Gravimetri Pengendapan

7/24/2019 Gravimetri Pengendapan

1/8

GRAVIMETRI PENGENDAPAN

Pengendapan gravimetri didasarkan pada pembentukan senyawa

yang tak larut dengan mengikuti adanya penambahan reagen pengendap,

atau pengendap, ke dalam laruatan analit. Pada sebagian besar metode,

endapan adalah produk dari reaksi metatesis sederhana antara analit danpengendap, bagaimanapun juga, setiap reaksi yang menghasilkan

endapat dapat berpotensi sebagai metode gravimetri. Kebanyakan

metode gravimetri dengan pengendapan yang dikembangkan pada abad

kesembilan belas digunakan sebagai sarana untuk menganalisis bijih

(ore). kebanyakan dari metode ini digunakan sebagai metode standar

analisis.

(Harvey,20002!")

Teori dan Praktek

#nalisa gravimetri dengan pengendapan mempunyai beberapa

karakteristik yang penting. Pertama endapan harus dalam kelarutan yang

rendah, kemurnian yang tinggi, dan diketahui komposisi massa yang aka

digunakan sebagai perbandingan pemilihan massa analit. Kedua, endapan

harus dalam bentuk yang mudah untuk dipisahkan dari $ampuran reaksi.

(Harvey,20002!")

Pertimbangan Kelarutan

%etode gravimetri dengan pengendapan yang akurat mengharuskan

kelarutan endapan menjadi minimal. &anyak teknik analisis keseluruhan

yang dapat rutin dilakukan dengan akurasi lebih baik dari '0.. *ntuk

mendapatkan tingkat akurasi ini, endapan yang terisolasi harus men$akup

sedikitnya ++ dari analit. engan memperluas persyaratan ini menjadi

++,++ kami memastikan bahwa akurasi tidak dibatasi oleh kelarutanendapan itu.

Kehilangan kelarutan diminimalkan se$ara hati-hati dengan

mengendalikan komposisi dari larutan yang berbentuk endapan. dalam

hal ini, pada gilirannya, akan memerlukan pemahaman yang relevan

tentang reaksi kesetimbangan yang mempengaruhi kelarutan endapan

itu. %isalnya, #g dapat ditentukan se$ara gravimetri dengan

menambahkan /l- sebagai at pengendap, yang akan membentuk

endapan #g/l.

(Harvey,20002!")

Menghindari zat pengotor1ravimetri dengan pengendapan adalah berdasarkan dari stoikiometri

yang telah diketahui dari masa analit dan masa endapan. leh karena itu,

endapan harus terbebas dari adanya at pengotor. Pengendapan biasanya

terjadi dalam larutan yang kaya padatan terlarut. 3ndapan sering tidak

murni. 4etiap kototran yang hadir dalam matrik endapan harus

dihilangkan sebelum menimbang berat endapan tersebut.


2/8

4umber terbesar dari kotoran berasal dari interaksi kimia dan 5sik

yang terjadi pada permukaan endapan. 4ebuah endapan pada umumnya

adalah sebuah kristal, bahkan jika endapan berada pada skala

mikroskopis, dengan struktur kisi yang dirumuskan dengan baik antara

kation dan anion. kation dan anion tersebut berada pada permukaan dariendapan yang dibawa. muatan positi6 atau negati6 sebagai akibat dari

ketidaksempurnaan bola koordinasi mereka. dalam endapan #g/7,

misalnya, setiap ion #g di sebagian besar endapan terikat pada enam

ion /l-. ion perak berada di permukaan, namun, terikat untuk tidak lebih

dari on /l-, dan membawa muatan positi6 parsial.

1ambar 8.! %odel 4kema #g/l yang menunjukkan perbedaan bulk

dan permukaan atom perak. ion Perak dan ion klorida tidak ditampilkan

dalam bentuk skala.

Partikel endapan tumbuh semakin besar karena daya tarik

elektrostatik antara ion yang bermuatan pada permukaan endapan dan

ion yang bermuatan sebaliknya dalam larutan. 9on-ion yang se$ara umum

terhadap endapan akan diserap se$ara kimia, memperluas kisi kristal. 9ion

lain mungkin teradsorbsi se$ara 5sik, ke$uali pengungsi (displaced), yangmasuk ke dalam kisi kristal yang disebut sebagai pengotor endapan.

4e$ara 5sik ion teradsorpsi kurang kuat untuk tertarik ke permukaan dan

dapat dipindahkan oleh ion yang terserap se$ara kimia.

4alah satu jenis umum dari pengotor adalah inklusi. Potensi ion

pengganggu yang berukuran dan bermuatan hampir sama dengan ion kisi

dapat mensubtitusi kedalam struktur kisi dengan adsorpsi kimia, asalkan


3/8

endapan pengganggu dengan struktur kristal yang sama (1ambar ).

Probabilitas dari pembentukan inklusi terbesar terjadi ketika ion

pengganggu hadir dalam substansial konsentrasi tinggi dari ion kisi

terlarut. Kehadiran inklusi tidak mengurangi jumlah analit yang

mengendap, asalkan at pengendap ditambahkan se$ara berlebih.engan demikian, massa endapan selalu lebih besar dari yang

diharapkan.

9nklusi sulit untuk dihilangkan karena bahan yang ter$akup se$ara

kimiawi merupakan bagian dari kisi kristal. 4atu-satunya $ara untuk

menghapus materi yang ter$akup adalah melalui repre$ipitation atau

pengendapan kembali. setelah mengisolasi endapan dari larutan

supernatan, kemudian dilarutkan dalam sebagian ke$il pelarut yang $o$ok

pada suhu tinggi. larutan tersebut kemudian didinginak untuk kembali

membentuk endapan. Karena rasio konsentrasi dari pengganggu untuk

analit lebih rendah dalam larutan baru daripada larutan supernatan asli,

persen massa dari bahan yang ter$akup pada endapan berkurang. Proses

repre$ipitation diulang se$ukupnya unguk benar-benar menghapus inklusi.

Potensi penurunan kelarutan pada analit, bagiamanapun juga, tidak bisa

diabaikan. engan demikian, repre$ipitation memerlukan endapan pada

kelarutan yang rendah, dan pelarut yang terdapat perbedaan yang

signi5kan dalam kelarutan endapan sebagai 6ungsi temperature.

(Harvey,20002!8,2!+)klusi, yang merupkan jenis kedua dari endapan pengotor, terjadi

ketika ion pengganggu terserap se$ara 5sik dan menjadi terperangkap di

dalam endapan yang sedang tumbuh. klusi terbentuk dalam dua $ara.

%ekanisme yang paling umum terjadi ketiko ion teradsorpsi se$ara 5sikdan dikelilingi oleh endapan tambahan sebelum mereka dapat diserap

atau dipindahkan ( 1ambar 8.:a). alam hal ini mass endapan selalu

lebih besar dari yang diharapkan. klusi juga terbentuk ketika

pengendapan $epat menjerat beberapa dari larutan dalam endapan

yang sedah tumbuh ( 1ambar 8.:b). karena larutan yang terjebak

mengandung padatan terlarut, massa endapan ini biasanya meningkat.

%assa endapan mungkin saja kurang dari yang diharapkan, namun, jika

bahan o$$luded terutama yang terdiri dari analit dalam bentuk berat

molekul yang rendah dari endapan.


4/8

1ambar 8.: /ontoh dari kopresipitasi (a) skema inklusi yang

teradsorbsi se$ara kimia atau oklusi yang teradsorbsi se$ara 5sik dalam

kisi kristal, dimana / dan # merupakan pasangan kation-anion yang terdiri

dari analit dan endapan, dan merupakan pengotor; (b) 4kematik dari

oklusi dengan penjeratan larutan supernatan; ($) adsorpsi permukaan /yang berlebih.

klusi diminimalkan dengna mempertahankan endapan dalam

kesetimbangan dengan larutan supernatan dalam jangka waktu yang

lama. Proses ini disebut dengan digeston atau pen$ernaan dan dapat

dilakukan pada suhu ruangan atau pada suhu tinggi. 4elama pen$ernaan,

si6at dinamis dari keseimbangan kelarutan-pengendapan, dimana

endapan larut dan terbentuk kembali, memastikan bahwa bahan o$$ulded

akhrinya terpapar menjadi solusi supernatan. karena laju pelarutan dan

pembentukan endapan kembali lambat, kemungkinan terbentuknya oklusi

baru minim.

4etelah pengendapan selesai, permukaan terus menarik ion dari

larutan (1ambar 8.:$). Permukaan adsrobates ini, yang dapat se$ara

kimia atau 5sika diserap, merupakan jenis ketiga dari $opresipitasi

pengotor. #dsorpsi permukaan diminimalkan dengan mengurangi luas

permukaan dari endapan itu. 4alah satu man6aat dari pen$ernaan ini

adalah bahwa hal itu juga meningkatkan ukuran rata-rata partikel

endapan. Hal ini tidak mengherankan karena probabilitas dari partikel

terlarut berbanding terbalik dengan ukurannya. 4elama pen$ernaan

partikel yang lebih besar akan semakin meningkat dan bertambah besar

dengan mengorbankan partikel yang lebih ke$il. 4alah satu konsekuensidari pembentukan partikel ke ukuran yang lebih besar lagi adalah

penurunan se$ara keseluruhan di daerah permukaan endapan itu.

adsrobates permukaan juga dapat dihilangkan dengan men$u$i endapan.

Potensi penurunan kelaruatan, bagaimanapun juga tak dapat diabaikan.

9nklusi, oklusi, dan adsorbates permukaan disebut $opresipitasi karena

mereka mewakili spesies larut yang dibawa kebentuk padat bersama

dengan endapan yang diinginkan. 4umber lain dari kotoran terjadi ketika

spesies lain dalam alrutan mengendap melalui kondisi analisis. Kondisi

larutan yang diperlukan untuk meminimalkan kelarutan endapan yang

diinginkan dapat menyebabkan pembentukan endapan tambahan yangmengganggu analisis. %isalnya, pengendapan dimetilglo


5/8

Pemebentukan dari endapan tambahan biasanya dapat diminimalkan

se$ara hati-hati dengan mengontrol kondisi larutan. >at-at pengganggu

yang membentuk endapan kurang larut dari analit dapat diendapkan dan

dihapus oleh 5ltrasi, meninggalkan analit dalam larutan. #lternati6 lain,

baik analit atau at pengganggu (inter6erent) dapat ditutupimenggunakan agen pengompleks yang sesuai, demi men$eha terjadinya

pengendapan.

(Harvey,20002!+,2:0)Mengontrol ukuran partikel

Pengendapan dan pen$ernaan, endapan harus dipisahkan dari

larutan supernatan dan dibebaskan dari setiap kotoran yang tersisa,

termasuk pelarut sisa. tugas ini dapat di$apai dengan menyaring,

membilas, dan mengeringkan endapan. *kuran partikel endapan

menentukan kemudahan dan kesuksesan dalam proses penyaringan.

Partikel koloid yang terlalu ke$il sulit untuk disaring karena mereka dapat

dengan mudah melewati pori-pori perangkat penyaringan. Partikel kristal

yang besar akan mudah disaring.

engan hati-hati dalam mengendalikan reaski pengendapan kita

dapat se$ara signi5kan meningkatkan rata-rata ukuran partikel endapan

tersebut. Pengendapan terdiri dari dua peristiwa yang berbeda ?ukleasi,

atau pembentukan awal partikel stabil lebih ke$il dair endapan, dan

pertumbuhan selanjutnya dari partikel-partikel ini. Partikel yang lebih

besar terbentuk ketika tingkat pertumbuhan partikel melebihi laju

nukleasi.

>at terlarut yang relati6 jenuh, @44, dapat dinyatakan sebagai

RSS=QSS (.2)

imana A adalah konsentrasi at terlarut yang sebenarnya, 4 adalah

konsentrasi at terlarut yang diharapkan pada kesetimbangan, dan A - 4

adalah ukuran jenuh at terlarut ketika pengendapan dimulai. ?ilai positi6

@44 besar menunjukkan bahwa larutan sangat jenuh. 7arutan tersebut

tidak stabil dan menunjukkan tingginya tingkat nukleasi, menghasilkan

endapan yang terdiri banyak partikel ke$il. Ketika @44 ke$il, pengendapan

lebih mungkin terjadi dengan pertumbuhan partikal daripada nukleasi.

engan memeriksa persamaan (.2), menunjukkan bahwa kita dapat

meminimalkan @44 baik dengan melakukan penurunan konsentrasi at

terlarut atau meningkatkan kelarutan endapan itu. Kelarutan endapan

biasanya meningkat pada suhu yang lebih tinggi, dan menyesuaikan pH

yang dapat mempengaruhi kelarutan endapan jika mengandung anion

asam atau basa. 4uhu dan pH, oleh karena itu, $ara tersebut berguna

untuk meningkatkan nilai 4. Proses Pengendapan dalam larutan analit


6/8

yang en$er, atau dengan menambahkan endapan perlahan-lahan dan

dengan pengadukan kuat adalah $ara untuk menurunkan nilai A.

?amun, keterbatasan praktis untuk meminimalkan @44. endapan

yang sangat larut, seperti =e(H)! dan Pb4, memiliki kelarutan yang ke$il

sehingga @44 yang besar tak dapat dihindari. >at terlarut mau tak mauakan membentuk partikel yang ke$il. selain itu, kondisi yang

menghasilkan @44 ke$il dapat menyebabkan larutan jenuh yang relati6

stabil yang membutuhkan waktu yang lama untuk sepenuhnya

mengendap. 4ebagai $ontoh, hampir sebulan diperlukan untuk

membentuk endapat &a4: yang dapat dilihat dalam kondisi dimana @44

awal adalah ".

Peningkatakn waktu yang dibutuhkan untuk membentuk endapan

terlihat sesuai dengan kondisi @44 rendah yang merupakan konsekuensi

dari kedua hal berikut tingkat nukleasi yang rendah dan penurunan yang

stabil dalam @44 sebagai bentuk endapan. 4alah satu solusi untuk

masalah terakhir adalah menghasilkan endapan dalam larutan sebagai

produk se$ara kimiawi dari reaksi kimia yang lambat. Hal ini akan

mempertahankan @44 pada tingkat kee6ekti5tasan yang konstan.

3ndapan mulanya akan terbentuk dalam kondisi @44 yang rendah, yang

mengarah ke nukleasi sejumlah partikel. 4ebagai endapan tambahan

yang dibuat, nukleasi akhirnya digantikan oleh pertumbuhan partikel.

Proses ini disebut sebagai presipitasi homogen.

Presipitasi homogen memberi keuntungan ganda dalammenghasilkan partikel endapan besar yang relati6 bebas dari kotoran.&agaimanapun juga keuntungan ini dapat diimbangi dengan

meningkatkan waktu yang dibutuhkan utnuk menghasilkan endapan, danke$enderungan endapan utnuk tersimpan sebagai lapisan tipis padadinding wadah. Permasalahan yang terakhir ini sangat berat bagi endapanhidroksida yang dihasilkan dengan menggunakan urea.


7/8

1ambar 8." %odel skema inter6a$e larutan padat pada partikel #g/ldalam larutan yang mengandung #g?!berlebih.

4ebuah metode tambahan untuk meningkatkan ukuran partikel layak

untuk disebutkan. Ketika partikel endapan ini bersi6at netral, mereka akan

$enderung mengental menjadi partikel yang lebih besar. &agiamanpun

juga, #dsorpsi permukaan ion kisi yang berlebih memberikan partikel

endapan dengan muatan permukaan bersih positi6 atau negati6. Bolakan

elektrostatik antara partikel men$egah mereka untuk mengental menjadi

partikel yang lebih besar.

Perhatikan, misalnya, pengendapan #g/7 dari larutan #g?! denganmenggunakan ?a/7 sebagai at pengendap. Para awal pengendapan,

ketika ?a/l adalah reagen pembatas, kelebihan ion #g diserap se$ara

kimia ke partikel #g/l, membentuk lapisan adsorpsi utama bermuatan

positi6 (1ambar 8."). anion dalam larutan, dalam hal ini adalah ?!- dan

H-, tertarik ke permukaan, membentuk lapisan adsorpsi sekunder

bermuatan negati6 yang menyeimbangkan muatan positi6 permukaan itu.

7arutan di luar lapisan adsorpsi sekunder tetap netral. Koagulasi tidak bisa

terjadi jika lapisan adsorpsi sekunder terlalu tebal karena partikel individu

#g/l tidak dapat mendekati satu sama lain $ukup dekat.

Koagulasi dapat disebabkan dalam dua $ara dengan meningkatkan

konsentrasi ion-ion yang berpengaruh terhadapa lapisan adsorpsisekunder atau dengan memanaskan larutan. 4alah satu $ara untuk

mendorong koagulasi adalah dengan menambahkan elektrolit inert, yang

meningkatkan konsentrasi ion di lapisan adsorpsi sekunder. engan ion-

ion yang tersedia, ketebalan lapisan adsorpsi sekunder menurun. Partikel

endapan sekarang mungkin mendekati saru sama lain lebih dekat,

sehingga endapan mengental. jumlah eletrolit yang dibutuhkan untuk

menyebabkan koagulais spontan disebut konsentrasi koagulasi kritis.

%emanaskan larutan dan endapan menghasilkan $ara kedua dalam

menginduksi koagulasi. engan naiknya suhu, jumlah ion di lapisan

adsorpsi utama menurun, menurunkan muatan permukaan endapan.4elain itu, meningkatkan energi kinetik partikel mungkin $ukup untuk

mengatasi tolakan elektrostatik yang men$egah koagulasi apda suhu

yang lebih rendah.

(Harvey,20002:0-2:!)


8/8

#=B#@ P*4B#K#Harvey, . 2000. CModern Analytical Chemistry".?ew Dork Bhe %$1raw-

Hill /ompanies, 9n$.

Gravimetri Pengendapan

Documents

Transcript of Gravimetri Pengendapan