Tuesday, 28 September 2010

ANALISIS VOLUMETRI

I. TUJUAN
1.Menguasai teknik analisis volumetri.
2.Mampu melakukan pengolahan data hasil analisis volumetri.

II. DASAR TEORI
Analisis titrimetri adalah analisis kimia kuantitatip dengan cara melakukan titrasi dan menentukan volume larutan penitrir yang konsentrasinya telah diketahui dengan teliti yang bereaksi secara kuantitatip dengan zat yang akan ditentukan.
Larutan penitrir yang konsentrasinya telah diketahui dengan teliti di atas, disebut larutan standar atau larutan lembaga. Konsentrasi larutan standar dinyatakan dalam gram ekivalen/liter atau disebut normalitas.
Proses penambahan larutan standar ke dalam lautan yang akan ditentukan dilakukan melalui buret, dilakukan sampai terjadi reaksi sempurna antara larutan standar dengan zat yang ditentukan. Proses ini disebut titrasi.
Untuk mengetahui telah terjadi reaksi yang sempurna, sering dapat diamati dari terjadinya perubahan pada larutan yang ditentukan; misalnya dengan terjadinya perubahan warna, timbulnya endapan, atau terbentuknya senyawa kompleks berwarna. Tetapi kadang terjadinya reaksi yang sempurna ini tidak menimbulkan perubahan fisik yang dapat diamati. Untuk membantu mengetahui terjadi reaksi yang sempurna tersebut perlu ditambahkan senyawa lain yang bertugas memberitahu kepada kita bahwa reaksi sempurna telah terjadi. Senyawa lain yang sengaja ditambahkan untuk menandai terjadinya reaksi yang sempurna di dalam proses titrasi ini disebut indikator.
Saat ketika terjadi reaksi sempurna antara larutan standar dengan zat yang ditentukan di dalam larutan cuplikan disebut Titik Ekivalen. Idealnya, perubahan fisik pada larutan teramati tepat bersamaan dengan terjadinya reaksi sempurna ini. Tetapi hal ini sering sulit dilakukan. Sebagai contoh, keterbatasan kemampuan mata manusia seringkali tidak dapat membedakan larutan yang transparan dengan berwarna pink yang sangat muda, atau warna ungu KMnO4 yang sangat tipis, atau timbulnya endapan yang sangat sedikit. Akibatnya kita cenderung menambahkan larutan standar sedikit berlebih sehingga perubahan fisik yang terjadi pada larutan dapat teramati. Saat ketika terjadinya perubahan fisik pada larutan dapat teramati ini disebut Titik Akhir Titrasi. Selisih volume larutan standar yang ditambahkan pada saat terjadi Titik Ekivalen dengan pada saat Titik Akhir Titrasi disebut kesalahan titrasi. Kesalahan titrasi ini harus ditekan sekecil mungkin. Bagi proses titrasi yang memerlukan indikator, maka pemilihan indikator harus tepat, artinya indikator hanya akan memberikan/menyebabkan perubahan fisik pada larutan pada saat volume larutan standar sedekat mungkin dengan volume yang diperlukan untuk terjadi Titik Ekivalen.
Banyaknya zat yang akan ditentukan dihitung dengan mengukur banyaknya larutan standar yang diperlukan dalam titrasi dengan hukum ekivalensi kimia.
Dahulu titrimetri sering disebut volumetri karena analisis ini melibatkan pengukuran volume larutan standar yang digunakan. Tetapi sekarang lebih lazim disebut titrimetri. Pengertian volumetri dipakai untuk analisis analit yang melibatkan pengukuran volume secara umum. Contoh, penentuan kadar H2O2 dengan cara mereduksi senyawa tersebut menjadi H2O dan O2 menggunakan katalis MnO2. Kadar H2O2 dalam sampel dapat dihitung dengan mengukur volume gas O2 yang dihasilkan dan menghitung jumlah mol gas tersebut. Dari persamaan reaksinya, maka mol H2O2 yang terurai dapat dihitung. Perhatikan bahwa dalam percobaan ini juga ada pengukuran volume, yakni pengukuran gas O2 yang diperoleh dari hasil peruraian.(Sisler, 1980)

III. ALAT DAN BAHAN
Alat :
Aerometer
Buret
Gelas ukur
Gelas beker
Propipet
Corong
Erlenmeyer
Bahan :
HCl pekat
Akuades
Na2B4­O7.H2O
Indikator metil orange
Indikator phenolptalin
NaOH
Na­2CO3
NH4CNS
AgNO3
­HNO3
Ferri amonium sulfat
KBr
AgNO3
NaCl
K2Cr2O4
KMnO4
Na2C2O4
H2SO4
KNO2
Na2S2O3
K2Cr2O7
KI

V. HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
a. Asidi-alkalimetri
1. Pembuatan larutan standar HCl 0,1 N
Pembuatan larutan standar HCl 0,1 N dilakukan dengan cara mengencerkan larutan HCl pekat yang berkadar 32 %. HCl pekat tersebut memiliki normalitas sebesar 10,17 N. Hal ini diketahui dengan menggunakan rumus . Setelah konsentrasinya diketahui, banyaknya akuades yang digunakan untuk pengenceran dapat dicari dengan rumus pengenceran.
2. Standardisasi larutan HCl
V boraks (mL)
V HCl (mL)
25
16,6
25
15,2
25
15,7
Reaksi : Na2B4O7.10H2O + 2 HCl 2 NaCl + 4 H3BO3 + 5 H2
1 mol boraks = 2 grek  N boraks = ½ M boraks
=
= 0,025 N
(V.N) HCl = (V.N) boraks
N HCl =
N1 =
= 0,038 N
N2 =
= 0,041 N
N3 =
= 0,04 N
N HCl =
=
= 0,0396 N  0,04 N
Boraks digunakan sebagai larutan standar dalam standardisasi larutan HCl karena boraks memiliki sifat-sifat :
Memiliki kemurnian yang tinggi.
Tidak higroskopis dan tidak teroksidasi oleh udara.
Memiliki berat ekivalen yang tinggi.
Mudah bereaksi dengan HCl.
Boraks tidak dapat memberikan indikasi yang menunjukkan telah tercapainya titik ekivalen sehingga dalam titrasi ini diperlukan indikator. Indikator yang digunakan adalah MO yang memiliki trayek pH antara 3,1-4,4. Indikator ini akan menunjukkan perubahan warna dari orange-kuning menjadi merah saat titik ekivalen tercapai pada titrasi dengan larutan HCl.
3. Penetapan campuran NaOH dan Na­2CO­3
V campuran (mL)
V HCl pp (mL)
V HCl mo (mL)
25
3,1
14
25
4,5
10
25
3,5
15,2
Reaksi : (i) NaOH + HCl NaCl + H2O
Na2CO3 + HCl NaHCO3 + H2O
(ii) NaHCO3 + HCl NaCl + CO2 + H2O
V HCl (pp) =
= 3,7 mL
V HCl (mo) =
= 13,067 mL
Grek NaOH = grek HCl
Mol NaOH = (V.N) HCl
= (13,067-3,7) x 0,04
= 0,375 mol
Massa NaOH = 0,375 mol x 40 gr/mol
= 15 gram
Grek Na2CO3 = grek HCl
½ mol Na2CO3 = (V.N) HCl
Mol Na2CO3 = 2 x 13,067 x 0,04
= 1,045 mol
Massa Na2CO3 = 1,045 mol x 106 gr/mol
= 110,77 gram
Pada titrasi ini, digunakan indikator PP dan MO (karena terdapat 2 titik ekivalen) serta larutan standar HCl yang telah distandardisasi. Pada titrasi dengan indikator PP, larutan akan berubah dari violet menjadi jernih pada saat titik ekivalen tercapai. Sedangkan pada titrasi dengan indikator MO larutan akan berubah dari orange-kuning menjadi merah pada saat titik ekivalen.
b. Argentometri
Titrasi argentometri pada percobaan ini menggunakan metode Volhard. Pada metode ini, ke dalam larutan yang mengandung ion halogen ditambahkan larutan standar AgNO3 berlebih. Setelah terjadi pengendapan sempurna, kelebihan ion Ag+ dalam larutan dititrasi dengan larutan standar garam tiosianat dan sebagai indikator digunakan garam ferri.
1. Standardisasi larutan NH4CNS
V AgNO3 (mL)
V NH4CNS (mL)
25
25,8
25
26
25
25,7
Reaksi : AgNO3 + NH4CNS AgCNS ( ) + NH4NO3
(V.N) NH4CNS = (V.N) AgNO3
N NH4CNS =
N1 =
= 0,0484 N
N2 =
= 0,048 N
N3 =
= 0,0486 N
N NH4CNS =
=
= 0,048333 N  0,048 N
Larutan NH4CNS perlu distandarkan karena kemurniannya rendah dan kurang stabil (mudah terpengaruh udara luar) sehingga konsentrasinya mudah berubah.
Standardisasi larutan NH4CNS menggunakan indikator campuran larutan garam ferri dan HNO3 (berfungsi agar reaksi berjalan dalam suasana asam). Sebelum dititrasi, larutan berwarna bening. Selama titrasi, larutan akan berubah menjadi putih keruh (warna dari AgCNS). Titrasi dihentikan ketika larutan berubah warna menjadi merah bata akibat terbentuknya kompleks dari ion tiosanat dengan ion Fe3+.
Fe3+ + 6 CNS- [Fe(CNS)6]3- (merah bata)
2. Penentuan bromida dengan cara Volhard
V KBr (mL)
V AgNO3 (mL)
V NH4CNS (mL)
15
25
10,5
15
25
10,7
15
25
10,4
Reaksi : AgNO3 + KBr AgBr ( ) + KNO3 (1 grek = 1 mol KBr)
AgNO3 + NH4CNS AgCNS ( ) + NH4NO3
mgrek AgNO3 = mgrek KBr + mgrek NH4CNS
mgrek KBr = mgrek AgNO3 - mgrek NH4CNS
mmol KBr = (V.N) AgNO3 - (V.N) NH4CNS
mmol 1 = (25 x 0,05)-(10,5 x 0,048)
= 0,746 mmol
mmol 2 = (25 x 0,05)-(10,7 x 0,048)
= 0, 7364 mmol
mmol 3 = (25 x 0,05)-(10,4 x 0,048)
= 0,7508 mmol


Massa KBr (dalam 15 mL larutan) = mmol KBr x Mr KBr
massa 1 = 0,746 mmol x 119 gr/mol
= 88,774 mg
massa 2 = 0, 7364 mmol x 119 gr/mol
= 87,6316 mg
massa 3 = 0,7508 mmol x 119 gr/mol
= 89,3452 mg

Massa KBr =
= 88,5836 mg  88,6 mg
Pada saat titrasi, endapan AgBr akan terbentuk karena hasil kali konsentrasi ion-ionnya telah melampau harga Ksp. Ag+ yang tersisa kemudian bereaksi dengan CNS- membentuk AgCNS. Bila dalam larutan sudah tidak ada Ag+, CNS- akan bereaksi dengan ion Fe3+ membentuk [Fe(CNS)6]3- yang berwarna merah bata.


3. Penentuan klorida dalam garam dapur kasar
V NaCl (mL)
V AgNO3 (mL)
15
14,3
15
14
15
14,4
Reaksi : AgNO3 + NaCl AgCl ( ) + NaNO3
mgrek NaCl = mgrek AgNO3
mmol NaCl = (V.N) AgNO3
mmol 1 = 14,3 x 0,05
= 0,715 mmol
mmol 2 = 14 x 0,05
= 0,7 mmol
mmol 3 = 14,4 x 0,05
= 0,72 mmol

Massa NaCl = mmol AgNO3 x Mr NaCl
massa 1 = 0,715 mmol x 58,5 gr/mol
= 41,8275 mg
massa 2 = 0,7 mmol x 58,5 gr/mol
= 40,95 mg
massa 3 = 0,72 mmol x 58,5 gr/mol
= 42,12 mg

Massa Cl- = massa NaCl
massa 1 = 41,8275 mg
= 25,3825 mg
massa 2 = 40,95 mg
= 24,85 mg
massa 3 = 42,12 mg
= 25,56 mg


Massa Cl- =
= 25,264 mg  25,26 mg
Titik ekivalen ditandai dengan berubahnya warna larutan menjadi merah. Perubahan ini terjadi karena Ag+ berlebih bereaksi dengan ion Cr2O42-.
2 Ag+ + Cr2O42- Ag2Cr2O4 (merah)



c. Permanganometri
Pada titrasi permanganometri, tidak digunakan indikator. Hal ini dikarenakan KMnO4 bersifat autoindikator. Dalam titrasi, sedikit MnO4- berlebih akan menimbulkan warna ungu-kecoklatan yang mudah teramati.
1. Sandardisasi larutan KMnO4
V H2C2O4 (mL)
V KMnO4 (mL)
25
20,2
25
20,1
25
19,9
Reduksi : MnO4- + 8 H+ + 5 e- Mn2+ + 4H2O x 2
Oksidasi : C2O42- 2 CO2 + 2 e- x 5
Reaksi : 2 MnO4- + 5 C2O42- + 16 H+ 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8H2O
1 grek H2C2O4 = 2 mol  N H2C2O4 = 2 x
= 2 x
= 0,14 N
(V.N) KMnO4 = (V.N) H2C2O4
N KMnO4 =
N1 =
= 0,1733 N
N2 =
= 0,1741 N
N3 =
= 0,1759 N
N KMnO4 =
=
= 0,1744333 N  0,174 N
KMnO4 perlu distandardisasi karena konsentrasinya mudah berubah (karena pengaruh udara luar dan cahaya).

2. Penentuan nitrit
V KMnO4 (mL)
V NaNO2 (mL)
25
25,6
25
25,6
25
25,5
Reduksi : MnO4- + 8 H+ + 5 e- Mn2+ + 4H2O x 2
Oksidasi : NO2- + H2O NO3- + 2 H+ + 2 e- x 5
Reaksi : 2 MnO4- + 5 NO2- + 6 H+ 2 Mn2+ + 5 NO3- + 3H2O
1 grek NaNO2 = 2 mol
mgrek NaNO2 = mgrek KMnO4
(V.N) NaNO2 = (V.N) KMnO4
N NaNO2 =
N1 =
= 0,1699 N
N2 =
= 0,1699 N
N3 =
= 0,1705 N
Massa NaNO2 = ½ (V.N) NaNO2 x Mr NaNO2
massa 1 = ½ (25,6 mL x 0,1699 N) x 69 gr/mol
= 150,055 mg
massa 2 = ½ (25,6 mL x 0,1699 N) x 69 gr/mol
= 150,055 mg
massa 3 = ½ (25,5 mL x 0,1705 N) x 69 gr/mol
= 149,997 mg
massa NO2- = massa NaNO2
massa 1 = 150,055 mg
= 100,036 mg
massa 2 = 150,055 mg
= 100,036 mg
massa 3 = 149,997 mg
= 99,998 mg
Massa NO2- =
= 100,0233 mg  100 mg
Pada penentuan nitrit, titrasi dilakukan dengan cara terbalik, yaitu larutan NaNO2 yang digunakan sebagai penitarsi, bukan larutan standar KMnO4. Hal ini dilakukan karena dalam reaksi melibatkan penambahan asam dan jika larutan NaNO2 ditambahkan asam maka akan mengakibatkan NaNO2 terurai.
NO2- + H2SO4 HNO2 + HSO4-
3 HNO2 HNO3 + H2O + 2 NO ( )
2 NO ( ) + O2 ( ) 2 NO2 ( )
Pada persamaan reaksi di atas dapat terlihat bahwa asam nitrit yang dihasilkan tidak stabil dan akan terurai yang pada akhirnya akan menghasilkan gas. Semakin banyak asam sulfat yang bereaksi dengan NO2-, maka NO2- akan semakin banyak terurai sehingga jumlah nitrit yang ada akan semakin berkurang. Akibatnya penentuan kadar nitrit dalam larutan tidak bisa dilakukan secara tepat. Oleh karena itu, proses titrasi dilakukan dengan mengasamkan (menambah H2SO4 pekat) ke dalam larutan standar KMnO4, kemudian dititrasi dengan larutan NaNO2. Metode titrasi terbalik ini dikenal dengan sebutan “Lunge”.
d. Iodo-iodimetri
Warna larutan iod 0,1 N cukup tua sehingga iod dapat bertindak sebagai autokatalis. Iod juga memberikan suatu warna ungu atau lembahyung pada pelarut seperti kloroform dan kadang-kadang ini digunakan dalam mendeteksi titik akhir reaksi. Tetapi, untuk mendeteksi titik akhir titrasi lebih lazim digunakan suatu larutan kanji (dispersi koloid) karena warna biru dari kompleks pati-iod berperan sebagai uji kepekaan terhadap iod. Kepekaan tersebut lebih besar dalam larutan sedikit sekali asam daripada dalam larutan netral.
1. Standardisasi larutan Na2S2O4
V K2Cr2O7 (mL)
V KI (mL)
V Na2S2O3 (mL)
10
10
12
10
10
12
10
10
12,6

Reduksi : Cr2O72- + 14 H+ + 6 e- 2 Cr3+ + 7 H2O x 1
Oksidasi : 2 I- I2 + 2 e- x 3
Reaksi : Cr2O72- + 6 I- + 14 H+ 2 Cr3+ + 3 I2 + 7 H2O
I- + I2 I3-
Reduksi : 2 S2O32- S4O62- + 2 e-
Oksidasi : I3- + 2 e- 3 I-
Reaksi : 2 S2O32- + I3- S4O62- + 3 I-
(V.N) K2Cr2O7 = (V.N) Na2S2O7
N Na2S2O7 =
N1 =
= 0,0833 N
N2 =
= 0,0833 N
N3 =
= 0,0793 N
N Na2S2O7 =
= 0,081966 N  0,082 N
2. Penetapan Cu dalam CuSO4
V CuSO4 (mL)
V KI (mL)
V Na2S2O3 (mL)
10
10
11,2
10
10
9,1
10
10
10,4
Reduksi : Cu2+ + e- Cu+ x 2
Oksidasi : 2 I- I2 + 2 e- x 1
Reaksi : 2 Cu2+ + 2 I- 2 Cu+ + I2
Persamaan reaksi dalam bentuk molekul :
2 CuSO4 + 4 KI 2CuI + I2 + K2SO4
Iodium (I2) yang terbebaskan dititrasi dengan larutan Na2S2O3 sehingga tereduksi menjadi I- menurut persamaan reaksi :
Oksidasi : 2 S2O32- S4O62- + 2 e-
Reduksi : I2 + 2 e- 2 I-
Reaksi : 2 S2O32- + I2 S4O62- + 2 I-
mgrek CuSO4 = mgrek Na2S2O3
mmol CuSO4 = (V.N) Na2S2O3
mmol 1 = 11,2 x 0,082
= 0,9184 mmol
mmol 2 = 9,1 x 0,082
= 0,7462 mmol
mmol 3 = 10,4 x 0,082
= 0,8528 mmol

Massa CuSO4 = mmol CuSO4 x Mr CuSO4
massa 1 = 0,9184 mmol x 159,5 g/mol
= 146,4848 mg
massa 2 = 0,7462 mmol x 159,5 g/mol
= 119,0508 mg
massa 3 = 0,8528 mmol x 159,5 g/mol
= 136,0216 mg

Massa Cu2+ = massa CuSO4
massa 1 = 146,4848 mg
= 58,3184 mg
massa 2 = 119,0508 mg
= 47,3964 mg
massa 3 = 136,0216 mg
= 54,1528 mg
Massa Cu2+ =
= 53,2892 mg  53,3 mg

VI. KESIMPULAN
1.Titrasi netralisasi alkalimetri digunakan pada proses standardisasi HCl.
2.Titrasi netralisasi asidimetri digunakan pada proses penentuan massa NaOH dan Na2CO3 dalam larutan campuran.
3.Hasil percobaan titrasi asidi-alkalimetri :
Normalitas HCl standar adalah 0,04 N.
Massa NaOH sebesar 15 gram.
Massa Na2CO3 sebesar 110,77 gram.
4.Standardisasi larutan NH4CNS dan penentuan bromida menggunakan metode Volhard.
5.Penentuan Cl- dalam garam dapur kasar menggunakan metode Mohr.
6.Hasil percobaan titrasi argentometri :
Normalitas NH4CNS standar adalah 0,048 N.
Massa KBr sebesar 88,6 mg.
Massa Cl- sebesar 25,26 mg.
7.Titrasi penentuan nitrit menggunakan metode “Lunge” agar hasil yang diperoleh lebih valid.
8.Hasil percobaan titrasi permanganometri :
Normalitas larutan standar KMnO4 sebesar 0,174 N.
Massa NO2- sebesar 100 mg.
9.Hasil titrasi iodo-iodimetri :
Normalitas larutan standar Na2S2O­3 sebesar 0,082 N.
Massa Cu2+ sebesar 53,3 mg.



VII. DAFTAR PUSTAKA
Sisler, H. H., Dresdner, R. D., Mooney, W.T., Jr., 1980, Chemistry A SYSTEMATIC APPROACH, Oxford University Press : New York
Brady, J.E., 1999, General Chemistry, Principle and Structure, Jilid 2. Bina Rupa Aksara : Jakarta
Mudjiran, 2002, Diktat Kuliah Kimia Analitik, FMIPA UGM : Yogyakarta
Harrizul, Rifa’i, 1995, Asas Pemeriksaan Kimia, UI-Press : Jakarta
Khopkar, S. M., 1990, Konsep Dasar Kimia Analitik, UI-Press : Jakarta

1 comment :