POLAROGRAFI

POLAROGRAFI

Oleh kelompok 2:

Winona Wahyusasi A. (100331404563)Relina Novitasari (100331404564)Triana Agustina (100331404566)Aan Karuniawan Prasetia (100331404567)

Pendahuluan • Polarografi merupakan suatu metode analisis yang didasarkan

pada prinsipelektrolisis pada elektroda tetes air raksa (DME). Jadi, peristiwa redoks digunakandi dalam metode ini, terutama reaksi reduksi. Ion-ion logam dan senyawa organik yang dapat direduksi dapat ditentukan jenis maupun konsentrasinya dengan metode ini.Selanjutnya teknik polarografi ini dijadikan dasar bagi pengembangan metodeVoltametri. Atau dapat dikatakan metodePolarografi merupakan sub bagianVoltametri dengan menggunakan elektroda tetes merkuri(dropping mercury elektrode, DME).

• Polarografi dan Voltametri adalah suatu teknik elektroanalisis yangmemperoleh informasi dari analit berdasarkan kurva arus-potensial {I=f€},dengan melakukan pengukuran arus listrik (I) sebagai fungsi potensial (E) yangdiberikan. Di dalam polarografi ini dapat dipelajari hubungan antara konsentrasi dengan potensial arus.

Instrumen Polarografi

Komponen Polarograf

Polarogram

Kegunaan dan Kelemahan Polarografi

Hubungan Arus dengan Potensial

Cara Kerja Polarograf

Hubungan Arus dengan Konsentrasi

Susunan alat polarigrafi terdiri atas sel polarografi dan alat pencatat polarogram. Sedangkan dalam sel polarografi terdiri atas:

• Elektrode pembanding, dalam sel polarografi electrode pembanding yang digunakan adalah electrode kalomel jenuh (SCE).

• Electrode indikator, dalam hal ini digunakan electrode tetes air raksa (DME). DME ini digunakan untuk menentukan konsentrasi kation yang berasal dari logamnya. DME digunakan karena mempunyai daerah elektroaktivitas yang luas dan merupakan electrode yang selalu segar permukaannya sehingga reaksi reduksi dapat berlangsung dengan cepat.


Komponen Polarograf

Polarogram





• Pipa saluran gas N2, pipa ini dimaksudkan untuk mengusir gas O2 yang memungkinkan terlarut dalam larutan yang sedang dianalisis. Hal ini karena bila ada gas O2 maka gas tersebut akan ikut tereduksi sehingga mempengaruhi hasil analisis.

• Pelarut dan elektrolit pendukung. Elektrolit pendukung berfungsi untuk menekan migrasi, mengontrol potensial agar tahanan larutan dikurangi serta menjaga kekuatan ion total yang konstan. Polarografi dapat dilakukan pada fase air dan fase organic. Pada fase air biasanya digunakan elektrolit pendukung garam-garam seperti KCl, KNO3, NH4Cl dan NH4NO3. Pada polarografi dengan fase organic (seperti: asetonitril dan alcohol) biasanya dipakai elektrolit pendukung garam tetra alkil ammonium. Sedangkan buffer (seperti asetat, fosfat ataupun sitrat) digunakan apabila pH larutan sangat perlu dikontrol.


Komponen Polarograf

Polarogram





Polarograf (instrument untuk polarografi) terdiri dari bagian sel polarografi (sel elektrolisis) dan pencatat polarogram.

Secara umum, polarograf tersusun dari 3 komponen:

1. Mercury Elektroda (Elektroda Merkuri)

Elektroda merkuri merupakan elektroda kerja dalam sistem polarografi, disamping 2 elektroda yang lain yaitu elektroda pembanding (elektroda kalomel jenuh) dan elektroda pembantu (Pt atau Au). Ketiga elektroda ditempatkan dalam satu tabung yang mengandung analit. Bentuk skema elektroda tersebut adalah sebagai berikut:


Komponen Polarograf

Polarogram






Komponen Polarograf

Polarogram





2. Potensiotat

Potensiotat merupakan bagian instrumen yang terdiri dari rangkaian listrik yang berguna untuk menjaga potensial dan mengatur potensial tetap pada nilai tertentu. Secara sederhana bisa digambarkan seperti di bawah ini.


Komponen Polarograf

Polarogram





3. Alat pembaca (Readout)Pada prinsipnya polarografi adalah mengukur arus yang keluar akibat pemberian potensial tertentu. Alat ukur yang paling sederhana adalah mikroamperemeter. Pada perkembangannya pembacaan arus secara digital bahkan computer

Dari keterangan ketiga komponen polarograf di atas, maka dapat digambarkan skemanya seperti gambar dibawah ini.


Komponen Polarograf

Polarogram





Dan bentuk instrumen polarografi adalah sebagai berikut.


Komponen Polarograf

Polarogram





Notasi sel dalam metode polarografi adalah:SCE // (x M) / Hg

Sel terdiri dari 2 elektroda, yaitu elektroda kalomel sebagai elektroda pembanding dan elektroda tetes raksa (DME) sebagai elektroda indikator. Dan pipa saluran gas N2 semuanya dicelupkan ke dalam larutan yang sedang dianalisis, gas N2 dimasukkan untuk mengusir gas O2 yang terlarut karena O2 dapat direduksi. Pereduksian O2 terjadi dalam 2 tahap pada proses ini.

O2 (g) + 2H+ + 2e H2O2 (aq) Eº= +0,6826 VH2O2 (aq) + 2H+ + 2e 2H2O (l) Eº = +1,176 V


Komponen Polarograf

Polarogram





Oleh karena elektroda Hg bekerja pada pengukuran ini maka elektroda Hg disebut sebagai working elekctrode. Reaksi reduksi terjadi pada permukaan air. Bila larutan mengandung ion logam Mn+, maka semua ion logam akan bergerak menuju permukaan tetesan Hg untuk direduksi. Ion logam berubah menjadi amalgam dengan Hg. Selama reaksi reduksi berlangsung arus akan mengalir dan jumlahnya dapat teramati, biasanya dinyatakan dalam microampere. Reaksi reduksi ini berlangsung pada harga potensial tertentu, bergantung pada jenis zat/ion yang sedang direduksi.


Komponen Polarograf

Polarogram





Selama pengukuran berlangsung, air raksa diteteskan secara teratur dengan besar tetesan tertentu. Umumnya elektroda Hg dipakai dalam metode polarografi karena dengan penetesan yang teratur diperoleh permukaan elektroda yang selalu segar dan bersih sehingga reaksi reduksi berlangsung cepat. Elektroda-elektroda platina (Pt) dan emas (Au) juga dapat dipakai dalam metode polarografi.


Komponen Polarograf

Polarogram





Pengukuran polarografi menghasilkan grafik (kurva) yang menyatakan hubungan antara arus (mikroAmpere) dan potensial (V). sumbu horizontal diberi nama potensial (tegangan). Sedangkan sumbu vertical diberi nama arus. Arus konstan yang diperoleh setelah peningkatan arus secara tajam disebut limiting current (arus limit), sedangkan arus konstan yang diperoleh sebelum peningkatan arus disebut residual current (arus residu). Limiting current (il)dihasilkan pada pengukuran analit, sedangkan residual current (ir)dihasilkan pada pengukuran blanko sebelum analit ditambahkan. Perbedaan antara limitingcurrent dengan residual current disebut arus difusi (id). harga potensial ketika arus mulai meningkat disebut sebagai potensial penguraian (decomposisting potensial).


Komponen Polarograf

Polarogram





Analisa kualitatif dalam polarografi didasarkan pada potensial setengah gelombang (E1/2).

Sedangkan analisa kuantitatif menggunakan besarnya arus difusi


Komponen Polarograf

Polarogram





Dasar dari polarografi adalah elektrolisis dari suatu larutan yang mengandung analit eletroaktif, artinya zat-zat yang dapat dioksidasi secara listrik (electro oxidable) dan yang dapat direduksi secara listrik (electro reductible) pada elektroda tetes air raksa (DME).


Komponen Polarograf

Polarogram





Perpindahkan materi yang berlangsung di dalam larutan pada umumnya dapat terjadi dengan 3 cara :1. Perpindahan secara migrasi

Materi yang bermuatan, karena adanya gaya tarik menarik elektrostatik, maka materi bermuatan bergerak menuju kutub dengan muatan yang berlawanan, yakni kation-kation menuju katoda dan anion-anion menuju anoda.

2. Perpindahan secara difusiPartikel-partikel mengalir dari daerah yang lebih rapat (pekat) menuju daerah yang lebih renggang.

3. Perpindahan secara konveksiPengaruh temperatur dan goyangan atau pengadukan menyebabkan partikel berpindah dari tempat ke tempat lain.


Komponen Polarograf

Polarogram





Dari ketiga jenis perpindahan tersebut menyebabkan laju perpindahan massa yang berimplikasi pada besarnya arus total (itot) yang terjadi

it = im + id+ ik

Selama reaksi berlangsung dengan potensial tertentu yang dapat diamati adalah: arus yang mengalir (μA) dan air raksa akan menetes dengan besaran tetesan tertentu. Seorang ahli kimia yang bernama Ilkovic telah mempelajari perilaku tetesan air raksa yang dikenal dengan persamaan Ilkovic, yaitu:

Dari persamaan di atas dapat dilihat adanya hubungan yang linier antara arus difusi dengan konsentrasi. Oleh karena itu polarografi berguna dalam analisis kuantitatif.


Komponen Polarograf

Polarogram





Bila polarografi bekerja, maka reaksi yang terjadi pada permukaan elektroda adalah:

Bila reaksi reversible maka (pada 25ºC) besarnya potensial tetes air raksa adalah:


Komponen Polarograf

Polarogram





KELEBIHAN

•Karena arus difusi memiliki hubungan linier dengan konsentrasi, maka polarografi berguna dalam analisis kuantitatif untuk mengetahui konsentrasi suatu sampel. Analisis ini bisa dilakukan dengan beberapa cara, yaitu:

a. Cara kurva kalibrasi, dengan melakukan pengukuran secara polarografi terhadap sejumlah larutan yang diketahui konsentrasinya kemudian dibuat kurva antara vs C. Pada kondisi yang sama diukur larutan cuplikan sehingga konsentrasi cuplikan dapat diketahui dari yang diperoleh yang kemudian diplotkan pada kurva kalibrasi.


Komponen Polarograf

Polarogram





b. Cara penambahan standar, larutan dengan volume V1 diukur arus difusinya dan diperoleh arus sebesar . Larutan standar dengan konsentrasi Cs ditambahkan ke dalam cuplikan dengan volume V2 dan memberikan arus sebesar . Bila konsentrasi cuplikan = Cx, maka:

c. Cara titrasi amperometer, dengan cara ini akan diperoleh kurva antara (μA) dengan volume titran (mL). Kurva yang diperoleh dapat digunakan untuk menentukan titik ekivalen bila salah satu atau kedua pereaksi dapat direduksi pada permukaan elektroda dengan potensial tertentu.


Komponen Polarograf

Polarogram





•Dapat digunakan untuk menemukan informasi kualitatif yang dapat ditentukan dari potensial setengah gelombang polarogram. Nilai potensial setengah gelombang berhubungan dengan potensial standar untuk reaksi redoks yang sedang dipelajari.

•Teknik polarografi digunakan untuk analisis lingkungan, terutama untuk studi kelautan untuk karakterisasi materi organic dan interaksi logam.


Komponen Polarograf

Polarogram





KELEMAHAN

•Bila digunakan elektroda indikator Hg , pada saat analisis tetesan logam Hg mungkin saja terlalu banyak atau terlalu sedikit karena tidak digunakan kran tetesan seperti pada buret dimana tetesan pada buret ini konstan. Apabila hal ini terjadi akan membuat hasil/data tidak akurat.

•Pada polarografi arus yang diinginkan adalah arus yang berasal dari peristiwa difusi saja. Sedangkan kenyataannya arus yang terjadi bisa berasal dari mekanik dan elektrostatik juga. Sehingga harus diberi kondisi-kondisi lain untuk menghindari timbulnya arus yang tidak diinginkan/diperlukan.

TERIMAKASIH ……

POLAROGRAFI

Documents

Transcript of POLAROGRAFI