Dra. Rum Hastuti, M.SiKhabibi MSi

Revisi 2013

Kimia Analitik II ( 3 SKS) Pengampu : tim rht (M.1) , khb (M.2) Sistem penilaian : Tugas /diskusi (M.1 / M.2)30% UTS (M.1) / UAS (M.2) 70 % --------------------------------------------------- 100 % NA = Rerata (nilai T(1+2) + U(T+A) )

Kontrak Kuliah

Tata tertib

1.Tugas (baik mandiri / klp) dikumpulkan , pada pertemuan kuliah berikutnya setelah tugas diberikan. terlambat, nilai minimal (60).

2.PJMK bertanggung jawab, membagi anggota kelas dalam kelompok, berdasar urutan No, mhs klp Ganjil & klp Genap. / tiap klmp ditunjuk ketua kelompok

3.Informasi 2 penting terkait perkuliahan melalui PJMK.

4. Toleransi keterlambatan hadir kuliah 10 menit. Baik dosen maupun mahasiswa.

5.Hp. Pengampu : rht 08112749159, khb 085740947996 pjmk & ka.klpp infokan ke pengampu

1.Analytical Chemistry by :Gary D.Christian

2. Solving Problem in analitycal chemistry by :Stephen Brewer 3. Quantitave Chemical Analysis by : Kolthoff & Sandel 4. instremntal methode of analysis chemistry by : Ellen G Ewing 5. Kimia Kuantitatip oleh : Vogel

suatu materiKajianKimia penentuanAnalitik unsur penyusun / zat lain

yg terkandung dlm zat

Dasar kajian

1.Identifikasi zat 2.Elusidasi struktur 3.Analisis kuantitatif penyusun

1.Identifikasi zat 2.Elusidasi struktur 3.Analisis kuantitatif penyusun

Materi Kimia Analitik II

I. Analisa kuantitativ konvensional : *Analisis volumetri : asidi – alkali metri

kompleksometri oksidasi-reduksi ** pengendapan

gasometri*Analisis gravimetri : konvensional & modern (elektro gravimetri)

II.Analisis kuantitativ modern

Pengantar SpektroPengantar KolorimetriPengantar Potensiometri **

Dasar analisa volumetri

Analisa volumetri bagian dari analisa kuantitativ berdasar pengukuran volume

dari suatu larutan yang diketahui [ ] nya dengan pasti

Cara kerja analisa volumetri

TITRASI / TITRIMETRI

A

titrat

titran

B

Titran larutan penitrasi yang telah diketahui [ ] nya dengan pasti.

Titrat ≈ Analat Bahan yg akan ditentukan / dicari

dengan cara titrasi Titrimetri pe(+)an Titran melalui buret, pe(+)an vol titran terbaca dengan tepat

Volume atau berat titrat dapat diukur dengan teliti, bila konsentrasi titran diketahui mol titrat dapat dihitung.

∑ Titrat ekivalen dengan ∑ Titran ∑ Mol titrat dapat

diketahui pula berdasar persamaan reaksi dan koefisiennya

Dasar reaksi kimia dalam titrasi

a A + b B C

A = zat penitrasi

B = zat yang dititrasi

C = hasil reaksi

Tetapi tidak semua reaksi kimia dapat dipakai sebagai dasar suatu titrasi.

????

titran

titrat

1. * Reaksi berjalan cepat,sederhana

2. (reaksi ion An-org umumnya memenuhi, / (+) katalis, ---- )

3. * Sempurna, stokhiometri, tidak ada reaksi samping

4. * Salah satu sifat pada sistem yang bereaksi harus

mengalami perubahan secara tiba-tiba pada pe (+)

sejumlah equivalen zat penitrasi.

5. * Ada perubahan sebagai penunjuk akhir titrasi

6. indikator

Reaksi-reaksi dasar Analisis

Reaksi titrimetri

Sederhana, Stoikiometri, Cepat,

katalis,--- Perubahan dpt diamati TE indikator TAT

Indikasi TAT

. Perubahan warna

. Beda potensial (E) Titrasi.Potensiometri. Perubahan λ Titrasi.Konduktometri. Arus yg lewat sel titrasi Titrasi.Amperometri. Perubahan Abs Titrasi.Spektrofotometri.

Titrat dan Titran saling menghabiskan dalam

reaksi tidak ada kelebihan satu sama lainnya

reaksi telah ekivalen

Pereaksi telah ekivalen, tidak selalu berarti

pereaksi dan zat yang direaksikan telah sama banyak, baik Vol, ∑ gr

atau Mol nya.

A

titran

titrat

B

Reaksi ekivalen

∑ mol yang bereaksi ditentukan oleh persamaan reaksi.

Contoh reaksi dalam Titrasi :

2.HCl + 1.Na2B4O7 + 5.H2O 2.NaCl + 4H3BO3

5.Fe2+ + 1.MnO4- + 8.H+ 5.Fe3+ + Mn2+ +

4.H2O

1.CH3COOH + 1.NaOH 1.CH3COONa + 1.H2O

* ∑ eK Titran dan Titrat selalu sama. ? Karena berat ekivalen didefinisikan sedemikian rupa sehingga tercapai kesamaan jumlah ekivalen

Berarti koefisien reaksi berperan dlm penentuan BE. * BE tergantung dari reaksi yang benar-benar

berlangsung selama Titrasi. * Hub ∑ EK dan ∑ Mol tidak selalu tetap.

*BE suatu zat bukanlah besaran yang selalu tetap.

Nilai N Larutan mungkin berubah menurut reaksi yang terjadi dengan memperhatikan :

* Macam Titrasi * Kondisi Titrasi

Dalam hitungan titrasi, konsentrasi titrat dan titran sering dinyatakan dalam :

N = Kenormalan = Normalitas N = ∑ Ekivalen / L

Akhir titrasi idealnya ekivalen titrasi T. AT T. E

* ∑ Mol titran & titrat belum tentu

Pada keadaan TE sama tergantung koefisien reaksi.

! * ∑ eqivalen titran = ∑ eqivalen titrat

Konsentrasi dapat dinyatakan dalam : Mol / Liter Molaritas Ekivalen / Liter Normalitas

Cara menyatakan konsentarsi larutan

∑ zat terlar

ut

∑ laruta

n

∑ zat pelar

ut

nama [ C ]

Perhitungan

gram 100 gr

% brt berat z terlarut (g) / berat lrt(g) x 100%

gram - 100 gr

- berat z terlarut (g) / berat z pelarut x 100%

gram liter - - berat z terlarut (g) / vol larutan (L)

mgram

liter - Ppm berat z terlarut (mg) / vol larutan (L)

mL 100 mL

- % vol vol z terlarut (mL) / vol larutan (mL) x100%

mol liter - (M) mol z terlarut / vol larutan (L)

mol - kg (m) Mol z terlarut / berat z pelarut (Kg)

mol - mol (X)fraksi

Mol z terlarut / mol z pelarut + mol z terlarut

mol liter - (N) eqivalen z terlarut / vol larutan (L)

Bahan diskusi : 96% beratLarutan H2SO4 : rapat massa 1,96 g/mL

Ubah ukuran konsentrasi larutan H2SO4

1) 1.L larutan H2SO4 berat 1,96 x 1000 =1960 gr berat H2SO4 dalam larutan = 96 /100 x 1960 = 1882 gr berat air dalam larutan = 1960 – 1882 = 78 gr

(2) % brt 100/78 x 1882 g = 2413 gr H2SO4 / 100 gr pelarut

(3) 1882 gr H2SO4 / liter larutan

(4) ppm 1882 x 103 ppm

(5)Tidak dapat dihitung karena rapat massa H2SO4 murni tidak diketahui, dan kemungkinan akan terjadi kontraksi volume pada larutan

(6) 1882 gr H2SO4 = 1882/ 98 mol = 19,2 mol Molaritas (M) = 19,2 M zat terlarut ditinjau dalam bentuk ion. Formalitas F(SO4

=) = 19,2 ; F(H+) = 2 x 19,2 = 38,4

(7) Molalitas mol z terlarut/ berat z pelarut (Kg) (1000 / 78) x 19,2 = 246,2

(8) Fraksi mol = 19,2 / (19,2 + 78/18) = 0,82

(9) Normalitas (N) 1 eq H2SO4 = ½ mol (titrasi asam-basa) normalitas = 38,4 N

1.008 gr of H+

These weight are allEquivalent to

BASES

NaOH / 1 = 40,00 gr

Ba (OH)2 / 2 = 85,6 gr

NH3 / 1 = 17,03 gr

Na3PO4 / 3 = 54,66 gr

NaCl / 1 = 58,45 gr

CH3COOH / 1 = 60,05 gr

H2SO4 / 2 = 49,01 gr

HCl / 1 = 36,17 gr

ACIDS

SALTBa(NO3)2 / 2 = 130,7 gr Na2SO4 / 2 = 71,03 gr

AgNO3 / 1 = 169,9 gr

Na2CO3 / 2 = 53,0 gr

Fe2(SO4)3 / 6 = 40,00 gr

SO3 / 2 = 40,30 gr

Gram-equivalent weight of someAcids, bases, and salts

Contoh

Titrasi Asidi Alkalimetri H3PO4 dengan Titrasi NaOH Hub BE dengan Berat Mol juga

dipengaruhi indikator yang digunakan

1H3PO4 + 2NaOH Na2HPO4 + 2H2O

BE = ½ BM Lrt 1 M 2 N

1H3PO4 + 1NaOH NaH2PO4 + H2O

BE = BM Lrt 1 M 1 N

A

H3PO4

NaOH

PP

Metil Jingga

Tidak berwarna merah

berwarna tidak berwarna

2Na+ mensubstitusi 2H+

1Na+ mensubstitusi 1H+

*) 1.Na2CO3 + 1.HCl NaHCO3 + NaCl

Indk. PP BE = BM Lrt 1 M 1 N **) 1.Na2CO3 + 2.HCl 2NaCl + H2CO3

Indk. Metil Jingga BE = ½ BM Lrt 1 M 2 N

Valensi

BM?.BE = ------ n

1H+ mensubstitusi 1Na+

2H+ mensubstitusi 2Na+

Titrasi Asam Pospat 0,1 M dengan NaOH 0,1 M.

TAT tercapai pada pH = 9,72

Ditunjukkan perubahan warna Titrat semula ≠ berwarna kemerah-merahan. Ini bertepatan dengan berakhirnya reaksi :

1.H3PO4 + 2.NaOH Na2HPO4 + 2H2O

Setiap 1 Mol asam dipakai habis 2 Mol NaOH. Jika Asam yang dititrasi 50 mL diperlukan Basa 100 mL

BE NaOH BM Lrt. 0,1 M 0,1 N

Berapa konsentrasi H3PO4 bila dinyatakan dalam N

TE Titrasi ∑ EKtitran = EKtitrat

[ V x N ]titran = [ V x N ]titrat

[V x N]bs 100 x 0,1Nas = -------------------- = ---------------- = 0,2 Vas 50

Konsentrasi H3PO4 = 0,2 N

[ V x N ]as = [ V x N ]bs

Bila titrasi dicapai pada pH = 4,62

Reaksi yang terjadi

1.NaOH + 1.H3PO4 NaH2PO4 + H2O

Setiap molekul asam memerlukan / baru

menetralkan satu Mol basa, berarti untuk 50 mL

asam 0,1 M juga diperlukan 50 mL basa 0,1 M

Jadi hubungan BE dengan BM

Tergantung dari reaksi yang terjadi

Bila Titrasi di atas menggunakan indikator MM

TAT ditentukan dari perubahan warna Lrt. Merah

Jingga

1. TAT dapat ditentukan : Perubahan terpenting mendasari penentuan TAT dengan perhitungan dan perubahan pH.

Reaksi yang terjadi : 1. As dengan Bs (reaksi netralisasi) agar kuantitatif As/Bs harus kuat a * As dgn garam [ reaksi pembentukan As

lemah ] agar kuantitatif As kuat, dan garam terbentuk dari As lemah

sekali

Reaksi : HCL + NaCO3 NaHCO3 + NaCl 2HCL + Na2CO3 H2O + CO2 + 2NaCl HCL + NH4BO2 HBO2 + NH4Cl b* Basa dgn garam, (pembentukan basa lemah)

agar kuantitatif Basa harus kuat, dan garam dari basa lemah

Hub eq – mol ( titrasi netralisasi)eq asam monoprotik = ∑ mol asam 1N = 1 mol/L

eq asam diprotik 1N = 1/2 mol /Leq asam triprotik 1N = 1/3 mol /L

Eq basa setara dg asam berdasar gugus OH yg dpt

digantikan oleh atom /gugus lain.eq basa mono 1N = 1 mol /L

eq basa di / tri 1N = 1/2 mol/L , 1/3 mol /L

2. 2. Titrasi Presipitasi / Titrasi pengendapan3. pembentukan endapan semakin kecil kelarutan

4. semakin sempurna

Ag+ + Cl- AgCl

3In2+ + 2K4Fe(CN)6 K2In3[Fe(CN)6]2 + 6K+

Titrasi Presipitasi dengan larutan baku Ag “Argentometri”.

Equivalen suatu garam dalam reaksi pengendapan ∑ mol garam dibagi total valensi ion-ion yang bereaksi Equivalen AgNO3 dalam titrasi, ion Cl- = 1 mol

3. 3. Titrasi Kompleksometri Titrasi berdasar pembentukan kompleks

[Ion kompleks, / garam kompleks yang sukar

mengion] Ag+ + 2CN- Ag(CN)2-

Hg++ + 2Cl- HgCl2

Dalam kompleksometri dikenal “Titrasi Kelatometri” yang menyangkut

penggunaan “EDTA”.

Equivalen suatu zat massa zat yg bereaksi dg 1 mol kation univalen M+, 1/2 mol M++ , 1/3 mol M+++

untuk kation eq = mol / n (valensi)

4. 4. Titrasi Berdasar Reaksi Redoks

Yaitu reaksi dengan pemindahaan elektron

terjadi perubahan tingkat oksidasi.

5.[COOH]2 + 2.KMnO4 + 3.H2SO4 10.CO2 + 8.H2O +

1.K2SO4 +

2.MnSO4

1.Ce4+ + 1.Fe2+ 1.Ce3+ + 1.Fe3+

1.I2 + 2.Na2S2O3 2.NaI + 1.Na3SO4

Equivalen suatu agen pengoksid atau pereduksi Banyaknya zat (massa) yang bereaksi dg atau

mengandung1,0078 gr H atau 8 gr Oksigen (1/2 mol oksigen).

∑ oksigen tersedia ditentukan dg menuliskan pers hipotetik

Contoh : 2KMnO4 K2O + MnO + 5 O cara ke 1

•Dari pers reaksi terlihat dalam suasana asam 2.KMnO4 menghasilkan 5 atom O yang ditangkap agen

pereduksi, 1eq KMnO4 = 1/5 mol

Cara ke 2, dengan melihat e- yang dilepas / ditangkap oleh

Zat dalam reaksi dan perubahan bilok unsur utama agen pereduksi atau pengoksidasi

1 eq zat ∑ mol zat yg dimaksud yg dapat menerima (oksidator) atau melepas (reduktor) 1 elektron

1 eq KMnO4 = 1/5 mol

KMnO4 pada suasana asam menangkap 5 e- 1 eq KMnO4 = 1/5 mol

Metoda 3 memperhatikan perubahan bilok

1 eq zat banyaknya mol zat yang dimaksud yang dapatMengalami perubahan satu satuan bilangan oks.

Contoh: Reduksi K2Cr2O7 2Cr+++

Bilok Cr berubah 6 satuan 1 eq K2CrO7 = 1/6 mol

Konsep perubahan mol equivalen , sangat membantumempermudah dan mempercepat penghitungan

Dalam analisa volumetri.

TITRASI redoks: Iodo – Iodimetri Bikromatometri

PermanganometriCerimetri

Titrasi Redoks

Berdasar penggunaanOksidan / Reduktan

TAT dapat ditentukan : Dengan adanya : Indikator yang ditambahkan akan teramati * Perubahan warna larutan Titran* Dari berwarna tidak Berwarna* Tidak Berwarna Berwarna * Kekeruhan : larutan jernih keruh

larutan keruh jernih TAT tidak sama TE merupakan suatu

kesalahan

Kesalahan Titrasi tidak boleh > 0,1 %

Kurve Titrasi, TE & TAT

Dasar titrasi reaksi kimia dalam titrasi a A + b B C

Kesetimbangan yang terjadi

[C] [A]a [B]b

K = ----------------- atau K’ = ------------------- [A]a [B]b [C]

contoh

Titrasi asam / basa Asidi Alkali

H3O+ + OH- 2H2O Kw = [H3O+] [OH-] [H2O] [A-]HA + OH- H2O + A- K = ------------------ = [HA] [OH-] [H2O] [A-] [H+] 1 ----------------- x -------------- = ----- x Ka

[H+ ] [OH-] [HA] Kw

Titrasi pengendapan

Ag+ + 2 Cl- AgCl

Titrasi kompleksometri Ag+ + 2CN- [Ag(CN)2]-

Kp = [Ag+] [Cl-] Hasil Kali Kelarutan

[Ag(CN)2]-

Kp.komp = ----------------- (Ag+) (CN-)2

(Ag+) (CN-) 2

Kinst = -------------------- [Ag(CN)2]-

Titrasi redoks

Fe2+ + Ce4+ Fe3+ + Ce3+

okssidasi

reduksi

(Fe3+) (Ce3+)Kredoks = ---------------------- (Fe2+) (Ce4+)

Dari harga K ke 4 macam reaksi dalam titrasi, dapat dihitung [ion],maupun [molekul]

pada setiap saat selama titrasi berlangsung.

Bila hasil perhitungan [ C ] dialurkan pada sumbu Y , Sedang jumlah mL titran yang di (+) kan pada sumbu X

Akan diperoleh grafik 3.1

[C+]

mL

Kurva titrasi

Grafik 3.1 akan lebih jelas bila perubahan [ C ]dinyatakan dalam –log [ C ] = p X

Grafik 3.2 yang di dapatkan dinyatakan sebagai Kurva Titrasi

-log[C]pHpX

mL

* TE =∑titran yg di (+) kan

ekivalen dengan ∑titrat

TE = Titik akhir teoritis titrasi

Suatu titrasi dalam praktek dapat dilakukan , bila TE dapat terlihat.

Saat terjadinya perubahan yang dapat dilihat dinamakanTitik akhir titrasi / TAT

Keadaan sangat ideal, TE berimpit dengan TATPergeseran TE dan TAT kesalahan titrasi

Suatu titrasi akan berjalan lebih baik bila:

a.Perubahan Y per volume titran yg di (+) pada TE bertambah besar

b.Perubahan Y yang diperlukan untuk perubahan warna indikator bertambah kecilc.Daerah perubahan warna indikator

lebih dekat pada TE

TAT.

mL titran

p.XpH-log [C]

Semakin curam kemiringan kurve,

Semakin kecil kesalahan Titrasi.

Kurva titrasi : TAT dan trayek perubahan indikator

A

BC

* TE / TAT

Seb TE Ssd TE

pX

mL titran

Daerah TE 0.1 mL seb dan 0,1 mL ssd

TE

* TE.2

* TE.1

mL

pHpX-log [C]

Bentuk kurve titrasi senyawa poliprotik

Indikator 1

Indikator 2

1. 1. Sangat Murni 100% (0,01 – 0,02% Pengotor)2. dengan rumus mol yg pasti3. 4. *dimurnikan tidak menyerap 2. Mudah *dikeringkan H2O / CO2 dari udara

*diperoleh 1. 3. Stabil

2. 4. Mempunyai BE tinggi untuk mengurangi 3. kesalahan penimbangan4. 5. Bereaksi menurut syarat reaksi titrasi

Larutan Standard Primer Bahan yg konsentrasi larutanya dpt langsung ditentukan

dari berat bahan sangat murni yang dilarutkan dalan pelarut dengan vol tertentu

Larutan Standard Sekunder perlu standardisasi dalam penentuan konsentrasinya

Standarisasi dengan larutan standar primer

LarutanBaku/ standar

Primer

Sekunder

Preparasi larutan standar

Larutan standar

Zat murni[?]

Lrtn pekat[a]

pengenceran

rumus pengenceranV1 x N1 = V2 x N2

V1 = vol larutan pekat V2 = vol larutan hasil pengenceranN1 = normalitas larutan pekatN2 = normalitas larutan hasil pengenceran

?

Zat murni[?]

Larutan standar

Perlu data kerapatan & kadar zat murni

Cairan

Krptn L.gr/mL

Kadar K% berat

1 mL cairan memiliki berat L gr100 gr cairan mengandung K gr

Zat murni.

Setiap 1 mL cairan mengandung zat murni = (L/100).K gr

x mL cairan terkandung zat murni = x . L.K / 100 gr = x . L.K.10 mgr = x . L.K.10 / Mr = mmolBila zat bervalensi n x mL cairan setara = 10.x .L.K.n / Mr = mgrek

Untuk membuat larutan dengan normalitas N

Larutan harus terkandung N greq zat terlarut / 1 liter lrtan

Setiap V mL larutan N terkandung V.N mgreq

Bila reagen/zat yang tersedia tidak murni perlu standardisasi dengan larutan standar primer.

Netralisasi : Na karbonat, Na tetraborat, K hidrogen iodat, asam benzoat)Pengendapan : perak nitrat, NaCl, KCl, Redoks : K dikromat, K bromat, K iodat, Na oksalat.

10 x K.L.nV.N = --------------- Mr

N.V.Mrx = --------------- mL 10.n.K.L

PREPARASI LARUTAN

Menimbang zat dg tepat

1

23

Pelarut / aquades

Cara kerja

1. Menimbang zat dengan tepat

2. Masukkan zat kedalam labu takar melalui corong.

3. Tambahkan pelarut / air sedikit demi sedikit, kocok sampai zat larut sempurna, tambahkan pelarut / air sampai tanda batas.

PREPARASI PENGENCERAN LARUTAN

12

lrtpekat

labu takar

Pipet volume

Pelarut /aquades

Sampai tanda batas

1. Ambil sejumlah volume larutan zat pekat

yang akan diencerkan dengan tepat dengan pipet volume2. Tambahkan pelarut / aquades sedikit demi sedikit, gojok, tambahkan lagi sampai tanda batas.

Cara kerja

Penerapan dalam aplikasi analisa.

1. Bagaimana anda menyiapkan 0,500 L larutan berair KHCO3 dengan konsentrasi 0,100 M2. Bagaimana anda melakukan pengenceran dari larutan 1) untuk mendapatkan larutan akhir dengan konsentrasi 0,025 M sebanyak yang anda inginkan sesuai program

Solusi persiapan kerja

a.Cari dulu mol zat terlarut.Mol zat terlarut – (0,500 L) x (0,100 mol L-1) = 0,05 mol Gram zat terlarut = (0,05 mol) x massa zat terlarut = (0,05 mol) x (100,12 gr.mol-1)= 5,01 grb. Timbang 5,01 gr zat KHCO3, masuk kan ke labu takar 500 mL, + aquades sedikit demi sedikit, batas vol

1

2. Pengenceran larutan 0,1 M 0,025 M, misal sesuai program anda perlu sebanyak 500 mL a, ∑ mol zat dalam 500 mL larutan zat encer (0,025M) = ∑ mol zat dalam V mL larutan zat pekat (0,1M)

Sesuai rumus pengenceran : V1 x C.1 = V.2 x C.2 V1 , C.1 = vol , konsentrasi zat awal V.2 , C.2 = vol , konsentrasi lrt baru

0,1 mol/L x V.1 mL = 0,025 mol/L x 500 mL 0,025 V.1 mL = --------- x 500 mL = 125 mL 0,1 Untuk mengambil larutan 0,1 M harus dengan pipet mikro. 1mL.

Diskusi :Anda diminta melakukan preparasi larutan standar KMnO4

Diperlukan data : informasi sifat kimia dan fisik zat standagar dalam aplikasi penentuan zat dalam sampel akurat.

Larutan standar sebanyak 1000 mL, 1 N

Diskusikan & buat resume tentang :sifat zat, bagaimana mempersiapkan larutan,

penanganan, penyimpanan agar pada Analisis rutin larutan tetap bisa digunakan sewaktu waktu.

Latihan:1)Hitung berapa gram H2SO4 diperlukan untuk mendapatkan

1 equivalen H2SO4

2) Hitung berapa eq dari *)286,002 gr Na2CO3 10 H2O *) 98,078 gr H2SO4