Tugas individu

Pengendapan dan Gravimetri

Oleh:

Nama : Tri Hiu AmborowatiNim : 0703133928Fakultas : MIPAJurusan : Kimia

Jurusan KimiaFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas RiauPekabaru

2009

Pembahasan

Titrasi PengendapanTitrasi pengendapan adalah golongan titrasi dimana hasil titrasinya merupakan

endapan atau garam yang sukar larut. Prinsip dararnya adalah reaksi pengendapan yang cepat mencapai kesetimbangan pada setiap penambahan titran; tidak ada pengotor yang mengganggu dan diperlukan indicator untuk melihat titik akhir titrasi.

Reaksi Pengendapan

a). Kelarutan EndapanBanyak reaksi yang digunakan dalam analisa anorganik kulitatif melibatkan

pembentukan endapan. Endapan adalah zat yang memisahkan diri sebagai suatu fase padat keluar dari larutan. Endapan dapat berupa kristal dan koloid. Endapan terbentuk jika larutan menjadi terlalu jenuh dengan zat yang bersangkutan. Kelarutan (S) didefinisikan sebagai konsentrasi molar dari larutan jenuh. Hal yang mempengaruhi kelarutan, seperti:

Suhu Sifat pelarut Efek ion sejenis Efek ion lain Pengaruh pH Pengaruh hidrolisis Pengaruh kompleks

Perubahan kelarutan dengan tekanan tak begitu mempengaruhi, karena semua pekerjaan dipengaruhi oleh tekanan atmosfer. Perubahan tekanan atmosfer yang sedikit tidak akan mempengaruhi kelarutan. Hal yang terpenting, bahwa suhu sangat berpengaruh terhadap kelarutan. Dengan rincian, apabila suhu diperbesar maka kelarutan endapan akan bertambah besar. Sebaliknya, apabila suhu kecil maka kelarutan endapan juga kecil. Kadang kala endapan yang baik terbentuk pada larutan panas, tetapi jangan lakukan penyaringan terlahap larutan panas Karena panas berpengaruh pada pengendapan. Laju kenaikan kelarutan mempunyai nilai suhu yang berbeda-beda. Misalnya: pemisahan ion timbel dari perak dan merkurium(I) dapat dicapai dengan menngendapkan ketiga ion itu dengan penambahan klorida, kemudian diteruskan dengan penambahan air panas pada campuran.

Pelarut yang sering digunakan adalah air, hampir sebagian besar senyawa (garam) larut dalam air kecuali garam dengan kation logam alkali. Pelarut lain yang menguntungkan seperti eter, alcohol,.Misalnya: pemisahan logam-logam alkali dapai dicapai dengan mengekstraksi garam-garamnya secara selektif dengan berbagai pelarut.

Kelarutan juga dipengaruhi oleh sifat dan konsentrasi zat lain. Ada perbedaan mencolok antara efek ion sekutu ( ion sejenis) dengan ion asing. Ion sekutu adalah suatu ion yang merupakan salah satu bahan endapan. Pada perak nitrat, misalnya, baik ion perak maupun ion nitrat merupakan ion sekutu. Kelarutan endapan dalam air akan berkurang jika dalam larutan tersebut mengandung satu dari ion-ion penyusun endapan.Penambahan kation atau anion yang sama akan mengurangi konsentrasi ion pengendapan sehingga endapan ion garam akan bertambah.

Sedangkan ion asing adalah adanya penambahan endapan dengan ion asing yang menyebabkan kelarutan jauh pertambahannya.Beberapa endapan bertambah kelarutannya bila dalam larutan terdapat garam- garam yang berbeda dengan endapan. pH tergantung pada kelarutan garam dari asam lemah.Misalnya: oksalat, penggabungan ion H+ akan menambah kelarutan garamnya.

Jika garam dari asam lemah dilarutkan dalam air, akan menghasilkan perubahan ion H+.Kation dari spesies garam mengalami hidrolisis sehingga menambah kelarutannya. Kelarutan garam yang sediit larut merupakan fungsi konsentrasi zat lain yang membentuk kompleks dengan kation garam tersebut. Misalnya pengaruh NH3 pada endapan AgCl.

b). Hasil Kali KelarutanLarutan jenuh dari suatu garam, berhubungan dengan suatu system kesetimbangan

terhadap hokum egiatan massa. Misalnya: jika endapan perak klorida ada pada kesetimbangan denagn kelarutan jenuhnya, maka kesetimbangan berikut terjadi:

AgCl ⇌ Ag+ + Cl- Tetapan kesetimabngan dapat ditulis:

[Ag+] [Cl-]K= ----------------

[AgCl]Konsentrasi ion perak klorida dalam fase padat tidak dapat berubah, maka dapat dimasukan tetapan baru (Ks), yang dinamakan hasil kali kelarutan :

Ks = [Ag+] [Cl-]Jadi dalam larutan jenuh perak klorida pada suhu konstant dan tekanan konstant, hasil kali konsentrasi ion perak dan ion klorida adalah konstant. Dalam larutan jenuh, suatu elektrolit yang sangat sedikit larut, hasil kali konsentrasi dari ion-ion pembentuknya untuk setiap suhu tertentu adalah konstant, dengan konsentrasi ion dipangkatkan dengan bilangan yang sama denagn jumlah masing-masing ion yang bersangkutan yang dihasilkan oleh dissosiasi dari satu molekul elektrolit. Prinsip ini pertama kali dinyatakan oleh W. Nerst pada tahun 1889. Hubungan hasil kali kelarutan menjelaskan fakta bahwa kelarutan suatu zat sangat berkurang jika ditambahkan reagensia yang mengandung ion sekutu dari zat itu. Karena konsentrasi ion sekutu tinggi, maka kelebihan zat itu akan diendapkan. Jadi salah satu ion harus dikeluarkan dari larutan dengan pengendapan, reagensia, namun reagensia yang berlebihan dapat memperbesar kelarutan endapan. Efek ion asing sedikit bertambah terhadap kelarutan endapan-endapan.

c). Penerapan Hubungan Hasil Kali KelarutanHasil kali kelarutan dalam keadaan yang sebenarnya merupakan nilai akhir yang

dicapai hasil kali ion ketika kesetimbangan tercapai antara fase padat dari garam yang terlarut dalam suatu larutan. Jadi jika hasil kali ion dibuat lebih besar dari hasil kali kelarutan misalnya dengan mengurangi konsentrasi salah satu ion maka kesetimbangan dalam sistem dapat dicapai dengan melarutnya sebagian garam padat dalam larutan.

Tabel 1. Efek Natrium Klorida (NaCl) atas kelarutan Perak Klorida (AgCl)NaCl yang terdapat

(mol l-1)Ag+ terlarut (mol l-1)

0,933 8,6 x 10-5

1,433 1,84 x 104

2,272 5,74 x 10-4

3,000 1,19 x 10-3

4,170 3,34 x 10-3

5,039 6,04 x 10-3

Pengendapan Sulfida

Gas hidrogen sulfida sering dipakai sebagai reagensia dalam analisa anorganik kualitatif. Bila gas hidrogen sulfida dialirkan ke dalam larutan, sulfida-sulfida logam mengendap. Konsentrasi ion logam biasanya jatuh dalam daerah 1 - 10-3 mol l-1, konsentrasi ion sulfida dapat berbeda-beda, biasanya dipilih dengan menyesuaikan pH larutan. Perbedaan konsentrasi ion sulfida dengan pH disebabkan oleh hidrogen sulfida merupakan asam lemah.

Pengendapan dan Pelarutan Hidroksida Logam

Prinsip hasil kali kelarutan dapat dipakai untuk pembentukan endapan hidroksida logam. Endapan akan terbentuk jika konsentrasi ion logam dan hidroksil lebih tinggi dari yang diperbolehkan oleh hasil kali kelarutan. Dengan memakai prinsip hasil kali kelarutan, dapat dihitung pH minimum yang diperlukan untuk pengendapan suatu hidroksi logam.

Kelarutan Garam dari Asam Lemah Yang Sangat Sedikit Larut Dalam Asam-Asam Mineral Kuat

Prinsip hasil kali kelarutan memberikan penjelasan yang sederhana terhadap kelarutan garam dari asam lemah yang sangat sedikit larut dalam asam-asam mineral kuat. Fenomena ini relatif sering timbul dalam analisis kuantitatif. Jika konsentrasi ion hidrogen cukup tinggi, seluruh jumlah endapan bisa melarut.

Setiap karbonat logam mengalami penguraian tanpa menghasilkan endapan jika diolah dengan asam yang lemah sekalipun.

Pengendapan FraksionalPerhitungan-perhitungan tentang yang mana dari dua garam yang sangat sedikit

larut, akan diendapkan pada kondisi eksperimen tertentu, dapat juga dibuat dengan bantuan prinsip hasil kali kelarutan. Satu contoh praktis adalah untuk menaksir halida-halida dengan menggunakan metode Mohr.

Dalam proses ini suatu larutan ion klorida dititieer dengan larutan baku perak nitrat, dengan ditambahkan sedikit kalium dikromat yang berfungsi sebagai indikator. Dua garam yang terbentuk dan sangat sedikit larut adalah perak klorida dan perak kromat.

d). Struktur Morfologi dan Kemurnian Endapan

Pengendapan mungkin adalah metode yang paling sering dipakai dalam praktek analisis kualitatif. Timbulnya endapan sebagai hasil penambahan suatu regensia tertentu dapat dipakai sebagai uji terhadap suatu ion tertentu. Yaitu dengan jalan memperhatikan warna dan penampilan umum yang tepat serta efek dari penambahan regensia lain terhadap endapan tersebut. Meski demikian pengendapan juga dapat dimaksudkan untuk tujuan pemisahan. Hal ini dilakukan dengan jalan menambahkan regensia yang sesuai dan menghasilkan satu atau beberapa ion endapan-endapan yang ada dalam larutan. Setelah itu endapan disaring dan dicuci, sebagian ion tetap terlarut sedangkan yang lain dapat ditemukan dalam endapan. Untuk dapat mencapai pemisahan yang kuantitatif, endapan tadi haruslah mudah disaring dan bebas dari kontaminasi.

Kemudahan suatu endapan untuk disaring dan dicuci bergantung pada sebagian besar struktur morfologi endapan, yaitu pada bentuk dan ukuran kristalnya. Semakin besar kristal yang terbentuk maka semakin mudah untuk disaring. Bentuk kristal yang sederhana seperti kubus, oktahedron, atau jarum akan lebih mudah untuk disaring. Struktur kristal yang lebih kompleks yang mengandung lekuk-lekuk atau berlubang akan menyebabkan tertahannya cairan induk pada waktu penyaringan, bahkan setelah dicuci dengan seksama.

Ukuran kristal yang terbentuk selama pengendapan tergantung pada laju pembentukan inti dan laju pertumbuhan kristal.

Laju pembentukan inti dinyatakan dengan jumlah inti yang terbentuk per satuan waktu. Semakin tinggi laju pembentukan inti semakin banyak pula kristal yang terbentuk, tetapi tak satupun dari kristal ini yang akan tumbuh terlalu besar. Laju pembentukan inti tergantung pada derajat lewat jenuh (supersaturation) dari larutan. Semakin tinggi derajat lewat jenuh maka akan semakin besar laju pembnetukan inti.

Laju pertumbuhan kristal tergantung pada derajat lewat jenuh. Semakin tinggi derajat lewat jenuhnya maka akan semakin kecil laju pertumbuhan kristal dan kristal yang terbentuk akan semakin kecil.

Struktur morfologi endapan umumnya dapat diperbaiki dengan pengolahan lanjut. Kelarutan partikel yang sangat kecil adalah jauh lebih besr daripada kelarutan kristal-kristal besar dari zat yang sama. Jika suatu campuran yang terdiri atas larutan induk dan endapannya lalu dibiarkan diam untuk waktu yang sangat lama, maka partikel kecil tadi perlahan-lahan akan melarut ke dalam larutan induk, sedangkan partikel yang besar justru akan tumbuh sehingga terjadi rekristalisasi (proses pematangan /ageing yang dapat dipercepat dengan mendiamkan campuran pada suhu yang tinggi/pencernaan/digestion). Namun pematangan endapan akan berefek tidak mudah larut dalam asam atau basa.

Endapan yang terpisah dari larutan tak selalu dalam keadaan sempurna (terkontaminasi oleh zat pencemar), tergantung dari sifat endapan dan kondisi pengendapan. Kopresipitasi (Pengendapan – ikut) adalah pencemaran endapan oleh zat yang secara normal larut dalam larutan induk. Dua hal penyebab kopresipitasi adalah adsorpsi partikel asing pada permukaan kristal yang sedang tumbuh dan oklusi partikel asing sewaktu proses pertumbuhan kristal.

Beberapa jenis endapan ada yang diendapkan dengan perlahan-lahan dan larutan berada dalam kondisi lewat jenuh untuk waktu yang sangat lama. Jenis endapan seperti

ini lebih mungkin terkontaminasi oleh zat-zat pencemar yang ada pada pasca pengendapan Pos Presipitasi.

e). Keadaan Koloid

Dalam analisa kualitatif, kadang-kadang terjadi ketidakmunculan suatu zat sebagai endapan ketika pereaksi terdapat dalam konsentrasi sedemikian sehingga hasil kali kelarutan zat itu telah jauh dilampaui dan telah diambil tindakan-tindakan untuk mencegah terjadinya keadaan lewat jenuh dari larutan tersebut. Jika suatu berkas cahaya yang kuat dilewatkan pada larutan dan diamati dengan mikroskop yang tegak lurus terhadap cahaya masuk, maka akan terlihat pembauran cahaya yang disebabkan oleh terpantulnya cahaya oleh partikel-pertikel yang tersuspensi dalam larutan (Efek Tyndall). Efek seperti ini tidak terlihat dalam larutan sejati yaitu larutan yang mempunyai dimensi seperti molekul. Partikel-partikel yang berada dalam keadaan yang begitu halus sehingga tidak muncul sebagai endapan berada dalam keadaan Koloid. Elektrolit yang dapat menimbulkan pengendapan disebut koagulasi. Koloid bukan merupakan larutan sejati, penelitian lebih lanjut mengatakan bahwa koloid merupakan larutan tak homogen, tetapi terdiri dari suspensi partikel-partikel padat atau cairan dalam suatu cairan. Campuran semacam ini dikenal sebagai sistem dispersi; sedangkan cairannya disebut medium dispersi dan koloidnya disebut fase dispersi. Ukuran partikel koloid sangat kecil, sehingga penyaringan tidak dapat dilakukan dengan kertas saring biasa; maka pemisahan partikel dapat dilakukan dengan menggunakan penyaring ultra. Suatu cairan dalam medium pendispersinya cair disebut sol.

Tabel II. Beberapa sifat sistem koloidSol hidrofob Sol hidrofil1). Viskositas sol hampir sama dengan viskositas medium. Misalnya: sol dari logam, perak halida, hidroksida logam, dan barium sulfat.

1). Viskositas jauh lebih tinggi, sol mengeras menjadi massa yang menyerupai selai; sering dinamakan gel. Contohnya: sol dari asam salisilat.

2). Elektrolit dalam jumlah yang relatif sedikit, menimbulkan flokulasi. Perubahan-perubahan umumnya irreversible; air tak mempunyai efek flokulan.

2). Elektrolit dalam jumlah kecil mempunyai sedikit efek, dalam jumlah banyak menyebabkan pengendapan, penggaraman. Perubahannya reversible dengan penambahan air.

3). Biasanya, partikel-partikel mempunyai muatan listrik dengan tanda muatan tertentu. Partikel bermigrasi kasatu arah dalam medan listrik.

3). Partikel-partikel dapat berubah muatan. Partikel bisa bermigrasi kesalah satu arah atau tidak dalam medan listrik.

4). Ultra-mikroskop memperlihatkan partikel-partikel terang dalam gerakan yang kuat( gerak brown ).

4). Hanya cahaya difus yang terlihat dalam ultra-mikroskop.

5). Tegangan permukaan hampir sama dengan tegangan permukaan dengan air.

5). Tegangan permukaan lebih rendah dari tegangan permukaan air.

Sol hidrofobPartikel-partikel koloid dalam larutan memperlihatkan fenomena yang disebuut gerak brown. Stabilitas larutan koloid erat hubungannya dengan muatan listrik pada partikel-partikel. Penambahan suatu elektrolit dalam jumlah yang lebih besar kepada larutan disebut efek penggaraman ( salting-out effect ). Jumlah minimum elektrolit yang diperlukan untuk menyebabkan flokulasi (penggumpalan), disebut nilai flokulasi atau nilai koagulasi.

Sol hidrofilSol hidrofil lebih sukar untuk di koagulasi.Hal ini dapat disebabkan karena partikel-partikel sol iofil teradsorpsi oleh sol liofob. Zat hidrofil dikenal sebagai koloid pelindung. Selama pengkoagulasi koloid dengan suatu elektrolit, ion bermuatan berlawanan dengan muatan koloid diadsorpsi dengan tingkat yang berbeda-beda diatas permukaan; makin tinggi valensi ion, makin kuat ia teradsopsi.

Gravimetri

Gravimetri adalah metode analisis kuntitatif unsur atau senyawa berdasarkan bobotnya yang diawali dengan pengendapan dan diikuti dengan pemisahan dan pemanasan endapan dan diakhiri dengan penimbangan.

Untuk memperoleh keberhasilan pada analisis secara gravimetri, maka harus memperhatikan tiga hal berikut ;1. Unsur atau senyawa yang ditentukan harus terendapkan secara sempurna.2. Bentuk endapan yang ditimbang harus diketahui dengan pasti rumus molekulnya.3. Endapan yang diperoleh harus murni dan mudah ditimbang.

Dalam analisis gravimetri meliputi beberapa tahap sebagai berikut ;a). Pelarutan sampel (untuk sampel padat).b). Pembentukan endapan dengan menambahkan pereaksi pengendap secara berlebih agar semua unsur/senyawa diendapkan oleh pereaksi. Pengendapan dilakukan pada suhu tertentu dan pH tertentu yang merupakan kondisi optimum reaksi pengendapan.

Tahap analisa gravimetri paling penting, yaitu:a).Penyaringan endapan.b).Pencucian endapan, dengan cara menyiram endapan di dalam penyaring dengan

larutan tertentu.c).Pengeringan endapan sampai mencapai berat konstan.d).Penimbangan endapan.e).Perhitungan.

Berat endapan (gram) x F.G. x 100%Kadar Unsur (%) = ____________________________________atau senyawa Berat sampel (gram)

Masa atom/molekul relatif (Ar/Mr)unsur/senyawa yang ditentukanFaktor = F.G. = ______________________________________________________

Gravimetri Masa molekul relatif (Mr) endapan yang ditimbang

Gambar 10.1. Sistim penyaringan endapan yang dibantu dengan pompa vakum.

Analisis gravimetri dapat dilakukan dengan cara pengendapan, penguapan dan elektrolisis.

1. Metode Pengendapan

Suatu sampel yang akan ditentukan seara gravimetri mula-mula ditimbang secara kuantitatif, dilarutkan dalam pelarut tertentu kemudian diendapkan kembali dengan reagen tertentu. Senyawa yang dihasilkan harus memenuhi sarat yaitu memiliki kelarutan sangat kecil sehingga bisa mengendap kembali dan dapat dianalisis dengan cara menimbang.

Endapan yang terbentuk harus berukuran lebih besar dari pada pori-pori alat penyaring (kertas saring), kemudian endapan tersebut dicuci dengan larutan elektrolit yang mengandung ion sejenis dengan ion endapan.

Hal ini dilakukan untuk melarutkan pengotor yang terdapat dipermukaan endapan dan memaksimalkan endapan. Endapan yang terbentuk dikeringkan pada suhu 100-130 derajat celcius atau dipijarkan sampai suhu 800 derajat celcius tergantung suhu dekomposisi dari analit.

Pengendapan kation misalnya, pengendapan sebagai garam sulfida, pengendapan nikel dengan DMG, pengendapan perak dengan klorida atau logam hidroksida dengan mengetur pH larutan. Penambahan reagen dilakukan secara berlebihan untuk memperkecil kelarutan produk yang diinginkan.

aA +rR AaRr(s)

Penambahan reagen R secara berlebihan akan memaksimalkan produk AaRr yang terbentuk.

2. Metode Penguapan

Metode penguapan dalam analisis gravimetri digunakan untuk menetapkan komponen-komponen dari suatu senyawa yang relatif mudah menguap. Cara yang dilakukan dalam metode ini dapat dilakukan dengan cara pemanasan dalam gas tertentu atau penambahan suatu pereaksi tertentu sehingga komponen yang tidak diinginkan mudah menguap atau penambahan suatu pereaksi tertentu sehingga komponen yang diinginkan tidak mudah menguap.

Metode penguapan ini dapat digunakan untuk menentukan kadar air(hidrat) dalam suatu senyawa atau kadar air dalam suatu sampel basah. Berat sampel sebelum dipanaskan merupakan berat senyawa dan berat air kristal yang menguap. Pemanasan untuk menguapkan air kristal adalah 110-130 derajat celcius, garam-garam anorganik banyak yang bersifat higroskopis sehingga dapat ditentukan kadar hidrat/air yang terikat sebagai air kristal.

3. Metode Elektrolisis

Metode elektrolisis dilakukan dengan cara mereduksi ion-ion logam terlarut menjadi endapan logam. Ion-ion logam berada dalam bentuk kation apabila dialiri dengan arus listrikndengan besar tertentu dalam waktu tertentu maka akan terjadi reaksi reduksi menjadi logam dengan bilangan oksidasi 0.

Endapan yang terbentuk selanjutnya dapat ditentukan berdasarkan beratnya, misalnya mengendapkan tembaga terlarut dalam suatu sampel cair dengan cara mereduksi. Cara elektrolisis ini dapat diberlakukan pada sampel yang diduga mengandung kadar logam terlarut cukup besar seperti air limbah.

Suatu analisis gravimetri dilakukan apabila kadar analit yang terdapat dalam sampel relatif besar sehingga dapat diendapkan dan ditimbang. Apabila kadar analit dalam sampel hanya berupa unsurpelarut, maka metode gravimetri tidak mendapat hasil yang teliti. Sampel yang dapat dianalisis dengan metode gravimetri dapat berupa sampel padat maupun sampel cair.

Kesimpulan

Titrasi pengendapan adalah golongan titrasi dimana hasil titrasinya merupakan endapan atau garam yang sukar larut. Prinsip dararnya adalah reaksi pengendapan yang cepat mencapai kesetimbangan pada setiap penambahan titran; tidak ada pengotor yang mengganggu dan diperlukan indicator untuk melihat titik akhir titrasi. Endapan adalah zat yang memisahkan diri sebagai suatu fase padat keluar dari larutan. Endapan dapat berupa kristal dan koloid. Hal yang mempengaruhi kelarutan, seperti: Suhu Sifat pelarut Efek ion sejenis Efek ion lain Pengaruh pH Pengaruh hidrolisis Pengaruh kompleksGravimetri adalah metode analisis kuntitatif unsur atau senyawa berdasarkan bobotnya yang diawali dengan pengendapan dan diikuti dengan pemisahan dan pemanasan endapan dan diakhiri dengan penimbangan.Tahap analisa gravimetri paling penting, yaitu:a). Penyaringan endapan.b). Pencucian endapan, dengan cara menyiram endapan di dalam penyaring dengan larutan tertentu.c). Pengeringan endapan sampai mencapai berat konstan.d). Penimbangan endapan.e). Perhitungan.

Analisis gravimetri dapat dilakukan dengan cara pengendapan, penguapan dan elektrolisis.

Daftar Pustaka

Flag.J.F. 1948. Organic reagent used in gravimetry and volumetric analysis. Interscience, New York

Feigl.F. 1949. Chemistry of selective,specific, sensitive reactions. Academic Press

Erdey.L 1963. Gravimetri analytical reagent. Pergamon

Vogel. 1995. Analisa anorganik kualitatif makro dan semi mikro. PT. Kalman Media Pustaka, Jakarta