion hidroksida berasal dari basa untuk menghasilkan air yang bersifat netral.

Netralisasi : reaksi antara donor proton (asam) dgn penerima proton (basa).

H+ + OH- > H2O

Kegunaan reaksi Netralisasi: untuk menentukan konsentrasi asam/basa yg tdk diketahui, penentuan konsentarsi dilakukan dgn titrasi asam-basa.

Titrimetri Klasifikas

Empat jenis titrimetri:

a. Asam Basa (netralisasi)

Alkalimetri : HA + OH- > A- + H2O larutan standar : NaOH

Asidimetri : BOH + H3O+ > B+ + 2H2O larutan standar :

HCl

b. Pengendapan (argentometri) larutan standar : perak nitrat

Pengendapan kation perak (Ag+) dengan anion halogen

Ag+ + X- > AgX (s)

X- = klorida, bromida, iodida, dan tiosianat (SCN-)

c. Oksidasi–reduksi (Redoks)

1. Fe2+ + Ce4+ > Fe3+ + Ce3+ larutan standar: serium(IV) sulfat

2. 5 Fe2+ + MnO4- > 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O larutan standar : KMnO4

d. Pembentukan kompleks larutan standar : EDTA (Nat Edetat)

Ag+ + 2 KCN > Ag(CN)2- + 2 K+

Berdasarkan Titran yang dipakai

Asidimetri

Alkalimetri

Permanganometri

Argentometri

Iodi-Iodometri

Nitrimetri

Penetapan Titik Akhir Titrasi

1.Titrasi Visual

2.Titrasi Elekrometrik

3.Titrasi Fotometrik

Berdasarkan Teknik Pelaksanannya:

1. Titrasi Langsung

2.Titrasi Kembali, untuk reaksi titrasi yang berlangsung agak lambat

3.Titrasi Blanko,untuk mengurangi kesalahan yg disebabkan oleh pereaksi,pelarut.

Berat Ekuivalen (BE)

Asam Basa

Bobot dalam gram dari suatu zat yang diperlukan untuk memberikan atau bereaksi dengan 1 mol (1,008 g)

H+

Redoks

Bobot dalam gram dari suatu zat yang diperlukan untuk memberikan atau bereaksi dengan 1 mol elektron

Pengendapan atau pembentukan kompleks

Bobot dalam gram dari suatu zat yang diperlukan untuk memberikan atau bereaksi dengan 1 mol kation univalen, ½ mol kation divalen, ⅓ mol kation trivalen dan seterusnya

Berat ekuivalen: BE=BB/n

Keterangan : BE = berat ekuivalen

BM = berat molekul

n = jumlah mol ion hidrogen, elektron atau kation univalen

Soal:

1. a. Berapa titer NH3 dari suatu larutan HCl 0,120 N dan

b. Titer BaO dari larutan HCl itu ? Reaksi:

NH3 + H+ NH4+ dan

BaO + 2H+ Ba2+ + H2O

Jawab :

a. T = 0,120 mek/mL . 17,0 mg/mek (NH3)

T = 2,04 mg/mL (NH3)

b. T = 0,120 mek/mL . 153,3/2 mg/mek (BaO)

T = 9,2 mg/mL (BaO)

Molaritas (M)

Jumlah mol zat terlarut per liter larutan

Normalitas (N)

- ekuivalen zat terlarut per liter larutan

- Rumus umum:

N = ek/V

Ek = g/BE

N = g/BE x V

G = N . V. BE

Hubungan normalitas dan molaritas: N = n M

Soal:

1. Hitung molaritas H2SO4 yang mempunyai kerapatan 1,30 g/mL dan mengandung 32,6 % bobot SO3. Berat molekul SO3 adalah 80,06 g/mol.

Jawab:

Satu liter mengandung =1,30 g/mL .1000 mL/liter. 0,326 = 424 g/liter untuk SO3

Molaritas (M) = 424g/liter/80,06g/mol

= 5,30 mol/liter

2. Hitung berapa gram Na2CO3 yang diperlukan untuk membuat 250 mL larutan 0,150 N

Jawab:

Natrium dititrasi dengan HCl menurut persamaan:

CO32- + 2 H+ > H2CO3

Tiap Na2CO3 bereaksi dengan 2 H+, maka

berat ekuivalen adalah setengah berat molekul

BE = 105,99/2 = 53,00 g/ek. Jadi

g = 0,250 liter . 0,150 ek/liter . 53,00 g/ek

g = 1,99 gram

Tabel berikut adalah tabel larutan standar primer untuk regensia redoks

2 Cu2+ + 4 I- 2 CuI (s) + I2

No	Larutan yang distandarkan	Standar primer	Reaksi
1.	KMnO₄	As₂O₃	5 H₃AsO₃ + 2 MnO₂^- + 6 H⁺ 2 Mn²⁺ + 5 H₃AsO₄ + 3 H₂O
2.	Na₂S₂O₃	Cu	2 Cu²⁺ + 4 I^- > 2 CuI (s) + I₂ I₂ + 2 S₂O₃⁼ > 2 I^- + S₄O₆⁼

Tabel larutan standar primer untuk reagensia redoks

Cara untuk standarisasi
1. Standarisasi alkali
a. Panaskan reagent KHP (kalium hidrogen ftalat) selama 2 jam pada suhu 120 0C dan biarkan dingin di dalam desikator.
b. Dilarutkan 10 g phenolphtalein (pp) dalam etanol 95 % dan diencerkan hingga 1 liter.
c. Dididihkan air suling selama 20 menit dan didinginkan dengan mencegah meresapnya gas CO2.
Perhitungan:N=W/V x0,20422
Ket.    N = normalitas larutan alkali
          W = berat KHP dalam gram
          V = mL alkali yang terpakai dalam titrasi
2. Standarisasi asam
Reagent
- larutan NaOH yang telah distandarisasi
- larutan pp. Dilarutkan 1 g pp di dalam 1 liter etanol 95 %
    V . X / 20
Ket:     V = mL NaOH untuk titrasi
   N = normalitas NaOH

Larutan Elektrolit
- Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantar arus listrik akibat adanya ion (+) dan ion (-)
- Larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik.

-Berdasarkan daya hantar listrik larutan elektrolit dapat dibagi dua jenis, yaitu:

Larutan elektrolit kuat (zat yang tersisosiasi lengkap dengan α = 1)
Larutan elektrolit lemah

Tabel Asam Kuat dan Basa Kuat serta Lemah dalam Larutan Air

No.	Asam		Basa
No.	Kuat	Lemah	Kuat	Lemah
1.	HCl	CH₃COOH	NaOH	NH₃
2.	HNO₃	HF	KOH
3	HClO₄	H₂CO₃	Ba(OH)₂
4.	H₂SO₄	H₂S	(CH₃)₄NOH

K = produk/reaktan, K = Tetapan kesetimbangan kimia
Tetapan disosiasi untuk elektrolit lemah menjadi ion-ionnya disebut tetapan disosiasi (Ka, Kb, dan Kw).
Keterangan:
    Ka = Tetapan disosiasi asam lemah
    Kb = Tetapan disosiasi basa lemah
    Kw = Tetapan disosiasi air

Contoh :

1. 2 H2O > H3O+ + OH- Kw = [H3O+][OH-]

2. NH3 + H2O > NH4 + OH-

Kb = [NH4+][OH-]/[NH3]

KESETIMBANGAN ASAM BASA

Air adalah elektrolit lemah, terdisosiasi :

2 H2O > H3O+ + OH-

Disosiasi air pada suhu 250C, konsentrasi (H+) dan

(OH-) 1,0 x 10-7 M.

Kw = [H3O+][OH-] = (1,0 x 10-7 ) (1,0 x 10-7 ) = 1,0 x 10-14

Asidimetri dan Alkalimetri

- Asidimetri adalah pengukuran konsentrasi basa dengan larutan standar asam.

Contoh larutan standar yang digunakan adalah HCl.

- Alkalimetri adalah pengukuran konsentrasi asam dengan larutan standar basa.

Contoh larutan standar yang digunakan adalah NaOH.

- Ada 4 jenis titrasi yang digunakan dan masing-masing jenis titrasi menggunakan indikator yang berbeda.

- Indikator yang digunakan tergantung kepada pH larutan analit.

Argentometri

- Adl penetapan kadar yg didasarkan atas reaksi pembentukan endapan dari komponen zat uji dgn titran titer perak nitrat.

- Ion perak berperan dlm pembentukan endapan, peka terhdp cahaya matahari langsung.

- BE suatu zat pd titrasi ini, bnyk mol setara dgn 1 mol Ag+

Misal: NaCl + AgNO3 end AgCl + NaNO3

- Indikator: larutan kromat K2CrO4

- Metode Mohr: penetapan kadar klorida PH 6,5-9

Permanganometri

- Adl penetapan kadar reduktor dalam suasana asam sulfat encer.Dlm suasana basa atau asam lemak terbentuk endapan coklat MnO4

- Tidak memerlukan indikator karena larutan KMNO4 sudah bersifat sebagai indikator

- Prinsip penetapan bantuan pemanasan + 700C untuk mempercepat reaksi

- Baku primer Natrium Oksalat

Kompleksometri

- Adl titrasi yg didasarkan atas pembentukan kompleks yg larut dari reaksi komponen zat uji dengan titran.

- Titrasi ini dipakai untuk penetapan kadar logam polivalen atau senyawanya dengan menggunakan nat edetat (EDTA) sebagai titran pembentuk kompleks

- Keunggulan EDTA: mudah larut dlm air, dapat diperoleh dlm keadaan murni

Prinsip penetapan:

Titrasi langsung : larutan zat uji yg mengandung ion logam didapar pd pH tertentu (misal pH 10 dgn dapar amoniak), langsung titrasi EDTA, indikator metal , titik akhir titrasi ditandai dgn perubahan warna dari merah menjadi biru

Indikator: penentuan TAT dgn visual, mengunakan indikator pembentuk komplek yaitu metalokromik misalnya hitam eriokrom T biru hidroksi naftol

Kesalahan analisa Volumetri

Antara lain:

Kesalahan pembakuan larutan titer

1. Pemipetan

2. Pembacaan buret

3. Indikator ikut bereaksi

4. Penetapan titik akhir titrasi

5. Pemilihan indikator yang tidak tepat

# pemilihan indikator dan penetapan perubahan warna pada titik akhir titrasi #

ASAM BASA

- Indikator

- Titrasi

Indikator

- Indikator bersifat asam atau basa yang dapat memberikan warna pada pH tertentu.

Ada indikator yang memiliki beberapa warna transisi.

Contoh: Thymol blue

Merah – Kuning - Biru

- Ada indikator yang tidak dasarnya tidak warna, tetapi pada pH tertentu dapat berubah warna

Contoh: Phenolpthalein

Tidak berwarna - Pink

- Indikator digunakan untuk mendeteksi titik akhir titrasi asam-basa.
- Indikator tidak boleh berubah warna sampai sekitar 1 unit pH setelah titik ekivalen

Pemilihan indikator
Idealnya, pH indikator adalah 1 unit di atas pH sampel asam.
pH indikator adalah 1 unit di bawah pH sampel basa.
Pada titrasi asam lemah & basa kuat di atas 7 (misal PH 9) indikator Biru timol atau Fenoltalein.
Pada titrasi basa lemah & asam kuat PH dibawah 7 (misal PH 4) indikator Biru bromfenol atau Jingga metil.

Contoh indikator

Indikator	Range pH	Warna
Bromophenol blue	6,2-7,6	Kuning-biru
Methyl orange	3,2-4,4	Merah(asam)-kuning
Methyl red	4,8-6,0	Merah(asam)-kuning
Bromothymol blue	6,0-7,6	Kuning-biru
Cresol purple	7,4-9,0	Kuning-ungu
Phenolpthalein	8,2-10	Tdk berwrn (asam)-Pink
Thymolphtalein	9,4-10,6	Tdk berwrn (asam)-Biru
Alizarin yellow CG	10,0-12,0	Kuning (asam)-merah


phenolphthalein

Titrasi

Metode yang digunakan untuk menentukan jumlah asam dan basa yang bereaksi untuk saling menetralkan didasarkan atas pengukuran volume.

Jika konsentrasi suatu asam diketahui, maka jumlah basa dapat ditentukan.
Sebaliknya, jika konsentrasi suatu basa diketahui, maka jumlah asam dapat ditentukan.
Peralatan yang dibutuhkan adalah buret dan indikator yang sesuai (atau pH meter)

Buret

Peralatan gelas volumetri yang digunakan untuk titrasi