ELEKTRODA ION SELEKTIF

I. TUJUAN

a. Mempelajari penterapan Potensiometris penentuan ion tertentu.

b. Menetukan kadar ion Sianida menggunakan Elektroda Ion Selektif.

II. TEORI

Potensiometris merupakan salah satu cara analisa yang didasarkan pada

pengukuran beda potensial yang terjadi diantara sepasang elektroda yakni EP dan

EI yang dicelupkan dalam larutan dimana besaran beda potensialnya merupakan

fungsi dari kandungan komponen tertentu yang ditunjukkan oleh E indikatornya.

Potensiometris merupakan salah satu cara pemeriksaan fisio kimia yang

mengunakan peralatan listrik untuk mengukur potensial elektroda indikator.

Besarnya potensial elektroda tersebut bergantung pada kepekatan ion - ion

tertentu dalam larutan. Karena itu, dengan memakai persamaan Nerst, kepekatan

ion dalam larutan dapat dihitung langsung dari harga potensial yang diukur itu.

Suatu analisa yang didasarkan pada pengukuran beda potensial yang

terjadi pada sepasang elektroda dalam larutan elektrolit, dimana salah satu

elektroda merupakan elektroda indikator dan elektroda pembanding dalam hal ini

dikenal dengan potensiometri.

Pada dasarnya setiap titrasi (titrasi asam basa, titrasi kompleksometri,

titrasi pengendapan atau titrasi redoks) dapat diikuti secara potensiometri dengan

bantuan elektroda indikator dan elektroda pembanding yang sesuai. Dengan

demikian kurva titrasi yang diperoleh dengan menggambarkan grafik potensial

terhadap volume pentiter yang ditambahkan mempunyai kenaikan yang tajam

disekitar titik kesetaraan.

Cara potensiometri ini bermanfaat bila tidak ada indikator yang cocok

untuk menentukan titik akhir titrasi, misalnya dalam larutan yang keruh atau bila

daerah kesetaraan sangat pendek dan tidak cocok untuk menetapkan titik akhir

titrasi dengan indikator.

Untuk titrasi redoks, biasanya digunakan elektroda platina sebagai

elektroda indikator dan elektroda kalomel jenuh sebagai elektroda pembanding.

Dengan memakai pasangan elektroda ini, kurva titrasi yang diperoleh dari

percobaan akan bergeser 0,24 V dari kurva teoritis.

Pada metoda potensiometri, elektroda merupakan penghantar atau sistem

yang memungkinkan pengaliran elektron atau interaksi kimia dari komponen

tertentu dalam larutan elektrolit sehingga dapat dilakukan pengukuran potensial.

Elektroda menurut penggunaannya dibagi sebagai berikut :

1. Elektroda pembanding, Merupakan elektroda yang telah tertentu harganya serta dapat dipertahankan

konstan pada pemakaiannya, mempunyai ketepatan ulang yang tinggi dan

koefisien temperatur yang rendah. Elektroda ini dapat dicelupkan langsung

kedalam larutan cuplikan atau melalui suatu larutan elektrolit penghubung (liquid

junction electrolyte).

Penggunaan elektroda ini secara langsung bila pada larutan cuplikan tidak

terdapat komponen yang dapat menimbulkan interaksi kimia, sedangkan bila

dikhawatirkan terjadi interaksi kimia maka dibutuhkan sistem elektrolit

penghubung yang ditempatkan diantara elektroda pembanding dengan larutan dan

dibuat hubungan sedemikian rupa sehingga tidak terdapat interaksi langsung

antara elektroda pembanding dengan cuplikan dan proses difusi ion tidak boleh

diganggu.

Macam - macam elektroda pembanding:

a. Elektroda Hidrogen Penulisan : Pt , H2 (1 atm) | H+ ( a = 1 M )

Reaksi : 2 H+ + 2 e H2 (g) E = 0,0 V

Elektroda hidrogen memiliki sifat sebagai berikut :

Nilai a dari H+ = 1,00 M sulit dipertahankan.

H2 ( 1 atm ) sulit dibuat dan mudah meledak.

Potensial elektrodanya mudah diganggu oleh beberapa senyawa (misalnya :

oksidator, reduktor, koloid, ion sulfida dan sebagainya).

b. Elektroda KalomelPenulisan : Hg2Cl2 (jenuh) , KCl (x M) | Hg.

Reaksi : Hg2Cl2 + 2e 2 Hg + 2 Cl-

Elektroda kalomel ada 3 yaitu :

EKJ KCl jenuh E = 0,2415 volt.

EKN KCl 0,1 M E = 0,3338 Volt.

EKD KCl 1,0 M E = 0,2800 Volt.

c. Elektroda Perak (Ag/AgCl)Penulisan : AgCl (jenuh) , KCl (x M) | Ag.

Reaksi : AgCl + e Ag + Cl-

Potensial elektroda tergantung pada suhu.

d. Talium talor kloridaPersis sama dengan elektroda perak, tapi menggunakan logam talium.

Elektroda pembanding yang banyak digunakan adalah elektroda kalomel

jenuh, karena kekompakkan dan kemudahan pemeliharaannya, namun sangat

dipengaruhi oleh suhu.

2. Elektroda Indikator. Merupakan elektroda yang harga potensialnya dipengaruhi oleh aktivitas ion atau

konsentrasi dari larutan. Elektroda indikator untuk pengukuran potensiometri

terdiri dari dua jenis, yaitu : elektroda indikator logam dan elektroda indikator

selaput.

Elektroda indikator logam

Terdiri dari empat macam tipe :

1. Keseimbangan antara logam dengan ionnya.Contoh : Zn+2 + 2e Zn

2. Logam memberikan respon terhadap anion membentuk endapan atau kompleks.

Contoh : Ag untuk Cl-

Hg untuk EDTA.

3. Logam untuk logam lain.Contoh : Hg untuk Ca.

4. Logam inert untuk redoks (Pt)

Elektroda indikator selaput / elektroda ion selektif / elektroda khas ion.

Mempunyai sifat sebagai berikut : Kelarutan kecil, penghantar listrik,

mempunyai kereaktifan selektif terhadap analit. Seperti : penukar ion,

pembentukan kristal, dan pembentuk kompleks.

Elektroda indikator membran terdiri dari:

1. Ion selektif.a. Kristal : yaitu kristal tunggal dan kristal campuran.b. Ion kristal : yaitu gelas, cair bergerak dan cair dalam polimer.2. Molekul selektif.Yaitu seperti : sensor gas dan enzim.

Titrasi potensiometri secara langsung telah digunakan terutama pada

pengukuran pH larutan dalam air. Cara langsung yang digunakan untuk

pengukuran ion - ion lain digunakan elektroda ion selektif. Titrasi potensiometri

digunakan secara tidak langsung dari kation yang akan ditentukan, dikomplekskan

dengan suatu ion yang ditambahkan berlebihan tak terukur. Lalu kelebihan anion

yang tidak terkompleks dititrasi dengan ion lain tang juga dapat membentuk

kompleks dengan ion tersebut.

Titik ekivalen dari suatu titrasi potensiometri diukur berdasarkan

perubahan potensial. Makin besar perubahan potensial pada titik ekivalen makin

sempurna reaksi berlangsung. Potensial akan naik secara perlahan - lahan

terhadap volume pentiter yang ditambahkan. Pada daerah sekitar titik ekivalen,

potensial akan naik dengan tajam, kemudian lewat titik ekivalen potensial akan

naik perlahan lagi. Pada kondisi yang sesuai akan didapatkan kurva hubungan

yang linear antara besaran potensial dengan aktivitas atau konsentrasi komponen

tertentu didalam larutan.

Ini dapat dinyatakan dalam persamaan Nerst :

E sel = Eosel - RT ln A red nFRT

ln AoksAred

Pada larutan encer suhu 25 oC aktivitas larutan dapat disamakan dengan

konsentrasi sehingga persamaan menjadi :

E sel = Eosel - 0,0591 log redoks

n.F A oks

Pada prinsipnya E sel yang timbul akibat kontak langsung elektroda pembanding

dengan elektroda indikator pada setiap penambahan pentiter. Dalam titrasi

konsentrasi pentiter harus lebih besar dari yang dititer. Ini dilakukan untuk

mencegah terjadinya perubahan volume yang besar sehingga potensial yang

terbaca tidak konstan. Grafik titrasi potensiometri dapat berupa :

E E

TE (V) TE (V)

(i) (ii)

Grafik (I) merupakan hubungan antara beda potensial dengan volume

pentiter. Volume pada titik kesetaraan didapat dengan menarik garis vertikal lewat

bagian kurva yang curam dan mencari titik potongnya dengan sumbu volume.

Grafik (ii) menunjukkan suatu alur arah lereng suatu kurva yaitu berubahnya

potensial dengan berubahnya volume (E/V) lawan volume pentiter. Volume pada

titik kesetaraan ditetapkan dengan menarik garis vertikal dari puncak kesumbu

volume. Makin lengkap reaksinya maka makin tajam puncaknya, dan makin

akurat lokasi titik kesetaraannya. Grafik ini merupakan turunan pertama dari

harga potensial dengan perubahan volume dalam penentuan titik ekivalen.

2E/

TE (V)

Grafik ini merupakan turunan kedua dari harga potensial dengan perubahan

volume. Pada grafik ditunjukkan suatu alur dari perubahan arah lereng suatu

2

V

V

kurva titrasi, titik akhir dicari letaknya dengan menarik garis vertikal pada 2E/

2V adalah nol kesumbu volume.

Kegunaan titrasi potensiometri:

1. Menentukan aktivitas larutan.

2. Menentukan pH larutan.

3. Untuk mengkoreksi penyimpangan - penyimpangan yang

terjadi dalam larutan akibat antaraksi dari ion - ion dalam larutan itu.

4. Untuk reaksi pengkompleksan

5. Untuk reaksi redoks, dipakai elektroda Pt.

6. Dan lainnya, untuk sistem bukan air.

III. PROSEDUR PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

- Alat pH / Ion meter

- Elektroda ion selektif CN-

- Magnetik stirrer

- Digital Buret

- Pipet gondok

- Labu ukur

- Gelas piala

- Larutan standar 1000 ppm CN

- NaOH 1,0 N

- Aquadest

3.2 Cara Kerja

1. Isi ke botol digital buret dengan larutan standar 1000 ppm CN-, set alat dengan menekan tombol Fill, kemudian tombol Clear, minimumkan speed

regulatornya.

2. Siapkan 6 buah labu ukur 50 mL, kepada labu ke dua masukkan ujung buret, masukkan 50 mL, tekan dengan hati hati tombol Go guna

mengeluarkan 0,050 mL larutan standar sianida 1000 ppm CN-.

3. Dengan cara yang sama keluarkan 0,200 ; 0,800 ; 3,200 ; 12,800 mL

larutan standar sianida 1000 ppm ke dalam labu ke 3 s/d ke 6.

4. Tambahkan masing masing 5 mL NaOH 1 N, lalu encerkan sampai tanda batas dengan aquadest, maka akan didapatkan deretan standar 0 ; 1,0 ;

4,0 ; 16,0 ; 64,0 ; 256,0 ppm CN-.

5. Pasangkan elektroda ion selektif sianida pada alat pH / ion meter, celupkan

elektroda bersama termometer kepada larutan blanko. Ukur suhunya dan atur

tombol koreksi suhu pada nilai suhu larutan dengan menekan tombol up /

down.

6. Tekan mode untuk memilih fungsi mV, biarkan stabil dan catat nilai beda

potensial yang ditunjukkan sebagai E dalam mV.

7. Keluarkan blanko, ganti dengan deretan standar 1 ppm, tunggu stabil, catat

nilai E nya. Lakukan hal yang sama terhadap standar yang lainnya.

8. Mintalah larutan tugas sdr pada asisten dengan mengerahkan labu ukur 50

mL yang telah diberi identitas praktikan.

9. Tambahkan 5 mL NaOH 1 N, encerkan sampai tanda batas dengan

aquadest.

10. Pindahkan deretan standar ini pada gelas piala, celupkan elektroda

bersama termometer pada larutan tugas. Perlakukan hal yang sama seperti

perlakukan standar. Catat nilai potensial yang dihasilkan.

Dari data pengukuran deretan standart ini buatlah kurva kalibrasi standar

antara lain:

a. E vs log C pada kertas grafik biasa (mm blok)

b. E vs C pada kertas grafik semi log

11. Dengan bantuan kurva kalibrasi standar di atas, lalu tentukan kadar ion

sianida dari larutan sampel Sdr.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data dan perhitungan

volume larutan standar sianida NaOH

Konsentrasi larutan ( ppm )

Beda Potensial ( E ) -log C

0 5 mL 0 112,3 -0,250.05 5 mL 1,0 115,1 -2,060.2 5 mL 4,0 125,8 -2,10.8 5 mL 16,0 224,7 -2,353.2 5 mL 64,0 262,0 -2,4212.8 5 mL 256,0 298,4 -2,47

Larutan tugas 5 mL 56 261,2 -2,42

V1.N1 = V2.N2

V1.1000ppm = 50 ppm . 56 ml

V1 = 2800 1000

V1 = 2,8 ml

4.2 Pembahasan

Pada praktikum kali ini yang kami lakukan adalah elektroda ion selektif.

Dimana praktikum kami bertujuan untuk mengetahui dan mempelajari penerapan

Potensiometris penentuan ion tertentu dan juga menetukan kadar ion Sianida

menggunakan Elektroda Ion Selektif. Metoda potensiometri merupakan suatu cara

analisa yang didasarkan pada pengukuran beda potensial yang terjadi diantara sepasang

elektroda yaitu elektroda pembanding dan elektroda indikator. Elektroda ion selektif

yang kita gunakan dalam praktikum kali ini merupakan elektroda indikator, dimana

harga potensial terukur dipengaruhi oleh aktivitas ion atau konsentrasi larutan.

Pada praktikum ini kami menggunakan larutan sianida dengan konsentrasi 1000

ppm. Kami melakukan variasi volume larutan standar sianida untuk melihat seberapa

besar pengaruh konsentrasi larutan terhadap harga potensial yang diukur masing-masing

konsentrasi. Variasi yang kami lakukan yaitu, 0 mL ; 0,05 mL ; 0.20 mL ; 0,80 mL ;

3,20 mL ; 12,8 mL, sehingga untuk masing-masing volume ini didapatkan konsentrasi

sebesar 0 ppm ; 1,0 ppm ; 4,0 ppm ; 16,0 ppm ; 64,0 ppm ; 256 ppm. Setelah

pengambilan larutan standar sianida dengan menggunakan alat pH/ ion meter sehingga

pengukurannya akurat, masing-masing larutan ditambahkan dengan 5 mL NaOH dan

diencerkan smpai tanda batas didalam labu ukur 50 mL.

Setelah itu kami mengukur beda potensial masing-masing larutan dengan

memasukkan elektroda ion selektif CN- dan thermometer kedalamnya. Kami juga

menggunakan larutan blanko, dan jangan lupa untuk menyamakan suhu yang ada pada

larutan dengan suhu yang diset pada alat. Dari percobaan yamg kami lakukan suhu yang

digunakan adalah sebesar 25oC. setelah melakukan pengukuran, harga beda potensial

masing-masing larutan adalah sebesar 112,3 mV : 115,1 mV : 125,8 mV : 224,7 mV :

262,0 mV : 298,4 mV.

Prosedur yang sama juga dilakukan pada larutan tugas yang diberikan oleh

asisten yang berbeda untuk setiap praktikan. Setelah dilakukan pengukuran diperoleh

beda potensial larutan tugas sebesar 261,2 mV. Setelah itu kami membuat kurva

kalibrasi antara beda potensial dengan log C dengan menggunakan grafik biasa dan

kurva antara beda potensial dengan konsentrasi dengan mnggunakan grafik semi log.

V. KESIMPULAM DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari praktikum yang telah dilaksanakan dapat ditarik kesimpulan :

Metoda potensiometri merupakan suatu cara analisa yang didasarkan pada

pengukuran beda potensial yang terjadi diantara sepasang elektroda yaitu elektroda

pembanding dan elektroda indikator.

Elektroda ion selektif yang kita gunakan dalam praktikum kali ini merupakan

elektroda indicator, dimana harga potensial terukur dipengaruhi oleh aktivitas ion

atau konsentrasi larutan.

Variasi kosentrasi dilakukan untuk melihat seberapa besar pengaruh konsentrasi

larutan dan pergerakan ion terhadap beda potensial yag diukur.

Semakin tinggi konsentrasi larutan , maka beda ppotensial yang dipeoleh juga

semakian besar.

Beda potensial larutan tugas yang diberikan sebesar 261,2 mV

5.2 Saran

Dari praktikum yang dilakukan, dappat disarankan agar :

Lakukan prosedur kerja dennga baik da teliti

Elektroda yang digunakan harus benar-benar bersih

Jangan lupa melakukan pnambahan NaOH

DAFTAR PUSTAKA

Rivai, Harrizul. 1995. Asas Pemeriksaan Kimia. Universitas Indonesia Press. Hal. 372 - 379, 385 - 387.

Sumar, Handayana, Dr. 1994. Kimia Analitik Instrumen. IKIP Semarang Press.

Underwood, A.L. 1993. Analisis Kimia Kuantitatif. Penerbit Erlangga ; Jakarta.

II. TEORIIII. PROSEDUR PERCOBAAN3.1 Alat dan BahanIV. HASIL DAN PEMBAHASANV. KESIMPULAM DAN SARAN