analisa volumetri denggan [pt yang lengkap

kimia

1. KIMIA ANALISA
ANALISA VOLUMETRIK

2. •Analisa volumetrik adalah prosedur dimana volume
reagent yang bereaksi dengan analit diukur.
EVOLUTION OF BURET

3. •Reaksi harus berlangsung cepat, sehingga titrasi dapat
selesai dalam beberapa menit
•Reaksi harus stoikhiometri dan tidak terjadi reaksi
samping
•Salah satu sifat pada sistim yang bereaksi harus
mengalami perubahan yang besar, pada penambahan
suatu jumlah ekivalen dari zat pentitrasi
•Harus ada indikator yang dapat dipakai untuk
menunjukkan perubahan di atas tersebut
Syarat-syarat yang dipenuhi dalam titrasi

4. •Dalam titrasi, penambahan larutan reagent “titran”
ditambahkan ke dalam analit sampai reaksi terjadi
sempurna. Dari jumlah/kuantitas titran yang
dibutuhkan, kuantitas analit yang ada dapat dihitung.
•Titran biasanya diteteskan melalui buret.
•Pada reaksi titrasi, reaksi mempunyai konstanta
kesetimbangan yang besar dan berlangsung cepat.
Sehingga tiap penambahan titran akan dikonsumsi
oleh analit dengan cepat sampai semua analit
digunakan.
•Titrasi yang umum:
•Titrasi asam-basa
•Titrasi oksidasi-reduksi
•Titrasi pembentukan kompleks
•Titrasi pengendapan
•Titik ekivalen: terjadi ketika jumlah/kuantitas titran
yang ditambahkan sama dengan jumlah yang
diperlukan untuk reaksi secara stoichimetri dengan
analit.

5. •Contoh reaksi diatas:
•Jika 5 mmol asam oksalat yang tidak diketahui konsentrasinya
dititrasi dengan MnO
4-
, titik ekivalen akan tercapai ketika 2 mmol
MnO
4-
telah ditambahkan.
•Secara teoritis, titik ekivalen adalah kondisi yang dicari saat titrasi.
Tetapi yang sebenarnya terukur adalah titik akhir (end point), yang
ditandai dengan perubahan secara tiba-tiba pada properti fisik larutan.
Misalnya pada contoh reaksi diatas, perubahan warna larutan diamati
dari tidak berwarna menjadi berwarna ungu (karena analit sudah habis
bereaksi dan tersisa MnO
4-
). Saat pertama warna terlihat adalah titik
akhir. Titik akhir disini tidak sama dengan titik ekivalen.
•Metode penentuan titik akhir:
1.Menentukan perubahan yang terjadi secara tiba-tiba dalam
voltage atau arus antara sepasang elektroda.
2.Mengamati perubahan indikator warna
3.Memonitor absorpsi cahaya

6. Dalam praktek suatu titrasi itu hanya mungkin, apabila perubahan sifat
larutan pada titik ekivalen itu dapat diamati. Untuk itu dapatlah:
•Perubahan warna larutan / indicator yang ditambahkan
•Terjadinya kekeruhan
•Perubahan potensial elektroda yang dicelupkan dalam larutan (titrasi
potensiometri)
•Perubahan konduktivitas larutan (titrasi konduktometrik)
•Perubahan arus listrik dalam larutan (titrasi amperometrik)
Dalam keadaan ideal, titik akhir berimpit dengan titik ekivalen, tetapi
biasanya selalu terdapat sedikit perbedaan → kesalahan titrasi

7. •blank titration, yaitu titrasi tanpa menggunakan analit. Contohnya, titrasi
larutan yang tidak mengandung asam oksalat menggunakan MnO
4
-

sebagai titran dan mengamati berapa MnO
4
-
yang diperlukan sampai
menghasilkan warna ungu yang bisa teramati. Pada saat perhitungan,
volume MnO
4
-
yang diperlukan untuk analisa titrasi dikurangi dengan
volume MnO
4
-
yang teramati saat blank tritration.
•Primary standard: reagent yang mempunyai kemurnian >99,9% dan bisa
ditentukan beratnya dan digunakan langsung sebagai titran.
•Standarisasi/standardization: menstandarisasi titran untuk menentukan
konsentrasi titran. Misal HCl harus distandarisasi terlebih dahulu
sebelum digunakan sebagai titran.
•Larutan standard: titran.
•Direct titration: menambahkan titran ke dalam analit sampai reaksi
tuntas.
•Back titration: menambahkan satu reagent standard secara berlebih,
kemudian mentitrasinya dengan reagent standard kedua. Back titration
berguna ketika titik akhir yang kedua lebih jelas daripada titik akhir direct
titration atau ketika excess reagent pertama diperlukan untuk reaksi tuntas
dengan analit.
•Pada titrasi gravimetri, titran diukur dalam massa, bukan volume.
Konsentrasi titran dinyatakan sebagai mol reagent per kilogram larutan.

8. •Zat tersebut harus murni dan mempunyai rumus
molekul yang pasti, pengotor tidak boleh melebihi 0,01
– 0,02%
•Zat tersebut harus mudah dikeringkan, tidak menyerap
air/CO
2 dari udara dan mudah ditimbang
•Zat tersebut harus mempunyai berat ekivalen yang
tinggi, sehingga kesalahan yang disebabkan dalam
penimbangan sekecil mungkin
•Larutan zat tersebut harus stabil
•Contoh: kaliumbikromat, natriumoksalat, boraks,
natriumkarbonat
•Di luar itu masuk larutan standar sekunder
Syarat-syarat larutan standar primer

9. •Contoh 1: Standarisasi titran dan penentuan analit yang tidak diketahui
Penentuan kadar Ca
2+
dalam urine dapat ditentukan melalui prosedur
berikut:
-Langkah 1: pengendapan Ca
2+
dengan oksalat dalam larutan
-Langkah 2: Cuci endapan dengan air dingin untuk menghilangkan
oksalat bebas, dan larutkan padatan dalam asam untuk mendapatkan
Ca
2+
dan H
2C
2O
4 dalam larutan.
-Langkah 3: Panaskan larutan pada 60
o
C dan titrasi oksalat dengan
potasium permanganate standard sampai titik akhir berwarna ungu.
Standarisasi:
Misalkan 0,3562 g Na
2C
2O
4 dilarutkan dalam 250 mL labu ukur. Jika 10 mL
larutan tersebut membutuhkan 48,36 mL larutan KMnO
4 untuk titrasi,
berapa molaritas larutan permanganate?
PerhitunganTitrasi

10. •Penyelesaian Standarisasi:
Mol C
2O
4
2-
dalam 10 mL adalah (0,010633 mol/L)(0,01 L) = 1,0633 x 10
-4

mol = 0,10633 mmol.
Pada reaksi diatas, 2 mol permanganate untuk 5 mol oksalat, maka:
Konsentrasi MnO
4-
dalam titran:

11. •Analisa analit yang tidak diketahui:
Kalsium dalam 5 mL sampel diendapkan dengan C
2O
4
2-
, kemudian
dilarutkan kembali dan dibutuhkan 16,17 mL larutan standard MnO
4-
.
Tentukan konsentrasi Ca
2+
dalam urine!
•Penyelesaian:
Dalam 16,17 mL larutan standard MnO
4-
terdapat (0,01617 L)(8,7947x10
-4

mol/L) = 1,4221x10
-5
mol MnO
4-
, dan akan bereaksi dengan:
Karena ada 1 ion oksalat untuk tiap ion kalsium dalam Ca(C
2O
4).H
2O,
sehingga 0,035553 mmol Ca
2+
dalam 5 mL urine:

12. •Dikembangkan pada tahun 1883, analisa Kjeldahl nitrogen adalah
metode analisa yang akurat untuk menentukan nitrogen dalam suatu
senyawa seperti protein, susu, sereal dan tepung. Padatan mula-mula
diuraikan dan dilarutkan (digestion) dalam asam sulfat mendidih, dan
nitrogen dikonversi menjadi ion ammonium NH
4+
serta mengoksidasi
elemen-elemen lain yang ada:
•Pada metode ini, air raksa, tembaga, dan selenium digunakan sebagai
katalis.
•Setelah digestion, larutan yang mengandung NH
4+
dibuat basa dan NH
3
didistilasi dan ditampung dalam suatu wadah yang berisi HCl yang
diketahui konsentrasinya. Excess HCl kemudian dititrasi menggunakan
standard NaOH untuk menentukan berapa banyak HCl yang dikonsumsi
oleh NH
3.
•Netralisasi NH
4+
: NH
4+
+ OH
-
→ NH
3(g) + H
2O (1)
•Distilasi NH
3 ke dalam standard HCl: NH
3 + H+ → NH
4+
(2)
•Titrasi HCl yang tidak bereaksi dengan NaOH: H
+
+ OH
-
→ H
2O
(3)
AnalisaKjeldahlNitrogen

13. •Contoh:
Suatu protein mengandung 16,2% nitrogen. 0,5 mL aliquot larutan protein
diuraikan dan dilarutkan, dan NH
3 didistilasi ke dalam 10 mL 0,0214 M HCl.
HCl yang tidak bereaksi membutuhkan 3,26 mL 0,0198 M NaOH untuk titrasi
sempurna. Tentukan konsentrasi protein (mg protein/mL) dalam sample
awal.
•Penyelesaian:
Jumlah awal HCl dalam penampung: (10 mL)(0,0214 mmol/mL) = 0,214
mmol.
NaOH yang dibutuhkan untuk titrasi HCl yang tidak bereaksi: (3,26
mL)(0,0198 mmol/mL) = 0,0645 mmol.
Perbedaan: 0,214 – 0,0645 = 0,1495 mmol, adalah sama dengan NH3 yang
dihasilkan pada reaksi netralisasi (reaksi 1) dan didistilasi dalam HCl.
Karena 1 mol N dalam protein menghasilkan 1 mol NH3, N dalam protein =
0,1495 mmol yang sama dengan:
Jika protein mengandung 16,2% N, maka:

14. •Menggunakan absorpsi cahaya untuk
memonitor kemajuan reaksi titrasi.
•Contoh kurva titrasi spektrofotometri
transferrin (protein) dengan ferric
nitriloacetate. Ketika Fe
3+

ditambahkan, terjadi warna merah dan
absorbansi meningkat. Setelah protein
jenuh dengan besi, tidak ada
perubahan warna. Setelah titik
ekivalen, absorbansi naik secara
perlahan.
•Untuk pengenceran, absorbansi harus
dikoreksi:
TitrasiSpektrofotometri

15. •Contoh:
Absorbansi yang terukur setelah penambahan 0,125 mL ferric
nitrilotriacetate ke dalam 2 mL apotransferrin adalah 0,260. Hitung
absorbansi terkoreksi!
•Penyelesaian:

16. •Pada titrasi pengendapan, konsentrasi analit dan titran serta harga K
sp
mempengaruhi ketajaman titik akhir titrasi.
•Kurva titrasi adalah grafik yang menunjukkan bagaimana konsentrasi satu
reaktan bervariasi dengan titran yang ditambahkan. Karena konsentrasi
bervariasi dalam besaran pangkat, maka kurva titrasi diplotkan dalam
fungsi p (p function):
[X] adalah konsentrasi X.
•Untuk titrasi 25 mL 0,1 M I
-
dengan 0,05 M Ag
+
:
Penguraian:
•Karena harga konstanta kesetimbangan untuk reaksi titrasi besar, (K =
1/K
sp = 1,2x10
16
), maka kesetimbangan terletak jauh ke kanan. Sehingga
bisa dikatakan bahwa Ag
+
bereaksi sempurna dengan I
-
. Pada titik ekivalen,
akan terjadi kenaikan tiba-tiba pada konsentrasi Ag
+
karena semua I
-

sudah dikonsumsi dan selanjutnya penambahan Ag
+
ke dalam larutan.
•Berapa volume titran Ag+ yang dibutuhkan untuk mencapai titik ekivalen?
KurvaTitrasiPengendapan

17. •Pada kurva titrasi akan terdapat 3 daerah yang berbeda, yaitu sebelum,
pada saat dan setelah titik ekivalen.
Sebelum Titik Ekivalen
•Dari pembahasan diatas didapatkan bahwa titik ekivalen tercapai pada saat
penambahan 50 mL Ag
+
.
•Jika 10 mL Ag+ ditambahkan, maka terdapat kelebihan I
-
dan Ag
+
habis
bereaksi membentuk AgI(s). Bayangkan bahwa AgI terlarut kembali,
sehingga kelarutan (solubilitas) Ag
+
ditentukan dari konsentrasi I
-
bebas
yang tersisa dalam larutan:
[????????????
+
]=
??????
????????????
[�
−
]
•Konsentrasi I
-
hanya berasal dari I
-
yang tidak bereaksi karena I
-
dari
pelarutan AgI(s) diabaikan. Sehingga konsentrasi I
-
:

18. •Volume total adalah (25 mL + 10 mL) = 0,035 L, dan konsentrasi:
•Konsentrasi Ag
+
dalam kesetimbangan dengan I
-
adalah:
•Fungsi p dapat ditentukan sbb:
•Konsentrasi I
-
bisa juga dihitung dengan cara sbb:

19. Pada Titik Ekivalen
•Pada titik ekivalen, 50 mL Ag
+
telah ditambahkan ke dalam I
-
. Semua AgI
mengendap dan sebagian akan terlarut kembali untuk memberikan
konsentrasi Ag
+
dan I
-
yang sama. Harga pAg
+
dihitung dengan mengeset
[Ag
+
] = [I
-
] = x pada hasil kali kelarutan:
•Harga pAg
+
tidak tergantung dari konsentrasi dan volume awal.
Setelah Titik Ekivalen
•Misalkan 52 mL Ag
+
telah ditambahkan, sehingga kelebihan volume
setelah titik ekivalen adalah 2 mL. Perhitungan konsentrasi Ag
+
:

20. •Konsentrasi Ag
+
juga bisa dihitung dengan cara sbb:
Bentuk kurva titrasi Ag
+
terhadap I
-
adalah sbb:

21. •Contoh perhitungan konsentrasi pada titrasi pengendapan:
25 mL 0,04132 M Hg
2(NO
3)
2 dititrasi dengan 0,05789 M KIO
3.
�??????
2
2+
+2�??????
3
−
⟶ �??????
2�??????
32(??????)
iodate
Untuk Hg
2(NO
3)
2 , K
sp = 1,3x10-18. Tentukan [�??????
2
2+
] dalam larutan setelah
penambahan (a) 34 mL KIO
3; (b) 36 mL KIO
3; dan (c) pada titik ekivalen.
•Penyelesaian:
Volume iodate yang ditambahkan untuk mencapai titik ekivalen didapatkan
sbb:
(a) Ketika V = 34 mL, pengendapan �??????
2
2+
belum sempurna.

22. (b) Ketika V = 36 mL, pengendapan telah sempurna. (36 – 35,69) mL = 0,31
mL telah melewati titik ekivalen. Konsentrasi �??????
3
−
ekses adalah:
Konsentrasi �??????
2
2+
dalam kesetimbangan dengan padatan �??????
2�??????
32 plus
kelebihan �??????
3
−
adalah:
(c) Pada titik ekivalen:

23. •Jika campuran 2 ion dititrasi,
endapan yang kurang larut akan
terbentuk terlebih dahulu. Jika
solubilitas berbeda,
pengendapan pertama
mendekati sempurna sebelum
endapan kedua terbentuk.
•Contoh penambahan AgNO
3 ke
dalam larutan yang
mengandung KI dan KCl. Karena
K
sp (AgI) << K
sp (AgCl), AgI akan
mengendap terlebih dahulu.
Ketika pengendapan I
-
hampir
sempurna, konsentrasi Ag
+

meningkat secara tiba-tiba dan
AgCl mulai mengendap. Ketika
Cl
-
dikonsumsi, kenaikan tiba-
tiba [Ag
+
] akan terjadi lagi.
Kenaikan yang pertama
merupakan titik ekivalen AgI,
dan yang kedua untuk AgCl.
TitrasiCampuran

24. •Pendeteksian titik akhir untuk titrasi pengendapan umumnya bergantung
pada elektroda dan indikator.
•Dua metode indikator yang umum digunakan pada titrasi argentometri
(titrasi dengan Ag
+
):
1.Titrasi Volhard: pembentukan suatu zat terlarut (kompleks yang
berwarna) pada titik akhir.
2.Titrasi Fajans: adsorpsi indikator berwarna pada endapan pada titik
akhir.
•Titrasi Volhard
Adalah titrasi Ag
+
dalam larutan HNO
3. Untuk Cl
-
, diperlukan back titration.
Mula-mula Cl
-
diendapkan oleh sejumlah ekses standard AgNO
3 yang
diketahui konsentrasinya.
AgCl kemudian difiltrasi dan dicuci, dan ekses Ag
+
dalam filtrat dititrasi
dengan standard KSCN yang mengandung Fe
3+
.
Jika semua Ag
+
telah dikonsumsi, SCN
-
bereaksi dengan Fe
3+
membentuk
kompleks berwarna merah.
Timbulnya warna merah menunjukkan titik akhir.
PendeteksianTitikAkhir

25. •Titrasi Fajans
Titrasi ini menggunakan indikator adsorpsi.
Perhatikan gambar disamping. Ketika Ag+
ditambahkan ke Cl-, terdapat ekses Cl- sebelum
titik ekivalen. Sebagian Cl- akan diabsorb oleh
permukaan AgCl yang menyebabkan kristal
bermuatan negatif (Gb. a). Setelah titik ekivalen,
Ag+ akan berlebih dan sebagian akan menempel
pada permukaan AgCl yang menyebabkan kristal
bermuatan positif (Gb. b). Perubahan tiba-tiba dari
negatif menjadi positif terjadi pada titik ekivalen.
Indikator adsorpsi yang umum adalah pewarna
anionik, yang tertarik ke partikel yang bermuatan
positif yang dihasilkan secara tiba-tiba setelah
titik ekivalen.