Metode analisis titrimetri konvensional

METODE ANALISIS TITRIMETRI

TITRIMETRIAnalisis kuantitatif berdasarkan pengukuran jumlah reagen yang konsentrasinya diketahui, yang diperlukan untuk bereaksi dengan suatu analit

TItrasi

Volumetri/titrimetri

Titrasi Gravimetri

Titrasi Elektroanalisis :Coulometri, potensiometri, amperometri, dll

Titrimetri digunakan secara luas karena : Cepat, sesuai, teliti, agak otomatis

BEBERAPA ASPEK UMUM1.Definisi – definisi

Larutan Standar : Suatu pereaksi yang konsentrasinya

diketahui, digunakan untuk titrimetriTitrasi : Penambahan pelan-pelan suatu lar

standar dari buret kepada larutan yg dianalisis (analit)

2. Titik Ekivalen : Suatu keadaan jumlah ekivalen titran = analit terjadi reaksi sempurna

Disebut juga : Titik akhir teoritis Titik akhir stoikhiometri3. Titik Akhir Titrasi : Suatu titik atau saat pada

suatu titrasi bila terjadi peru- bahan fisis yg berhubungan dengan ekivalen kimia

4. Zat/zat Standar Primer/baku primerAdalah senyawa dengan kemurnian tinggi yang

bertindak sebagai materi/zat pembanding terhadap konsentrasi senyawa lain (=penentu normalita) dalam metode volumetri dan titrimetri massa

Ketelitian suatu metode secara kritis tidak terlepas pada sifat-sifat senyawa standar primer tsb.

Syarat-syarat penting untuk suatu zat standar primer : 1. Kemurniannya tinggi 2. Stabil terhadap udara 3. Tidak mengandung molekul air yg dapat merubah

komposisi padatannya dengan kelembaban relatif yang berubah-ubah

4. Mudah didapat dg harga yg relatif murah 5. Larut dalam medium titrasi 6. Massa molarnya besar sehingga kesalahan relatif yg disebabkan penimbangan senyawa standar dapat dikurangi

5. Zat-zat Standar SekunderAdalah senyawa yg kemurniannya dpt ditentukan

secara analisis kimia dan bertindak sebagai pembanding (=penentu

normalitas/konsentrasi) senyawa lain dalam suatu metode analisis titrasi

Sifat yg diperlukan untuk larutan-larutan standar Larutan standar ideal untuk titrimetri adalah ;1. Cukup stabil, karena itu diperlukan hanya sekali

untuk menetapkan konsentrasinya.2. Bereaksi cepat dg analit (zat yg dianalisis, karena

itu waktu yg diperlukan diantara penambahan-penambahan pereaksi dapat diperkecil.

3. Sedikit banyak bereaksi secara sempurna dg analit sehingga titik akhir yg memuaskan dapat terlihat jelas.4. Pada kondisi reaksi yg selektif dengan analit dapat digambarkan dengan persamaan kesetimbangan yg sederhana.

Konstanta Kesetimbangan kimia dari reaksi : wW + xX yY + zZ

K = (Y)y (Z)z

(W)w (X)x

Tipe-tipe Konstanta Kesetimbangan Dalam Analisis Kimia :1. Tipe kesetimbangan : Disosiasi air Nama konst-kesetimb : Konst hasil ion, Kw Contoh sederhana : 2H2O H3O+ + OH-

Konst Kesetimb : Kw = (H3O+) (OH-)

2. Tipe kesetimbangan : Kesetimb heterogen antara zat yg sukar larut & ion-ionnya

dlm lar jenuh

Nama konst-kesetimb : Hasil kali kelarutan, KSP

Contoh sederhana : BaSO4 (s) Ba2+ + SO42-

Konst kesetimb : KSp = (Ba2+) (SO4

2-)

3. Tipe kesetimbangan : Disosiasi asam lemah atau basa lemah

Nama konst-kesetimb : Konst disosiasi Ka atau Kb Contoh sederhana : a. CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO-

b. NH3 + H2O NH4+ + OH-

Konst Kesetimb : a. Ka =

b. Kb =

(H3O+) (CH3COO-) (CH3COOH)(NH4+) ( OH-) (NH3)

4. Tipe kesetimb : Pembentukan Ion Kompleks Nama konst-kesetimb : Konstanta pembentukan, βn Contoh sederhana : Ni2+ 4CN- Ni(CN)4

2-

Konst Kesetimb :

β4 = (Ni(CN)42-)

(NI2+) (CN-)4

Ni2+ + CN- Ni(CN)+ K1 = [Ni(CN)+](Ni 2+)(CN-)

Ni(CN)+ +CN- Ni(CN)2 K2 = [Ni(CN)2][Ni(CN)+](CN-)

Ni(CN)2 + CN- Ni(CN)3- K3 =

[Ni(CN)3-]

[Ni(CN)2](CN-)

Ni(CN)3- + CN- Ni(CN)4

2- K4 = [Ni(CN)4

2-][Ni(CN)3

-](CN-)

K1.K2.K3 dst disebut : konstanta pembentukan bertahap (Stepwise)

Konstanta keseluruhan ditandai dg βn

Ni2+ + 2CN- Ni(CN)2 β2 = K1.K2 = [Ni(CN)2](Ni2+)(CN-)2

Ni2+ + 3CN- Ni(CN)3- β3

= K1.K2.K3= [Ni(CN)3

-](Ni2+)(CN-)3

Ni2+ + 4CN- Ni(CN)42- β3

= K1.K2.K3.K4=[Ni(CN)4

2-](Ni2+)(CN-)4

(Soal Bab VII, bahas)

5. Tipe kesetimb : Kesetimbangan redoks Nama konst-kesetimb : Konst Redoks Contoh sederhana : MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

Konst Kesetimb :K red =

(Mn2+)(Fe3+)5

(MNO4-) (Fe2+)5 (H+)8

6. Tipe kesetimb : Koef distribusi utk suatu zat terlarut diantara 2 pelarut yg tdk dpt bercampur

Nama konst-kesetimb : Konstanta distribusi, Kd Contoh sederhana : I2 (aq) I2 (org) Konst Kesetimb :

Kd =

I2 (aq)I2(org)

HITUNGAN-HITUNGAN VOLUMETRI

• Konsentrasi larutan biasanya untuk beberapa hari

• Konsentrasi Molar = molaritas (M) Molaritas analitis Konsentrasi analitis

utk senyawa x Cx

Cx = Jumlah mol zat terlarut 1 liter larutanJumlah mmol zat terlarut 1 mL larutan

=

Contoh :

a. Hitung konsentrasi molar lar yg mengandung 2,30 g C2H5OH (46,07 g/mol) dalam 3,50 L larutanJawab :Jumlah C2H5OH = 2,30 g = mol

2,3046,07

= 0,04992 mol

C = C2H5OH0,04992 3,50 Mol/L = 0,0143 M

Untuk larutan H2SO4 1M = 1 mol H2SO4 murni/L lar dalam air (= 98 g)

• Molaritas kesetimbangan = Molaritas spesiesContoh 2 :Hitung konsentrasi molar analitis dan konsentrasi molaritas kesetimb dari spesies yg terlarut dlm air, pada larutan yang mengandung 285 mg trikloroasetat (Cl3CCOOH) (163,4 g/mol) dalam 10 mL (asam tsb terdisosiasi 73% dlm air) Cl3CCOOH = asam lemah (spt HA)Jumlah HA = 285 mg = 285 x 10-3

163,4 = 1,7444 x 10-3 mol

Molaritas HA = 1,744 x 10-3 x mol/L1000 10

= 0,1744 M

HA H+ + A- (HA terdisosiasi 73%)

H+ + A-

- Kons molar kesetimb spesies HA = molaritas spesies HA (100 - 73)% = 27% (HA) = C x (100 -72)/100 = 0,1744 x 0,27 = 0,047 mol/L = 0,047 M- Kons molar kesetimb A- = molaritas spesies A- =

73% (A-) = x 0,174 M = 0,127 M

HA

73100

Bagaimana Membuat Larutan ?

a. 2,00 L BaCl2 0,108 M dari BaCl22H2O (244,3 g/mol) 0,108 M = 0,108 mol/L = 0,108 x 144,3 g/L untuk 2 L = 2 x 0,108 x 144,3 g = 52,8 g

Ditimbang, kemudian dilarutkan dlm air sampai volume lar 2 L (dlm labu ukur)

b. 500 mL larutan BaCl2 yg mengandung 0,0740 m Cl- : BaCl2 Ba+ + 2Cl-

0,074 M Cl- ~ 0,074 M BaCl22H2O/L x ½ = 0,074 x 244,3 g BaCl22H2O/L x ½ Untuk 500 mL = x 0,074 x 244,3 g x ½ = 4,52 g 500

1000

Ditimbang, dilarutkan dlm air sampai volume 500 mL dlm labu ukur

% Konsentrasi Larutan (bagian / 100)

Ada tiga macam :

1. % berat ( w/w) = x 100%

massa zat terlarut Massa larutan

2. % volume (v/v) = x 100%Volume zat terlarut Volume larutan

3. % berat/volume = x 100%Massa zat terlarut,gVolume larutan, mL

• % berat dipengaruhi oleh temperatur : Larutan HCl 37% artinya lar tsb mengandung

37g HCl / 100 g larutan

• % volume untuk menyatakan konsentrasi larutan yg dibuat dgn

mengencerkan larutan murni dg pelarut lain Contoh : larutan metanol 5% dalam air, mengandung 5,0 mL metanol murni + 95 mL air vol total 100 mL• % berat/volume digunakan utk menunjukkan

komposisi lar air dari suatu pereaksi padat

Contoh : Larutan AgNO3 5% 5 g AgNO3 dilarutkan dlm air

sampai volume 100 mL

• ppm dan ppb

ppm = part per million ppm =

Massa zat terlarut (mg) Volume larutan (L)

Massa zat terlarut (mg) massa larutan (g)ppb =

Massa zat terlarut (g) massa larutan (g) C ppm = x 106 ppm

ppb = part per billion

Massa zat terlarut (g) massa larutan (g)C ppb = x 109 ppb

109 ppb = 106 ppm

Contoh : Berapa molaritas K+ dlm lar yg mengandung 63,3 ppm K3Fe(CN)6 (329,2 g/L)Jawab :63,3 ppm = 63,3 x 10-3 g/ L

63,3 x 10-3

329,2= mol K3Fe(CN)6

63,3 x 10-3

329,2~ mol K+/L = 5,77 x 10-4 M K+

• Perbandingan Volume Pengenceran Larutan HCl 1 : 4 1 bag HCl pekat + 4 bag air Akan tetapi kadang-kadang ada yg menggunakan : 1 bag HCl pekat + 3 bag air (kurang umum)

• Fungsi p (=harga p)Negatif logaritma (bil dasar 10) dari konsentrasi molar suatu senyawa (spesies)

pX = - log [X] pH = - log [H+]

• Densitas & Spesifik Gravitas Suatu Zat

Densitas mg/ L ; g/mL

MassaUnit volume

Spesifik Gravitas Perbandingan massa suatu zat thd massa dari vol air pd

temp tertentu (4oC) (tidak berdimensi) Spesifik gravitas biasa digunakan dlm perdaganganKarena density air kira-kira = 1,00 g/mL, krn kita menggunakan metrik, secara keseluruhan maka densitas = spesifik gravitas dpt bertukar tempat (sama) (lihat gbr hal 108) Contoh : HCl buatan Baker Analiza dg sp gravity

1,185 - 1,192

Contoh :

1. Hitung konsentrasi molar HNO3 (63,0 g/mL) dari larutan yg mempunyai spesifik graviti 1,42 dan 70% HNO3 (b/b)

Jawab :

Berat HNO3/lL lar = 1,42 x x 103 = 994 g HNO3/L lar

Maka konsentrasi molar HNO3 = mol/L = 16 M

70100

99463

2. Bagaimana membuat 100 mL HCl 6,0 M dari HCl pekat dgn Spsifik graviti 1,18 dan 37% b/b

Jawab :

C HCl = 1,18 x x 103 x mol/L = 12,0 M

Untuk membuat lar dg kons 6M sebanyak 100 mL, diperlukan :

V1 x M1 = V2 x M2 V1 x 12 = 100 x 6

V1 = (100 x 6)/12 = 50 mL HCl pekat, diencerkan s/d 100 mL

37100

136,5

• Hitungan Molaritas Larutan Standar Primer ( Lar Baku )

Contoh :

1. Pembuatan 5 L lar NaCO3 (105,99 g/mol) 0,1000 M

2. Pembuatan 500 mL Na+ 0,0100 M dari standar primer Na2CO3

(untuk kalibrasi metode fotometri nyala dlm penentuan unsur)

3. Pembuatan 50,0 mL lar standar 0,00500 M, 0,00200 M, dan 0,00100 M dari larutan pada contoh 1

• Pengolahan Data Titrasi

Ada dua jenis perhitungan :

1. Perhitungan molaritas larutan yg distandarisasi terhadap suatu lar standar primer atau standar sekunder

V1x M1 = V2 x M2

2. Perhitungan jumlah analit dalam sampel dari data titrasi.

Massa A (g)Massa molar A (g/mol)

Massa A (g)Massa mol rel A (g/mol)

Jml A= (mol)

=

Jml A = (mmol)

Massa A (g)

massa milli molar A (g/mmol)

Massa A (g)

Massa mol rel A x 10-3=

Mmol A = V(mL) x CA (mmol/mL)

Mol A = V (L) x CA (mol/L)

Perhatikan contoh 6 - 11 s/d 6 - 16 (bahas)

Soal-soal Bab VI