modul praktikum kimfis kitik

BUKU PANDUAN PRAKTIKUM

KIMIA FISIKA DAN KIMIA ANALITIK

LABORATORIUM DASAR PROSES KIMIA

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK 2012

Daftar isi

BBBuuukkkuuu PPPaaannnddduuuaaannn PPPrrraaakkktttiiikkkuuummm ||| LLLaaabbbooorrraaatttooorrriiiuuummm DDDPPPKKK

DAFTAR ISI

Halaman DAFTAR ISI 1

TATA TERTIB PRAKTIKUM 2

SUSUNAN PEMBUATAN LAPORAN PRAKTIKUM 4

PETUNJUK PENGGUNAAN PERALATAN 6

PRAKTIKUM KIMIA FISIKA DAN KIMIA ANALITIK

Percobaan 1 : Adsorpsi Isotermis 9

Percobaan 2 : Pengaruh Konsentrasi dan Suhu padaLlaju Reaksi 13

Percobaan 3 : Sistem Zat Cair 3 Komponen 16

Percobaan 4 : Sifat Koligatif Larutan 20

Percobaan 5 : Kesetimbangan Kimia dan Prinsip Le Chatelier 22

Percobaan 6 : Penentuan Sifat Molekul Berdasarkan Pengukuran Massa Jenis Gas 25

Percobaan 7 : Analisis Gravimetri 28

Percobaan 8 : Metoda Potensiometri 33

Percobaan 9 : Spektofotometri Sinar Tampak 49

Percobaan 10 : Metoda Konduktometri 62

Percobaan 11 : Kromatografi Gas 66

DAFTAR PUSTAKA 75

Tata Tertib Praktikum


TATA TERTIB PRAKTIKUM

1. Semua Praktikan diwajibkan mengenakan Jas Praktikum yang berwarna putih selama

melaksanakan praktikum.

2. Hadir 15 menit sebelum tes awal dimulai, dan menyerahkan kartu monitoring praktikum

kepada asisten.

3. Menyerahkan buku Laporan Pendahuluan dan Jurnal Praktikum (lihat bagian Contoh

Penulisan Laporan Pendahuluan dan Jurnal) kepada Asisten. Buku tersebut dapat diminta

lagi ke Asisten setelah mengikuti tes awal.

4. Mengikuti tes awal sebelum percobaan dilakukan sampai Asisten yang bertanggung jawab

menilai bahwa Praktikan pantas dan mampu melaksanakan percobaan yang telah

ditentukan. Apabila Praktikan tidak mengikuti tes awal, percobaan dinyatakan gugur. Tes

awal berlangsung kira-kira 15 - 30 menit.

5. Mencatat semua hasil pengamatan dari percobaan yang dilakukan di dalam buku laporan

Pendahuluan dan Jurnal Praktikum. Pada akhir percobaan semua hasil pengamatan harus

diketahui dan ditandatangani oleh Asisten

6. Buku Laporan Praktikum (lihat bagian Contoh Penulisan Laporan praktikum) harus

telah diserahkan kepada Asisten minggu sebelumnya, sedangkan buku laporan

Pendahuluan dan jurnal praktikum diserahkan kepada Asisten sebelum tes awal dimulai.

Keterlambatan penyerahan akan dikenai sangsi, yaitu tidak boleh mengikuti praktikum

pada hari penyerahan Buku Laporan Praktikum. Buku laporan dapat diambil kembali 2

hari setelah diserahkan di ruang Laboratorium Dasar Proses Kimia, atau langsung ke

Asisten yang bersangkutan.

7. Kekurang sempurnaan laporan praktikum harus diperbaiki dan diserahkan kepada asisten

yang bersangkutan paling lambat seminggu setelah dinyatakan perlu perbaikan.

8. Peminjaman alat-alat praktikum harus seijin petugas laboratorium dan dikembalikan kepada

petugas laboratorium dalam keadaan yang sama. Praktikan harus menandatangani lembar

inventarisasi alat dan mengembalikan alat-alat praktikum.

9. Sebelum meninggalkan laboratorium, praktikan harus membersihkan meja kerja dan alat-

alat praktikum serta mengatur kembali letak bahan-bahan praktikum.

10. Penggunaan alat-alat dan pemakaian bahan kimia harus hati-hati, tidak boleh sampai ada

bahan kimia yang tercecer atau tumpah.

11. Kesalahan kerja atau kelalaian Praktikan sehingga terjadi kerusakan alat

atau bahan yang terbuang, wajib diganti oleh Praktikan dengan bahan/alat yang sama.

Tata Tertib Praktikum


12. Bersikap sopan pada Asisten.

13. Ketidakhadiran praktikan pada waktu yang telah dijadwalkan dinyatakan gugur, kecuali

ada alasan yang kuat.

14. Ketidakhadiran praktikan karena sakit, percobaannya dapat dilakukan di luar jadwal

praktikum dengan persetujuan asisten, setelah mendapat ijin dari Dosen Koordinator

Praktikum. Dispensasi perubahan jadwal praktikum karena sakit hanya dibolehkan satu

kali selama periode praktikum.

15. lulus praktikum:

Telah mengikuti tes pendahuluan sebelum praktikum dimulai.

Telah melaksanakan semua percobaan pada semester yang sama dan dinyatakan lulus

oleh asisten.

Menyerahkan laporan praktikum untuk semua percobaan yang telah dilaksanakan dan

dinilai oleh asisten.

Lulus ujian akhir praktikum.

Susunan Pembuatan Laporan Praktikum


SUSUNAN PEMBUATAN LAPORAN PRAKTIKUM

1. Kulit Luar/Cover

2. Penulisan Laporan Pendahuluan dan Jurnal

BUKU LAPORAN

PRAKTIKUM KIMIA DASAR

SEMESTER GANJIL 2012/2013

Nama : …………………….

NPM : …………………….

Kelompok : …………………….

LABORATORIUM DASAR PROSES KIMIA

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK, 2012

JUDUL

Percobaan 1

I. TUJUAN

II. PRINSIP KERJA

III. TEORI

IV. ALAT/BAHAN

V. PROSEDUR DAN PENGAMATAN

Prosedu Kerja Hasil Pengamatan

A. 1.

2.

3.

4.

Prosedu Kerja Hasil Pengamatan

B. 1.

2.

3.

4.

Tanda Tangan Asisten

(……………………….)

Susunan Pembuatan Laporan Praktikum


3. Penulisan Laporan Praktikum

JUDUL

Percobaan 1

I. TEORI

II. PENGOLAHAN DATA

III. HASIL PENGAMATAN

IV. KESIMPULAN/SARAN

V. JAWABAN TUGAS/PERTANYAAN

VI. DAFTAR PUSTAKA

Praktikan :

1. ………………………, NPM …………

2. ………………………, NPM …………

3. ………………………, NPM …………

Tanda Tangan Asisten

(…………………….)

Petunjuk Penggunaan Peralatan


PETUNJUK PENGGUNAAN PERALATAN

Untuk memperoleh hasil percobaan yang benar maka harus diketahui lebih dulu cara-cara

pokok dalam penggunaan alat-alat laboratorium.

1. Pemanasan

Kebanyakan dari proses pemanasan dalam laboratorium dilakukan dengan menggunakan

alat pembakar gas, meski demikian untuk beberapa hal dipakai peralatan oven. Pembakaran atau

bunsen seperti tergambar di bawah ini pada umumnya memiliki sebuah katup pengatur gas dan

pengatur udara.

Untuk menyalakan bunsen, dilakukan tahap sebagai berikut:

Katup udara dalam keadaan tertutup dan katup gas terbuka.

Nyalakan dengan korek api, pada tahap ini akan dihasilkan nyala berwarna merah yang tak

terlalu panas.

Untuk mendapatkan nyala yang baik dan temperatur pembakaran yang lebih tinggi, katup

udara dibuka perlahan-lahan hingga didapat nyala biru.

Setelah selesai digunakan, matikan bunsen dengan cara menutup katup aliran gas.

Jika bunsen digunakan untuk memanaskan zat dalam tabung reaksi/beaker gelas, tata caranya

dapat dilihat dalam gambar di bawah ini:



Perhatikan mulut tabung jangan mengarah ke wajah atau kearah orang lain!

2. Penyaringan

Penyaringan bertujuan untuk memisahkan suatu cairan dari bahan padat dengan cara

melewatkan cairan pada bahan penyaring, misalnya kertas saring. Tata cara penyaringan adalah

sebagai berikut:

Lipat kertas saring seperti gambar di bawah ini:

Pasanglah di atas corong, lalu basahi kertas saring tersebut dengan air suling dan hindari

adanya rongga udara dibalik kertas saring.



Perhatikan posisi tepi kertas saring harus 1/2 sampai 1 sentimeter dari tepi atas corong

dan jumlah endapan 2/3 dari ketinggian kertas saring (maksimum).

Pasang corong pada penyangga dan taruhlah wadah penampung di bawahnya.

Tuanglah cairan melalui batang pengaduk dengan hati-hati.

Bilaslah beberapa kali dengan air suling hingga benar-benar bersih.

3. Pembacaan Skala

Pada alat-alat pengukur volume cairan tertera tanda garis-garis melingkar yang

menunjukkan batas tinggi cairan pada volume tertentu. Sebagai batas pembacaan adalah bagian

permukaan lengkung cairan, kecuali untuk cairan yang berwarna pekat/gelap, dibaca pada

bagian atas permukaan lengkung cairan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar di

bawah ini:

4. Pencucian Alat

Alat-alat yang digunakan dalam laboratorium kimia harus dalam keadaan bersih. Alat

yang bersih dapat diketahui bila permukaannya dibasahi maka akan terdapat suatu lapisan cairan

yang merata. Adanya lemak atau debu akan menyebabkan lapisan tersebut tidak merata.

Pencucian/pembersihan alat dilakukan dengan cara pencucinya dengan ditergen dan bila

perlu digosok dengan sikat dan akhimya dibilas dengan air suling. Untuk mencuci alat-alat yang

sangat kotor digunakan larutan Kalium dikromat dalam asam sulfat. Cara membuat larutan

tersebut dapat ditanyakan pada asisten.

Adsorpsi Isotermis


PERCOBAAN I

ADSORPSI ISOTERMIS

I. Tujuan Percobaan

Mengamati peristiwa adsorpsi suatu larutan pada suhu tetap oleh padatan.

II. Teori Dasar

Adsorbsi adalah peristiwa penyerapan cairan pada permukaan zat penyerap (adsorbsi).

Zat yang diserap disebut adsorbat. Zat padat terdiri dari atom-atom atau molekul-molekul

yang saling tarik menarik dengan daya tarik Van Der Waals. Kalau ditinjau molekul-

molekul di dalam zat padat, maka gaya tarik menarik antara satu molekul dengan molekul

yang lain disekelilingnya adalah seimbang. Sebab gaya tarik yang satu akan dinetralkan oleh

yang lain yang letaknya simetri (atau resultantenya = 0).

Lain halnya dengan molekul-molekul yang letaknya dipermukaan, gaya tarik kedua

molekul tersebut tidak seimbang karena pada salah satu arah disekeliling molekul tersebut

tidak ada molekul lain yang menariknya. Akibatnya zat tersebut akan menarik molekul-

molekul gas aatau solute kepermukaannya. Fenomena ini disebut adsorbsi. Adsorbsi

dipengaruhi :

Macam adsorben

Macam zat yang diadsorbsi (Adsorbat)

Konsentrasi masing-masing zat

Luas permukaan

Temperatur

Tekanan

Untuk adsorben dengan luas permukaan tertentu, makin tinggi konsentrasi adsorbat

makin besar zat yang dapat diserap. Proses adsorbsi berada dalam keadaan setimbang

apabila kecepatan desorbsi sama dengan kecepatan adsorbsi. Apabila salah satu zat

ditambah atau dikurangi maka akan terjadi kesetimbangan baru.

Desorbsi adalah kebalikan adsorbsi, yaitu peristiwa terlepasnya kembali

adsorbat dari permukaan adsorben. Adsorbsi isotermis adalah adsorbsi yang terjadi pada

temperatur tetap. Untuk menerangkan fenomena adsorbsi secara kuantitatif kita

mendasarkan pada teori termodinamika dari Gibbs dan Van’t Hoff.

Adsorpsi Isotermis


Persamaan empiris dari Adsorbsi isotermis Freundlich:

dimana,

X = berat zat (solut) yang teradsorbsi (gram)

m = berat adsorben (gram)

C = konsentrasi larutan setelah diadsorbsi (setelah setimbang)

k = konstanta Freundlich

n = konstanta lain

Persamaan teoritis dari Langmuir:

dimana,

N = mol asam yang teradsorbsi per gram karbon aktif

C = konsentrasi akhir dari asam dalam mol/liter

K = konstanta Langmuir

Nm = jumlah mol yang diperlukan untuk membuat lapisan tunggal pada karbon aktif.

Baik persamaan Freundlich maupun persamaan Langmuir hanya sesuai/cocok jika

zat yang diserap membentuk lapisan tunggal (monolayer) pada permukaan adsorben.

Kedua isoterm tersebut tidak cocok lagi pada tekanan yang lebih tinggi, karena

lapisan adsorbat yang terserap tidak lagi berbentuk lapisan tunggal, tetapi menjadi

lapisan multi molekuler.

Untuk kondisi ini, isoterm yang lebih sesuai dipakai adalah isoterm BET (Brunauer

Emmet and Teller). Isoterm ini dibuat atas dasar anggapan bahwa kekuatan yang ada

dipakai untuk kondensasi dan energi ikat adsorbsi multimolekuler. Kalor adsorbsi gas pada

lapisan kedua, ketiga dst dianggap sama dengan kalor pencairan gas. Adsorbsi larutan oleh

zat padat ada 3 kemungkinan:

a. Adsorbsi positif

Adsorpsi Isotermis


Apabila solute relatif lebih besar teradsorbsi daripada adsorbent.

Contoh: zat warna oleh aluminium atau Chromium.

b. Adsorbsi negatif

Apabila solvent relatif lebih besar teradsorbsi daripada solute dalam larutan.

Contoh: Alkaloid dengan karbon aktif

c. Berdasarkan kondisi kita mengenal dua jenis adsorbsi

1. Adsorbsi fisika (physisorption)

Apabila adsorbsi berjalan pada temperatur rendah dan prosesnya reversibel jumlah

asam yang hilang karena diadsorp = pengurangan konsentrasi asam dalam larutan.

2. Adsorbsi kimia (chemisorption, activated adsorbsion)

Apabila adsorbsi berjalan pada temperature tinggi disertai dengan reaksi kimia yang

reversibel.

III. Peralatan dan Bahan

A. Alat

Kertas Saring

Labu erlenmeyer 7 buah

Cawan porselin 1 buah

Corong 1 buah

Pipet ukur 1 buah

Buret 1 buah

Statif/klem 1 buah

Bunsen/kaki tiga/kasa 1 buah

9elas arloji 1 buah

1bu takar/gelas ukur 50 ml, 100 ml.

B. Bahan

NaOH 0,1 N

Asam Asetat

Carbon aktif 6 gram

HCL

Indikator PP/MO

IV. Prosedur Percobaan

Adsorpsi Isotermis


Sebagai adsorben dipakai karbon aktif dan sebagai adsorbat dipakai suatu asam (ditentukan

oleh asisten, misal asam asetat).

1. Panaskan karbon dalam cawan porselin, jaga jangan sampai membara, kemudian

didinginkan dalam exicator. Masukkan dalam enam buah labu erlenmeyer

dengan berat karbon masing-masing 1 gram.

2. Buatlah larutan asam dengan konsentrasi 0,15; 0,12; 0,09; 0,06; 0,03 dan 0,015 M

dengan volume masing-masing 100 ml. Larutan ini dibuat dari pengenceran larutan

0,15 N.

3. Satu enlenmeyer yang tidak ada karbon aktifnya disi 100 ml 0,03M larutan asam asetat,

contoh ini akan dipakai sebagai kontrol.

4. Tutup semua labu tersebut dan kocoklah secara periodik selama 30 menit,

kemudian biarkan diam untuk paling sedikit 1 jam agar terjadi kesetimbangan.

5. Saringlah masing-masing larutan memakai kertas saring halus, buang 10 ml

pertama dari filtrat untuk menghindarkan kesalahan akibat adsorbsi karena kertas

saring.

6. Titrasi 25 ml larutan filtrat dengan 0,1 N NaOH baku dengan indikator PP.

Lakukan 2 kali untuk masing-masing larutan

V. Tugas

1. Hitung konsentrasi akhir dari asam asetat dari masing-masing tabungnya.

2. Hitunglah jumlah mol sebelum dan sesudah adsorbs dan hitung pula jumlah mol yang

telah teradsorbsi.

3. Hitunglah mol asam yang teradsorbsi per gram karbon aktif pada masing-masing tabung.

4. Hitunglah jumlah mol yang diperlukan untuk membuat lapisan tunggal pada karbon

aktif (Nm).

VI. Bahan Untuk Uji Pendahuluan

1. Bagaimana membuat larutan 0,15 M asam asetat dari asam asetat absolut.

2. Bagaimana membuat larutan 0,12M, 0,09M, 0,06M, 0,03M, 0,015M dari larutan 0,15M

asam asetat dengan volume masing-masing 100 ml.

2. Tuliskanlah rumus pH larutan yang terdiri dari campuran asam lemah dengan basa

kuat.

3. Mengapa kita pilih larutan NaOH untuk menitrasi larutan filtrat pada prosedur no. 6

dan bukan larutan yang basa lemah?

Pengaruh Konsentrasi dan Suhu pada Laju Reaksi


PERCOBAAN II

PENGARUH KONSENTRASI DAN SUHU PADA LAJU REAKSI

I. Tujuan

Mempelajari pengaruh perubahan konsentrasi pada laju reaksi.

Mempelajari pengaruh suhu pada laju reaksi

II. Teori Dasar

Percobaan ini bersifat semi kualitatif yang dapat digunakan untuk menentukan

pengaruh perubahan konsentrasi dan pengaruh suhu pada laju reaksi. Reaksi yang diamati

adalah reaksi pengendapan koloid belerang yang terbentuk apabila tiosulfat direaksikan

dengan asam. Yang diukur dalam percobaan ini adalah waktu yang dperlukan agar

koloid belerang mencapai suatu intensitas tertentu. Reaksi pengendapan belereng

dapat ditulis sebagai berikut:


A. Alat

Gelas ukur

Stopwatch

Erlenmeyer

Termometer

Bunsen, Kaki tiga dan kasa

Pipet Volum

B. Bahan

HCL


Bagian A

1. Tempatkan 50 ml natrium tiosulfat 0,25 M dalam gelas ukur yang mempunyai alas

rata.

2. Tempatkan gelas ukur tadi diatas sehelai kertas putih tepat diatas tanda silang hitam



yang dibuat pada kertas putih tsb, sehingga ketika dilihat dari atas melalui larutan

tiosulfat, tanda silang itu jelas terlihat.

3. Tambahkan 2 ml HCL 1 M dan tepat ketika penambahan dilakukan nyalakan stop

watch. Larutan diaduk agar pencampuaran menjadi merata, sementara pengamatan

dari atas tetap dilakukan.

4. Catat waktu yanag diperlukan sampai tanda silang hitam tidak dapat diamati dari atas.

5. Suhu larutan diukur dan dicatat.

6. Ulangi langkah-langkah di atas dengan volume larutan tiosulfat dan volume air yang

berbeda-beda.

Tugas A

1. Dalam percobaan ini 1/waktu digunakan untuk mengukur laju reaksi. Buatlah kurva laju

reaksi sebagai fungsi konsentrasi tiosulfat

2. Hitung order reaksi terhadap tiosulfat

Bagian B

1. Masukkan 10 ml larutan Na-tiosulfat 0,5 M kedalam gelas ukur, lalu encerkan hingga

volumenya mencapai 50 ml

2. Ambil 2 ml HCL 1 M, masukkan ke dalam tabung reaksi, tempatkan gelas ukur dan

tabung reaksi tersebut pada penangas air yang suhunya 35o

C. Biarkan kedua

larutan tersebu beberapa lama, sampai mencapai suhu kesetimbangan. Ukur suhu

dengan menggunakan termometer dan catat.

3. Tambahkan asam kedalam larutan tiosulfat, dan pada saat yang bersamaan

nyalakan stopwatch. Larutan diaduk lalu tempatkan gelas ukur diatas tanda silang

hitam. Catat waktu yang dibutuhkan sampai tanda silang tidak terlihat lagi bila dilihat

dari atas.

4. Ulangi langkah diatas untuk berbagai suhu sampai 60o

C (lakukan untuk 4 suhu yang

berbeda).

Tugas B

1. Laju reaksi dinyakan sebagai 1/waktu. Buat kurva laju reaksi sebagai fungsi suhu

(o

C). Buat kurva log laju reaksi sebagai fungsi 1/suhu (1/o

K).

2. Beri komentar mengenai bentuk kurva yang diperoleh.



V. Pertanyaan

1. Faktor apa yang mempengaruhi kecepatan reaksi ?

2. Apa yang dimaksud dengan konstanta kecepatan reaksi ?

3. Peningkatan suhu tidak selalu berarti peningkatan laju reaksi. Beri komentar anda

mengenai hal ini !

Sistem Zat Cair Tiga Komponen


PERCOBAAN III

SISTEM ZAT CAIR TIGA KOMPONEN

I. Tujuan

Membuat kurva kelarutan suatu cairan yang terdapat dalam dua cairan tertentu.

II. Teori

Berdasarkan hukum fasa Gibbs, jumlah terkecil variabel bebas yang diperlukan untuk

menyatakan keadaan suatu sistem dengan tepat pada kesetimbangan diungkapkan sebagai :

F = C – P + 2

dimana,

F = jumlah derajat kebebasan

C = jumlah komponen

P = jumlah fasa

Dalam ungkapan diatas, kesetimbangan dipengaruhi oleh suhu, tekaanan dan

komposisi sistem. Jumlah derajat kebebasan untuk sistem tiga komponen pada suhu dan

tekanan tetap dapat dinyatakan sebagai :

F = 3 – P

Jika dalam sistem hanya terdapat satu fasa, maka F = 2, berarti untuk

menyatakan keadaan sistem dengan tepat perlu ditentukan konsentrasi dari dua

komponennya. Sedangkan bila dalam sistem terdapat dua fasa dalam kesetimbangan,

maka F = 1, berarti hanya satu komponen yang harus ditentukan konsentrasinya dan

konsentrasi komponen yang lain sudah tertentu berdasarkan diagram fasa untuk sistem

tersebut. Oleh karena sistem tiga kompoen pada suhu dan tekanan tetap mempunyai

jumlah derajat kebebasan paling banyak dua, maka diagram fasa sistem ini dapat

digambarkan dalam satu bidang datar berupa suatu segitiga samasisi yang disebut

diagram terner.

Jumlah fasa dalam sistem zat cair tiga komponen tergantung pada daya saling larut

antar zat cair tersebut dan suhu percobaan. Andaikan ada tiga zat cair A, B dan C. A dan

B saling larut sebagian. Penambahan zat C kedalam campuran A dan B akan

memperbesar atau memperkecil daya saling larut A dan B.



Pada percobaan ini hanya akan ditinjau sistem yang memperbesar daya saling larut

A dan B. Dalam hal ini A dan C serta B dan C saling larut sempurna. Kelarutan cairan

C dalam berbagai komposisi campuran A dan B pada suhu tetap dapat

digambarkan pada suatu diagram terner. Prinsip menggambarkan komposisi dalam

diagram terner dapat dilihat pada gambar (1) dan (2) di bawah ini.

Gambar 1 Titik A, B, dan C menyatakan komponen murni. Titik-titik pada sisi AB, BC

dan Ac menyatakan fraksi dari dua komponen, sedangkan titik didalam segitiga

menyatakan fraksi dari tiga komponen. Titik P menyatakan suatu campuran dengan

fraksi dari A, B dan C masing-masing sebanyak x, y dan z.

Gambar 2 Titik X menyatakan suatu campuran dengan fraksi A =25%, B=25% dan C=50%



Titik-titik pada garis BP dan BQ menyatakan campuran dengan perbandingan dengan

jumlah A dan C yang tetap, tetapi dengan jumlah B yang berubah. Hal yang sama

berlaku bagi garis-garis yang ditarik dari salah satu sudut segitiga kesisi yang ada

dihadapannya. Daerah didalam lengkungan merupakan daerah dua fasa. Salah satu cara

untuk menentukan garis binoidal atau kurva kelarutan ini ialah dengan cara menambah zat

B ke dalam berbagai komposisi campuran A dan C. Titik-titik pada lengkungan

menggambarkan komposisi sistem pada saat terjadi perubahan dari jernih menjadi

keruh. Kekeruhan timbul karena larutan tiga komponen yang homogen pecah menjadi dua

larutan konjugat terner.


A. Alat

Labu tertutup 100 ml 5 buah

Erlenmeyer 250 ml 3 buah

Burat 50 ml 3 buah

Neraca

Termometer

B. Bahan

Aseton

Benzena

Kloroform

Etanol

Asam asetat glasial

Aquades


1. Dalam labu erlenmeyer yang bersih, kering dan tertutup, buatlah 9 macam

campuran cairan A dan C yang saling larut sempurna dengan komposisi sebagai

berikut :

Labu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ml A

2 4 6 8 10 12 14 16 18 ml B

18 16 14 12 10 8 6 4 2

Semua pengukuran volume dilakukan dengan buret

2. Titrasi tiap campuran dalam labu 1 s/d 9 dengan zat B sampai tepat timbul

kekeruhan, dan catat jumlah volume zat B yang digunakan. Lakukan titrasi dengan



perlahan-lahan

3. Tentukan rapat massa masing-masing cairan murni A, B dan C

4. Catat suhu kamar sebelum dan sesudah percobaan

V. Tugas

1. Lakukan percoban di atas untuk zat A, B dan C sesuai dengan tugas dari asisten.

Berdasarkan zat yang diberikan, tentukan sendiri zat mana yang memiliki sifat A, B

dan C. Beberapa kemungkinan tugas adalah sebagai berikut :

a. Kloroform-aseton-air,

b. Aseton-benzena-air,

c. Air-kloroform-asam asetat dan

d. Air- benzena-etanol

2. Hitung konsentrasi ketiga komponen dalam fraksi mol untuk tiap campuran ketika

terjadi perubahan jumlah fasa, dengan rumus :

3. Gambarkan kesembilan titik itu pada kertas grafik segi tiga dan buat kurva

binoidalnya sampai memotong sisi AB dari segitiga

VI. Pertanyaan

1. Dapatkah penggambaran komposisi cairan dalam diagram terner dinyatakan dalam

persen volum? Jelaskan!

2. Apa arti garis hubung (tie line) serta bagaimana cara menentukannya secara

eksperimental.

3. Apa pula arti titik kritik dalam diagram terner ? berapa derajat kebebasannya ?

4. Gambarkan diagram terner untuk sistem yang mempunyai dua pasang cairan yang

saling larut sebagian, pasangan itu, misalnya A dan B serta B dan C.

Sifat Koligatif Larutan


PERCOBAAN IV

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN (KENAIKAN TITIK DIDIH)

I. Tujuan

Untuk menentukan berat molekul suatu zat dengan metode kenaikan titik didih.

II. Teori Dasar

Apabila zat padat yang tidak mudah menguap dilarutkan dalam pelarut, maka

tekanan uap akhirnya akan turun sehingga titik didih larutan akan naik dan titik bekunya

akan turun dibandingkan dengan pelarut murni.

Untuk larutan ideal, menurut Raoult kenaikan titik didih sebanding dengan jumlah

zat terlarut dan dapat ditunjukkan dengan hubungan:

dimana

∆T : Kenaikan titik didih

: Tetapan kenaikan titik didih molal

m : Molalitas zat terlarut

: Massa pelarut (gram)

: Massa zat terlarut (gram)

: Berat molekul zat terlarut

Harga Kb dapat diketahui jika massa m zat terlarut diketahui. Jadi dari penentuan titik

didih pelarut murni dan kenaikan titik didih larutan yang diketahui konsentrasinya, dapat

ditentukan berat molekul zat terlarut.


A. Alat

Gelas piala

Termometer

Tabung reaksi

Bunsen

Pengaduk

Sifat Koligatif Larutan


B. Bahan

NaCl

KCl

Zat X


1. Keringkan alat -alat yang akan digunakan

2. Isi gelas piala kira-kira dengan 300 ml air dan panaskan menggunakan bunsen.

3. Ukurlah titik didih pelarut murni.

4. Ukur titik didih larutan yang diketahui berat molekulnya, massa zat terlarut, dan

massa pelarut (3 kali).

5. Ulangi langkah 4 untuk zat terlarut yang diberikan oleh asisten (3 kali).

V. Tugas

1. Amati betul-betul suhu pada butir 4.

2. Tentukan berat molekul zat X.

VI. Pertanyaan

1. Mengapa tekanan uap larutan lebih rendah daripada tekanan uap pelarut murni?

2. Mengapa titik didih larutan lebih tinggi daripada titik didih pelarut murni?

3. Bagaimana persamaan untuk menentukan kenaikan titik didih pada teori jika

larutannya adalah larutan elektrolit (gunakan persamaan ini untuk menghitung hasil

percobaan yang menggunakan larutan elektrolit).

Tetapan Kesetimbangan


PERCOBAAN V

TETAPAN KESETIMBANGAN

II. Tujuan

Mengukur tetapan kesetimbangan.

Memperlihatkan bahwa tetapan kesetimbangan tidak bergantung pada

konsentrasi awal reaktan.

III. Teori Dasar

Dalam pengukuran tetapan kesetimbangan, pada praktiknya akan ditemui

beberapa kesulitan. Dalam menentukan nilai Kc suatu reaksi, pertama kali reaksi harus

ditunggu sampai ia mencapai kesetimbangan. Kemudian konsentrasi reaktan dan produk

diukur, baru nilai Kc dapat ditentukan. Akan tetapi dalam pengukuran konsentrasi reaktan

atau produk seringkali sejumlah larutan diambil untuk dianalisis. Pengambilan larutan

ini akan mempengaruhi kesetimbangan. Idealnya harus digunakan suatu metode yang tidak

melibatkan pengambilan larutan untuk dianalisis seperti metode di atas. Salah satu

metode yang tidak melibatkan pengambilan larutan dalam menentukan konsentrasi

reaktan atau produk adalah metode kalorimeter.

+ +

Reaksi ini berlangsung sangat lambat, tetapi dapat dikatalisis oleh ion H+

.

Walaupun telah dikatalisis, untuk mencapai kesetimbangan masih diperlukan waktu

beberapa hari, karena reaksinya sangat lambat. Konsentrasi reaktan atau produk dapat

ditentukan dengan titrasi yang dilakukan dengan cepat agar tidak mengganggu

kesetimbangan secara nyata. Tetapan kesetimbangan selanjutnya dapat dihitung

menggunakan persamaan:

IV. Peralatan dan Bahan

A. Alat

Buret

Erlenmeyer tertutup

Neraca



Pipet volum

B. Bahan

HCl 2M

Etanol (kandungan airnya diketahui)

Asam asetat

Indikator phenolpthalein (PP)

V. Prosedur Percobaan

1. Kesetimbangan reaksi yang akan dicoba baru tercapai satu minggu kemudian,

sehingga larutan harus dibuat terlebih sekarang, dan dititrasi seminggu

kemudian.

2. Pertamakali buret-buret yang tersedia diisi dengan larutan HCl, Asam asetat glasial,

dan Etanol.

3. Kemudian ke dalam empat buah labu erlenmeyer tertutup dibuat larutan dengan

komposisi seperti pada tabel di bawah. Segera setelah larutan dibuat, labu

erlenmeyer tadi ditutup dengan penutupnya untuk mencegah terjadinya

penguapan. Jangan lupa memberi tanda pada setiap labu erlenmeyer.

4. Letakkan larutan yang telah dibuat pada penangas bertermostat pada suhu ruang selama

satu minggu (dapat juga ditempatkan pada tempat yang variasi suhu udaranya kecil).

5. Setelah satu minggu (minimum 3 hari)

a. Titrasi setiap larutan secara cepat dengan 0.1M NaOH. Gunakan indikator PP dan

catat hasilnya.

b. Titrasi 5 ml HCl 2M dengan 0.1M NaOH. Gunakan indikator PP dan catat

hasilnya.

c. Catat suhu ruang atau suhu penangas.

d. Pipet 5 ml HCl 2M, Etanol, dan Asam asetat, lalu timbang dengan

menggunakan neraca analitik.

Nomor HCl (ml) Etanol (ml) Asam asetat (ml)

1 5 1 4

2 5 2 3

3 5 3 2

4 5 4 1



VI. Tugas

1. Hitung massa jenis asam asetat, etanol, dan HCl 2M.

2. Hitung jumlah mol air pada awal pencampuran (air berasal dari larutan HCl 2M). Untuk

menghitung jumlah mol air, partamakali hitung berapa mol HCl yang terdapat dalam 5

ml HCl 2M dan kemudian hitung berat HCl yang terdapat pada 5 ml HCl 2M. Dari berat

larutan 5 ml HCl, massa air dapat dihitung sehingga jumlah mol air juga dapat

ditentukan.

3. Hitung jumlah mol asam asetat pada awal pencampuran (gunakan masa jenis dan volum

asam asetat pada awal pencampuran).

4. Hitung jumlah mol etanol pada awal pencampuran.

5. Hitung jumlah mol asam asetat pada awal kesetimbangan. Untuk menghitungnya

kurangi volume 1M NaOH yang diperlukan untuk menetralisir campuran dengan volum

1M NaOH yang diperlukan untuk menetralisir 5 ml HCl 2M.

6. Hitung jumlah mol etanol pada saat kesetimbangan. Perlu diingat bahwa untuk setiap

mol asam asetat yang bereaksi akan membutuhkan etanol sebanyak satu mol.

7. Hitung konsentrasi etil asetat pada saat kesetimbangan.

8. Hitung jumlah mol air pada saat kesetimbangan.

9. Hitung konsentrasi asam asetat, etanol, etil asetat dan air pada saat kesetimbangan

(volum total adalah 10 ml)

10. Hitung tetapan kesetimbangan, Kc.

VII. Pertanyaan

1. Nilai ∆H pembentukan ester adalah positip. Bila campuran dipanaskan bagaimana

pengaruh suhu ini terhadap Kc?

2. Apakah tetapan kesetimbangan Kc bergantung pada konsentrasi awal reaktan? Jelaskan!

Penentuan Sifat Molekul Berdasarkan Pengukuran Massa Jenis

Gas


PERCOBAAN VI

PENENTUAN MR SENYAWA BERDASARKAN PENGUKURAN MASSA JENIS GAS

I. Tujuan

Menentukan berat molekul senyawa yang mudah menguap (volatile) berdasarkan

pengukuran massa jenis gas

Melatih menggunakan persamaan gas ideal.

II. Teori

Persamaan gas ideal dan massa jenis gas dapat digunakan untuk menentukan berat

senyawa yang mudah menguap. Dari persamaan gas ideal didapat

P·V = n R T

atau

PV = (m/BM) RT

Dengan mengubah persamaan

P(BM) = (m/V) RT = RT

di mana:

BM : Berat molekul

P : Tekanan gas

V : Volume gas

T : Suhu absolut

R : Tetapan gas ideal

: Massa jenis


Labu erlenmeyer 150 ml

Gelas piala 600 ml

Alumunium foil

Karet gelang

Jarum

Neraca

Desikator

Cairan yang mudah menguap (misal CHCl3)


Gas



1. Ambil sebuah labu erlenmeyer berleher kecil yang bersih dan kering, tutup labu

tersebut dengan aluminium foil, lalu kencangkan tutup tadi dengan karet gelang.

2. Timbang labu erlenmeyer yang telah ditutup tadi.

3. Masukkan sekitar 5 ml cairan yang mudah menguap ke dalam labu erlenmeyer,

kemudian tutup kembali dengan kencang sehingga kedap gas. Lalu beri lubang kecil

pada tutup aluminium foil agar udara dapat keluar.

4. Rendam labu erlenmeyer dalam penangas air bersuhu sekitar 100°C sedemikian

sehingga air sekitar 1 cm di bawah aluminium foil.

5. Biarkan labu erlenmeyer tersebut dalam penangas air sampai semua cairan di

dalamnya menguap. Catat suhu penangas air.

6. Angkat labu dari penangas, keringkan air yang terdapat pada bagian luar labu

dengan lap, lalu tempatkan labu dalam desikator untuk mendinginkan dan

mengeringkannya. Udara akan masuk kembali ke dalam labu erlenmeyer

melalui lubang kecil dan uap cairan volatil yang terdapat dalam labu akan mengembun

kembali menjadi cairan.

7. Timbang labu erlenmeyer dengan jalan mengisinya dengan air sampai penuh dan

mengukur massa air yang terdapat dalam labu. Ukur suhu air untuk mengetahui

massa jenis air, sehingga akhirnya volum air dalam labu yang juga merupakan volum

labu erlenmeyer dapat dihitung.

8. Ukur tekanan atmosfir dengan menggunakan barometer.

Faktor koreksi:

Nilai BM hasil perhitungan akan mendekati nilai sebenarnya, tetapi masih

mengandung kesalahan. Ketika labu erlenmeyer kosong ditimbang, labu ini penuh

dengan udara. Setelah pemanasan dan pendinginan dalam desikator, tidak semua uap

cairan kembali kebentuk cairannya, sehingga akan mengurangi jumlah udara yang masuk

kembali ke dalam labu erlenmeyer. Jadi massa labu erlenmeyer dalam keadaan ini lebih

kecil dari pada massa labu erlenmeyer dalam keadaan semua uap cairan kembali

kebentuk cairannya. Oleh karena itu massa cairan X sebenarnya harus ditambahkan dengan

massa udara yang tidak dapat masuk kembali ke dalam labu erlenmeyer karena adanya

uap cairan yang tidak mengembun. Massa udara tersebut dapat dihitung dengan

menganggap bahwa tekanan parsial udara yang tidak dapat masuk sama dengan tekanan

uap cairan pada suhu kamar. Nilai ini dapat diketahui dari literatur. Sebagai contoh

untuk menghitung tekanan uap CHCl3 pada suhu tertentu dapat digunakan persamaan:


Gas


Dimana P adalah tekanan uap dalam mmHg dan T adalah suhu dalam derajat celsius.

Jadi dengan menggunakan persamaan di atas, tekanan uap CHCl3 pada berbagai suhu

dapat dihitung.

Dengan menggunakan nilai tekanan uap pada suhu kamar, bersama-sama dengan

data mengenai volum labu erlenmeyer dan berat molekul udara (28.8 gr/mol), dapat

dihitung faktor koreksi yang harus ditambahkan pada massa cairan X. Dengan

memasukkan faktor koreksi akan diperoleh nilai BM yang lebih tepat.

V. Tugas

Hitung faktor koreksi dan nilai BM dari data yang diperoleh!

VI. Pertanyaan

1. Apakah yang menjadi sumber kesalahan dalam percobaan ini?

2. Dari hasil analisis penentuan berat molekul suatu cairan X yang volatile diperoleh nilai

120 gr/mol. Hasil analisis menunjukkan bahwa unsur tersebut mengandung: Karbon

10%, Klor 89%, dan Hidrogen 1%.

3. Tentukanlah rumus molekul senyawa ini!

Analisis Gravimetri


PERCOBAAN VII

ANALISIS GRAVIMETRI

I. Tujuan

Mengendapkan Barium Klorida dan menentukan persentasi hasil dari Barium Sulfat.

Mendalami dan menggunakan hukum stoikiometri dalam reaksi kimia.

II. Teori Dasar

Gravimetri merupakan cara pemeriksaan jumlah zat yang paling tua dan paling

sederhana dibandingkan dengan cara pemeriksaan kimia lainnya. Kesederhanaan itu jelas

terlihat karena dalam gravimetri jumlah zat ditentukan dengan menimbang langsung massa

zat yang dipisahkan dari zat-zat lain.

Tahap pengukuran dalam metode gravimetrik adalah penimbangan. analitnya secara

fisik dipisahkan dari semua komponen lain dari sampel itu maupun dari pelarutnya.

Gravimetri merupakan salah satu metode analisis kuantitatif suatu zat atau komponen yang

telah diketahui dengan cara mengukur berat komponen dalam keadaan murni setelah melalui

proses pemisahan.

Analisis gravimetri dapat berlangsung baik, jika persyaratan berikut dapat terpenuhi:

1. Komponen yang ditentukan harus dapat mengendap secara sempurna (sisa analit yang

tertinggal dalam larutan harus cukup kecil, sehingga dapat diabaikan), endapan yang

dihasilkan stabil dan sukar larut.

2. Endapan yang terbentuk harus dapat dipisahkan dengan mudah dari larutan (dengan

penyaringan).

3. Endapan yang ditimbang harus mempunyai susunan stoikiometrik tertentu (dapat diubah

menjadi sistem senyawa tertentu) dan harus bersifat murni atau dapat dimurnikan lebih

lanjut .

Dalam analisis Gravimetri terdapat tiga metode yang digunakan yaitu: metode

pengendapan, metode penguapan, dan metode elektrolisis untuk metode pengandapan

prinsip kerjanya yaitu senyawa yang akan dianalisis diendapkan dengan menambahkan

pereaksi yang sesuai dan selanjutnya dipisahkan endapannya. Untuk metode Penguapan

prinsipnya yaitu zat yang mudah menguap diadsorpsi dengan adsorben yang sesuai, dimana

sebelumnya bisa ditambahkan pereaksi untuk membuat suatu zat menjadi lebih mudah

menguap atau lebih sulit menguap. Untuk metode elektrolisis prinsipnya senyawa ion yang

akan diendapkan dipisahkan secara elektrolisis pada elektrode-elektrode yang sesuai.

Analisis Gravimetri


Metode gravimetri ditujukan untuk memisahkan suatu sampel menajdi komponennya.

Proses yang dilibatkan adalah proses dimana zat yang dipisahkan itu digunakan untuk

membentuk suatu fase baru yaitu endapan padat zat yang sukar larut dalam air (mengendap)

berada dalam kesetimbangan dengan ion-ionnya yang larut dalam air. Harga Ksp untuk

kesetimbangan itu kecil sekali. Besarnya konsentrasi ion-ion sulit melarut dalam air

tergantung pada kelarutan zat itu. Sedangkan Ksp adalah hasil kali konsentrasi ion-ionnya

dipangkatkan koefisien.

Suatu zat akan mengendap apabila hasil kali kelarutan ion – ionnya lebih besar

daripada harga Ksp. Pada percobaan ini larutan barium klorida diendapkan dengan larutan

kalium kromat.

BaCI2 (aq) + K2CrO4 (aq) BaCrO4 (s) + 2 KCI (aq)

Endapan barium kromat disaring, hasil teoritis barium kromat dihitung dari endapan

yang terbentuk. Semua barium klorida dianggap berubah menjadi hasil. Hasil teoritis

ditentukan dari stoikiometri reaksi.

Dalam analisis melalui pengendapan untuk mendapatkan endapan yang sempurna

maka dilakukan penambahan ion sejenis. Adanya ion sejenis dalam larutan menyebabkan

kelarutan menjadi lebih kecil. Larutan jenuh adalah suatu keadaan ketika suatu larutan telah

mengandung suatu zat dengan konsentrasi yang maksimum. Nilai konsentrasi maksimum

yang dapat dicapai oleh suatu zat inilah yang dimaksud dengan kelarutan. Larutan yang

masih bisa melarutkan zat terlarut disebut larutan kurang jenuh. Larutan yang tidak dapat

lagi melarutkan zat terlarut sehingga terbentuk endapan disebut larutan lewat jenuh.

Semakin besar kelarutan suatu zat, makin zat tersebut larut.

Suatu metode analisis gravimetri biasanya didasarkan pada reaksi kimia seperti:

a A + r R AaRr

dimana a molekul analit, A bereaksi dengan r molekul reagennya R. Produknya yakini

AarR, biasanya merupakan suatu substansi yang sedikit larut yang bisa ditimbang setelah

pengeringan untuk kemudian ditimbang. Biasanya reagen R ditambahkan secara berlebih

untuk menekan kelarutan endapan.

Corong Dan Kertas Saring

Dalam prosedur gravimetri, konstituen yang diinginkan seringkali dipisahkan dalam

bentuk endapan. endapan ini harus dikumpulkan, dicuci agar bebas dari kontaminan yang

ada didalam larutan induk, dikeringkan dan ditimbang, baik sebagaimana adanya atau

Analisis Gravimetri


setelah diubah kesuatu bentuk lain. Penyaringan merupakan cara lazim untuk

mengumpulkan endapan, dan pencucian sering dilaksanakan selama penyaringan itu.

penyaringan dilakukan dengan corong dan kertas saring atau dengan krus (crucible) saring.

Faktor penting dalam pemilihan salah satu diantara keduanya adalah temperatur dimana

endapan harus dipanaskan untuk mengubahnya kebentuk penimbangan yang diinginkan.

Serat selulosa (dari) kertas saring cenderung mempertahankan kelembabannya, dan

selembar kertas saring yang membungkus suatu endapan tidak akan dapat dikeringkan dan

ditimbang langsung dengan ketepatan tinggi.

Kertas saring lingkaran tersedia dalam berbagai diameter. Ukuran yang akan

digunakan tergantung pada kuantitas endapan, bukan volume larutan yang akan disaring.

Hendaknya dihindari penggunaan ukuran kertas yang lebih besar dari keperluan: kertas dan

corong itu hendaknya sesuai dengan ukurannya. Yang penting adalah kertas tidak

melampaui pinggir corong, tetapi berjarak 1 atau 2 cm dari pinggir corong. Endapan

hendaknya 1/3 kerucut kertas dan tidak lebih dari setengahnya.

Gambar 1. Cara Melipat Kertas Saring

Gambar 2. Ilustrasi Metode Gravimetri

Analisis Gravimetri


III. Alat dan Bahan

A. Alat

Gelas kimia

Kertas saring

Hot plate

Pengaduk

Kaca arloji

Neraca analitik

Gelas ukur 50 ml

Corong

Spatula

Pipet tetes

B. Bahan

Serbuk / butiran BaCI2

Aquadest

Larutan K2CrO4 0,2 M


1. Menimbang kira-kira 1 gram (0,8 sampai 1,0) BaCI2 dan memasukkan kedalam gelas

piala 250 ml.

2. Menambahkan 25 ml air suling, mengaduk-aduk sampai larutan homogen, sesudah itu

memasukkan lagi K2CrO4 0,2 M sebanyak 25 ml, mengaduk-aduk dan mengamati

endapan yang terbentuk. Menguji larutan dengan beberapa tetes larutan K2CrO4 apakah

endapan masih terbentuk.

3. Jika endapan dari B2CrO4 masih terbentuk, menambahkan terus K2CrO4 sampai endapan

B2CrO4 tidak terbentuk lagi.

4. Memanaskan sampai mendidih, mengangkat dari api dan menyaring selagi panas

dengan kertas saring yang telah ditimbang massanya.

5. Mengambil kertas saring beserta endapannya mengeringkan, menimbang dan mencatat

bobotnya.

6. Menghitung hasil teoritis endapan BaCrO4 dan menentukan juga persentasi hasilnya.

Analisis Gravimetri


V. Tugas

1. Terangkan perbedaan antara:

a. Koloid dan endapan kristalin

b. Presipitasi dan kopresipitasi

c. Peptisasi dan koagulasi

d. Oklusi dan pembentukan kristal campuran

e. Nukleasi dan pertumbuhan partikel

2. Jelaskan yang dimaksud dengan:

a. degetion

b. adsorption

c. supersaturation

d. counter-ion layer

e. mother liquor

3. Berapa berat AgI yang dihasilkan dalam analisi garvimetri untuk 0,24 gr cuplikan yang

mengandung 30,6% MgI2?

4. Jelaskan factor-faktor apa saja dalam analisis gravimetri yang saudara lakukan yang dapat

mempengaruhi hasil analisis!

5. Berikan saran-saran untuk memperoleh hasil analisis gravimetri yang lebih akurat dan

singkat!

Metoda Potensiometri


PERCOBAAN VIII

METODA POTENSIOMETRI

I. Teori Dasar

Metoda potensiometri didasarkan pada pengukuran perbedaan potensial dua buah elektroda

yang dicelupkan dalam larutan. Rangkaian elektroda dan larutan tersebut disebut sel-

elektrokimia. Perbedaan potensial diukur dengan pH/voltameter. Satu elektroda disebut elektroda

indikator yang digunakan untuk memberikan respon pada spesis yang diamati di dalam larutan

dengan aktivitas tertentu. Elektroda kedua disebut dengan elektroda referensi yang mempunyai

nilai potensial setengah sel tidak berubah.

Potensial elektrokimia suatu sel-elektrokimia diberikan:

(1)

Esel = potensial sel-elektrokimia

Eind = potensial setengah sel – elektroda indikator (katoda)

Eref = potensial setengah sel – elektroda referensi (anoda)

Eij = potensial liquid – junction

Potensial liquid – junction timbul pada antar fasa dua elektroda, biasanya ditemukan pada

junction antar elektroda referensi dan larutan dalam sel. Potensial setengat sel elektroda indikator

menunjukkan respon perubahan aktivitas spesies sesuai dengan persamaan Nernst. Misal dalam

kasus kawat perak yang dicelupkan dalam larutan Ag+, maka reaksi pada elektroda indikator

adalah:

(2)

dan persamaan Nernst untuk elektroda indikator adalah:

(3)

atau dapat ditulis

(4)

dimana:

E° = potensial reduksi standar

R = 8,314 V.C/k.mol

T = Temperatur Kelvin

N = jumlah elektron equiv/mol

F = konstanta Faraday = 96485 Coulomb/equivalen



= aktivitas Ag+

= koefisien aktivitas Ag+

[Ag+] = konsentrasi molar Ag

+

Substitusi (4) ke (1) menghasilkan:

(5)

Pada larutan encer koefisien aktivitas bernilai satu. Karena Eref, E° dan Eij besaran yang

tetap untuk setiap jenis percobaan, maka persamaan (5) dapat ditulis:

(6)

dimana: E* tetap,dana ditentukan dengan kalibrasi dengan larutan standar. Hubungan linier

antara Esel dan log [Ag+] merupakan basis analisa potensiometri.

ELEKTRODA REFERENSI

Elektroda referensi mempunyai potensial setengah reaksi yang tetap, tidak bergantung

pada sifat larutan dimana elektroda tersebut dicelupkan. Contoh yang paling umum dipakai

adalah elektroda kalomel dan elektroda perak-perakelektroda. Diantara elektroda kalomel,

saturated calomel electrode (SCE) adalah yang paling populer. Dua tipe SCE ditunjukkan dalam

gambar 1a dan 1b.

Gambar 1. Elektroda Referensi

a c b



Persamaan Nernst dan reaksi setengah-sel dalam SCE dan potensial elektroda referensi

ditulis sebagai berikut:

(7)

(standar hitungan elektroda) (8)

Reaksi setengah-sel dalam elektroda perak-perak klorida (gambar 1c) mempunyai

persamaan Nernst dan reaksi setengah sel sebagai berikut:

A (9)

(standar hitungan elektroda) (10)

ELEKTRODA INDIKATOR

Elektroda indikator responsif terhadap aktivitas spesis di dalam larutan. Elektroda ini

menunjukkan respon yang selektif terhadap spesis tertentu dalam larutan dan tidak terhadap

senyawa yang lain.

1. Elektroda redoks memberikan respon pada potensial redoks dalam sel elektrokimia yang

ditimbulkan oleh satu atau lebih pasangan redoks. Logam inert seperti platina bila dipakai

sebagai elektroda memberikan respon pada beberapa pasangan redoks. Sewaktu elektroda

platina dicelupkan dalam larutan yang mengandung Fe2+

dan Fe3+

, maka elektroda ini

menunjukkan potensial yang bergantung pada ration aktivitas kedua spesis.

(11)

(12)

Elektroda platina ini digunakan untuk menentukan Fe2+

.

2. Elektroda orde-pertama, terdiri atas logam kontak dengan larutan yang mengandung logam

tersebut. Misalnya kawat perak yang memberikan respon pada larutan Ag2+

(persamaan 2

dan 3).

3. Elektroda Orde-kedua, terdiri atas logam kontak dengan larutan jenuh dengan salah satu

pasangan garam terlarutnya, (jenuh dapat diperoleh dengan melapisi garam pada metal

tersebut), seperti yang ditunjukkan oleh sistem Ag/AgCl.



Elektroda Ag masih memberikan respon pada melalui transfer elektron. Tetapi

sekarang dikontrol oleh melalui konstanta keseimbangan pengendapan ksp. Kenaikan

dalam larutan menaikkan konsumsi Ag+, menyebabkan penurunan . Jadi potensial

elektroda memberikan respon terhadap aktivitas Cl- (persamaan 10), walaupun Cl

- tidak

mengalami transfer elektron dengan kawat Ag.

4. Elektroda membran gelas, paling cocok dipakai untuk mengukur aktivitas ion hidrogen (pH),

membran ini digunakan secara luas pada titrasi asam basa.

JENIS PENGUKURAN POTENSIOMETRI

Potensiometri langsung: Elektroda indikator dan elektroda referensi dicelupkan dalam

larutan yang dianalisa, konsentrasi diukur dengan cara mengukur potensial sel. Beberapa larutan

standar perlu dibuat untuk mendapat kurva kalibrasi Esel vs log konsentrasi (persamaan 6).

TITRASI POTENSIOMETRI

Titrasi dilakukan pada cuplikan dan beda potensial antara kedua elektroda diukur selama

titrasi. Titik akhir titrasi dilihat dari perubahan potensial yang tajam dan konsentrasi dihitung

dari banyaknya penitrasi yang ditambahkan.

PENGUKURAN pH

Pengukuran pH biasanya dilakukan dengan menggunakan elektroda gelas. Salah satu tipe

elektroda gelas adalah seperti dalam gambar 2.

Suatu tabung gelas, berisi kawat perak dilapisi AgCl, diisi larutan 0,1 M HCl yang jenuh

dengan AgCl. Karena ion klorida tetap, maka potensial elektroda AgCl seperti definisi

persamaan 10 dan berlaku sebagai elektroda referensi dalam (internal).

Elektroda referensi luar (eksternal) dibutuhkan melengkapi sirkuit untuk pengukuran beda

potensial elektroda membrane gelas.



Gambar 2. Membran Glass

Potensial yang berkembang pada membrane meruakan fungsi perbedaan aktivitas ion

hidrogen pada kedua sisi membran.

Secara skematik persamaan sel dapat ditulis:

Ag | AgCl (sat), 0,1 M HCl | membran gelas | sampel |SCE|

Karena dalam membran dijaga tetap 0,1 M HCl, potensial sel membrane informasi

mengenai pH larutan cuplikan.

( pada 25°C)

Pengukuran potensial merupakan fungsi linier dari pH. Penentuan pH larutan berdasarkan

potensial yang terukur memerlukan larutan standar agar display yang diukur. Bila nilai potensial

Elektroda gelas Elektroda referensi

eksternal



sel terukur dialurkan terhadap pHstandar, maka akan diperoleh suatu garis lurus seperti terdapat

pada gambar 3.

Gambar 3. Plot Potensial Sel terhadap pH.

Dari gambar di atas terlihat bahwa temperatur mempengaruhi kemiringan atau slope kurva

Esel vs pH. Untuk kalibrasi pH meter dapat digunakan dua pH standar, salah satu biasanya adalah

buffer pH 7.00 (0 volt).



TITRASI POTENSIOMETRI UNTUK PENENTUAN KETETAPAN KESETIMBANGAN

1. Tujuan

Konsentrasi HCl, H3PO4 dan NaHPO4 dapat ditentukan dengan metoda titrasi, dimana pH

larutan diperolej sebagai besaran yang terukur. Data hasil titrasi dapat digunakan untuk

penentuan konstanta kesetimbangan K1, K2, dan K3 dari H3PO4.

2. Teori

Selama titrasi, penambahan OH- tidak memberikan kenaikan pH campuran yang berarti,

sampai semua HCl ternetralisasi dan H3PO4 berubah menjadi H2PO4-.

(1)

Penambahan OH- selanjutnya akan menaikkan pH campuran, yang menghasilkan “patahan”

pertama dalam kurva titrasi pada titik ekivalen. Patahan pertama pada kurva titrasi tersebut

terjadi karena ion OH- bereaksi dengan ion hidrogen kedua, mengubah menjadi

.

(2)

Selama asih ada, hanya sedikit sekali perubahan pH campurandengan penambahan

.

Pada saat telah habis bereaksi, terjadilah kenaikan tajam pH campuran. Hidrogen

ketiga hanya bereaksi dengan , menghasilkan .

(3)

pH campuran hanya naik perlahan-lahan seama penambahan kemudian.

Catatan :

Keberhasilan percobaan bergantung pada kecermatan penggunaan pH meter dan pengertian

prinsip tirasi asam poliprotik.



Pelajari dulu pengertian mengenai elektroda, pH meter dalam textbook. Elektroda adalah

barang yang mudah rusak, maka perlakukan dengan hati-hati dan jangan sampai terbentur

atau tergores oleh pengaduk magnet. Perhatikan! Jangan mengangkat elektroda pada saat

alat menyala.

Gambar 4. Kurva Titrasi Asam Fosfat

3. Bahan-Bahan

Larutan 0,100 M NaOH

Buffer pH 4.00 standar dan pH 7.00 standar

Sampel 1: 0,1 M H3PO4

Sampel 2: 0,1 M H3PO4 + HCl atau M H3PO4 + NaH2PO4

4. Peralatan

pH meter

Elektoda pH (glass)

Elektroda referensi (SCE atau Ag/AgCl) atau kombinasi elektroda pH

Pengaduk magnetik



2 gelas kimia (beaker) 300ml

Gelas Ukur 100 ml

2 labu volumetrik, 100 ml

Buret 50 ml

Pipet 25 ml

5. Prosedur Percoban

1. Plot pH vs millimeter NaOH

2. Tentukan titik akhir dari grafik yang saudara buat. (ada beberapa cara penentuan titik

akhir, tanya asisten ).

3. Hitung molaritas larutan cuplikan (1 dan 2) dan hitung jumlah gram H3PO4 dan HCl

dalam sampel.

4. Hitung konstanta kesetimbangan K1, K2 dan K3 pada persamaan 1, 2 dan 3 untuk

sampel 1 dan sampel 2 (perhitungan kenaikkan volume pada perhitungan konsentrasi

pada setiap titik dalam kurva). Bandingkan nilai K1 yang ditentukan dengan dua cara

yang berbeda. Bandingkan semua harga K dengan data literatur.

Gambar 5. Susunan Peralatan untuk Metoda Potensiometri



PERHITUNGAN K1:

Untuk semua H3PO4 murni, K1 dapat dihitung dari ionisasi

Sebagai:

Konsentrasi dapat dibaca pada harga pH larutan sebelum titrasi, Ionisasi H3PO4,

menyebabkan . Jumlah NaOH yang dibutuhkan untuk mencapai titik akhir

pertama adalah jumlah H3PO4 dan pada kesetimbangan. Konsentrasi H3PO4 yang ada dalam

larutan setelah ionisasi pertama berarti konsentrasi NaOH dikurangi dengan konsentrasi

sebelum titrasi.

Cara yang sama dapat digunakan untuk menganalisa campuran yang terdiri atas H3PO4 dan HCl.

Cara menghitungan K1 yang lain :

Secara stoikiometri titik tengah B sebelum titik akhir titrasi pertama di C memberikan

konsentrasi dan yang mengakibatkan > dititik B. Oleh karena

itu digunakan metoda tidak langsung untuk menghitung K1. Kurva titrasi yang diperoleh kira-

kira akan seperti kurva pada gambar 4. Jumlah asam total yang bereaksi dengan basa sampai

pada titik B sama dengan jumlah basa yang ditambahkan dari titik A sampai titik B. Sedangkan

konsentrasi dalam larutan pada titik B ditentukan dari harga pH pada titik B.

Konsentrasi H3PO4 pada titik B ditentukan dari konsentrasi asam total dikurangi konsentrasi

larutan yang diperoleh dari pH pada titik B.

Konsentrasi dititik B ditentukan dari konsentrasi dititik A ditambah konsentrasi

H3PO4 dititik B.

Karena , dan diketahui, maka harga K1 dapat ditentukan.



PERHITUNGAN K2

Titik D dalam gambar menunjukkan setengah jalan menuju ttik akhir titrasi E dimana

dan

Dari ionisasi diperoleh

Karena dititik D, maka

Sehingga dapat ditentuan dari harga pH dititik D.

PERHITUNGAN K3:

Karena harga K3 kecil, metoda tidak langsung harus digunakan untuk menghitungnya. Hitung

jumlah NaOH yang ditambahkan dari titik akhir D ke sembarang titik, misalnya E. Kemudian

hitung konsentrasi yang ditambahkan.

Konsentrasi aktual dapat ditentukan dai pH di titik E.

Konsentrasi di titik E ditentukan dari perbedaan konsetrasi

, yang merupakan yangdigunakan untuk mengubah

menjadi .

Konsentrasi dapat ditentukan dari nilai pH dititik E. Karena , dan

diketahui, maka K3 dapat dihitung.



SOAL-SOAL: (Dijawab dalam laporan)

1. Apakah yang dimaksud dengan larutan buffer?

2. Mengapa larutanpotasium asam tartrat dapat digunakan sebagai standar pH? Apakah larutan

ini berfungsi sebagai buffer?

3. Bagaimana akurasi K1, K2 dan K3? Mengapa?

4. Apakah yang dimaksud dengan senyawa amfoter (aupliprotik) dan zwitter ion?

5. Berikan gambar sketsa system elektroda saudara, berikan keterangan bagian-bagiannya dan

fungsinya!

6. Apa perbedaan pH dan paH? Dan apa yang diukur oleh pH meter?



LAMPIRAN

BEBERAPA METODA PENENTUAN TITIK AKHIR

1. Metoda Perpotongan

Gambar 6. Metoda Perpotongan (point of inplection = titik belah; end-point volume = volume titik akhir)

Keterangan:

1. Buatlah garis perpanjangan dari dasar kurva titrasi dan dari bagian atas kurva titrasi.

Kedua garis ini harus sejajar.

2. Buat dua garis potong tegak lurus pada kedua garis sejajar dimana kurva titrasi berada

diantara kedua garis potong

3. Tentukan titik tengah pada kedua garis potong

4. Buat garis melalui kedua titik tengah yang akan memotong kurva titrasi di titik belah.

5. Buat garis dari titik belah ke sumbu volume titran tegak lurus pada sumbu tersebut dititik

akhir titrasi.



2. Metoda Konstruksi

Gambar 7. Metoda Konstruksi

Keterangan:

1. Buatlah garis melalui bagian kurva yang lurus dengan kenaikan pH

2. Buat garis perpanjangan dari bagian atas kurva yang akan memotong garis 1 di titik A

3. Sama seperti garis 2, tapi dari bagian bawah kurva dan diperoleh titik B

4. Melalui titik A buat garis sejajar dengan sumbu pH

5. Melalui titik B buat garis sejajar dengan sumbu pH

6. Melalui titik B buat garis sejajar sumbu volume dan akan memotong garis 4 dititik C

7. Melalui titik A buat garis sejajar sumbu volume dan akan memotong garis 5 dititik D

8. Hubungan titik D dan C dan perpotongannya dengan garis 1 akan berada di tengah-

tengah suatu empat persegi panjang.

9. Buat garis dari titik tengah tersebut ke sumbu volume dan tegak lurus pada sumbu

tersebut pada volume titik akhir titrasi.



3. Metode Penurunan

Gambar 8. Kurva titrasi Potensiometrik

(Kurva A: kurva titrasi normal, Kurva B: kurva titrasi turunan pertama, Kurva C: kurva titrasi turunan

kedua)

a. Kurva turunan pertama diperoleh dari data perubahan potensial dengan perubahan volume,

E/ V, atau dari data perubahan pH dengan perubahan volume, pH/ V terhadap volume

rata-rata titran.

Keterangan kurva B:

- Titik akhir diperoleh dari perpotongan kedua kurva

- Volume pada titik akhir diperoleh bila titik akhir tersebut dihubungkan dengan garis yang

tegak lurus pada sumbu volume.

b. Kurva turunan kedua diperoleh dari data turunan kedua potensial atau terhadap volume rata-

rata titran.



Keterangan:

- Buat garis lurus yang menghubungkan titik maksimum dan titik minimum.

- Titik akhir adalah titik tengah garis tersebut

- Volume pada titik akhir titrasi diperoleh bila dibuat garis tegak lurus di sumbu volume

melalui titik akhir tersebut.

Contoh perhitungan penentuan kurva turunan pertama dan turunan kedua dapat dilihat pada

tabel 1.

Tabel 1 Contoh Data Titrasi Potensiometrik

Dimana, , = Volume sebelum dan sesudah titik akhir

, = Potensial sebelum dan sesudah titik akhir

Spektofotometri Sinar Tampak


PERCOBAAN IX

SPEKTOFOTOMETRI SINAR TAMPAK

I. Tujuan Percobaan

Mempelajari metode analisis kuantitatif dengan instrumen spektrofotometer, yaitu suatu alat

yang dapat dipakai untuk mengukur absorbansi suatu larutan yang dikenai gelombang

elektromagnetik.

II. Teori Dasar

Pendahuluan

Jika suatu gelombang elektromagnetik jatuh pada suatu zat, maka dari segi optik dapat

dibedakan dua hal:

a. Sinar tersebut akan dihamburkan sebagian atau seluruhnya (gambar 1), misalnya: kaca

dengan permukaan yang kasar, larutan koloid, suspense dan lain-lain.

b. Sinar tidak dihamburkan, tidak mengalamai perubahan arah (gambar 2), tetapi intensitas

cahaya yang diteruskan (Pu) menjadi lebih kecil daripada intensitas sinar masuk (Po) atau

dengan kata lain sebagian sinar diabsorpsi oleh zat tersebut.

Absorpsi sinar elektromagnetik oleh ion dan molekul mendasari beberapa metoda analisis baik

kualitatif maupun kuantitatif. Studi mengenai spectra absorpsi dapat memberi pengetahuan

mengenai rumus, struktur dan stabilitas banyak senyawa kimia dan dapat memberikan informasi

mengenai kondisi dan panjang gelombang yang sesuai untuk analisis kuantitatif.

Energi yang dimiliki oleh suatu molekul merupakan gabungan dari beberapa jenis energi

yang dimiliki.

Gambar 1 Sinar yang dihamburkan Gambar 2 Sinar Langsung



Gambar 3. Tingkat Energi dan Transisi Spektroskopik

Apabila molekul mengabsorp sinar/foton maka tingkat energi molekul tersebut naik. Besarnya

kenaikan energi molekul yang mengabsorp foton sebanding dengan frekuensi foton tersebut.

Hubungan antara frekuensi dengan panjang gelombang foton adalah sebagaiu berikut:

c = kecepatan cahaya 3×1010

cm/s

λ = panjang gelombang.



Kenaikan energi molekul dari absorpsi foton tersebut dapat digunakan untuk transisi rotasi,

vibrasi atau elektronik. Tingkat energi transisi dalam suatu molekul dituliskan pada gambar 3.

Absorpsi foton akan terjadi apabila sinar jatuh mempunyai frekuensi (jadi ) yang

sesuai dengan perubahan tingkat energi suatu molekul. Apabila sinar yang diabsorpsi tersebut

memiliki frekuensi pada daerah sinar tampak, maka metode ini disebut “Spektroskopi Sinar

Tampak”. Kurva yang menunjukkan hubungan antara intensitas sinar yang keluar atau tidak

diabsorpsi dengan frekuensi disebut “Spektra Absorpsi”. Spektra absorpsi setiap senyawa adalah

spesifik. Dengan cara membandingkan spectra yang kita peroleh dengan spectra senyawa yang

sudah dikenal, kita dapat menentukan sifat senyawa. Bila sinar yang diabsorpsi memiliki

frekuensi pada daerah sinar infra merah, maka spectra absorpsi yang dihasilkan sangat spesifik

dan disebut spektra sidik jari. Spektra absorpsi infra merah (Infrared / IR) banyak digunakan

untuk analisis kualitatif.

Jika dalam spektroskopi kita gunakan cahaya monokromatik, maka jumlah sinar yang

diabsorpsi tergantung pada jumlah zat yang dilalui oleh sinar tersebut. Dengan demikian kita

dapat menggunakan data spektroskopi untuk analisis kuantitatif.

Hubungan Kuantitatif (Persaman Lambert-Beer)

Hubungan kuantitatif diselidiki oleh Lambert yang menyimpulkan bahwa setiap unit

panjang zat akan menyerap sebagian sinar yang melewatinya. Apabila P atau I menunjukkan

intensitas sinar yang diteruskan dan Po atau Io menunjukan intensitas sinar datang, maka

perubahan P sebanding dengan intensitas sinar datang dikalikan dengan tebal zat (b),

Hasil modifikasi oleh Beer menghasilkan Hukum Lambert Beer, yang ditulis dalam bentuk

matematis sebagai berikut:

C = konsentrasi larutan dalam mol/lt

= absorpivitas molar pada panjang gelombang λ

b = tebal kuvet

Absorpivitas molar ( ) besarnya bergantung pada panjang gelombang yang digunakan.Tebal

kuvet biasanya bernilai tetap pada suatu percobaan. Jadi berbanding langsung dengan

konsentrasi.



Apabila diplot terhadap C pada suatu larutan yang menuruti hukum Lambert Beer maka

akan diperoleh garis lurus dengan slope .

Pada umumnya untuk analisis dengan menggunakan alat optik dikenal besaran trasmisi,

dan absorbansi

Persamaan Lambert Beer dapat ditulis lagi sebagai berikut:

Bila A diplot terhadap C akan diperoleh grafik seperti pada gambar 4:

Gambar 4. Hukum Lambert Beer

Penyimpangan Persamaan Lambert Beer

Persamaan Lambert Beer adalah hubungan kuantitatif ideal. Dalam kenyataannya timbul

penyimpangan dari hubungan idela tersebut, yaitu untuk kasus-kasus sebagai berikut:

1. Sinar yang digunakan tidak betul-betul monokromatis

2. Konsentrasi larutan terlalu besar. Dalam hal ini jumlah partikel-partikel dalam kuvet

yang dilalui sinar tidak lagi berbanding lurus dengan konsentrasi, disebabikan

timbulnya kumpulan kumpulan, partikel saling menutupi dsb, sehingga absorbansinya

berkurang.

3. Larutan mengandung elektrolit dengan konsentrasi besar. Sebagai akibatnya analog

dengan 2, mempunyai penurunan absorbansi

4. Pelarut sendiri dapat mengabsorpsi sinar. Grafik gambar 4 bergeser ke atas. Zat terlarut

mengalami perubahan karena terjadi reaksi dalam larutan.



Adanya penyimpangan-penyimpangan tersebut, menunjukkan bahwa pentingnya pembuatan

kurva kalibrasi dengan mengukur A pada λ tertentu dari sejumlah larutan yang konsentrasinya

sudah diketahui. Kemudian sampel yang diukur pada kondisi yang sama diintrapolasikan pada

kurva kalibrasi tersebut untuk mengetahui konsentrasinya.

Tahap-Tahap Pelaksanaan Analisis

Secara garis besar pelaksanaan penetapan konsentrasi secara spektroskopi sinar tampak

dapat dibedakan menjadi tiga aspek:

a. Pewarnaan

Zat yang diukur berwarna dan jika tidak harus dibuat berwarna, karena hanya zat yang

berwarna yang dapat menyerap sinar tampak.Makin intensif warna suatu larutan berarti

makin besar absorbansinya.

Harga larutan berwarna gelap lebih besar daripada harga larutan berwarna terang.

Semakin besar harga makin teliti analisis yang dilakukan.

Agar reaksi yang menghasilkan warna dapat berlangsung seringkali kondisi reaksi harus

dijaga, misalnya dengan penambahan buffer untuk menjaga pH.

Gambar 5 Ketelitian dan kepekaan

b. Pemilihan Panjang Gelombang

Panjang gelombang ideal yang dipilih untuk suatu pengukuran adalah:

Panjang gelombang pada puncak kurva absorpsi, dimana pada wilayah panjang

gelombang yang sempit tersebut nilai transmisi tidak berubah dengan cepat dengan

perubahan panjang gelombang. Hal ini disebabkan karena spektrofotometer tidak dapat

mengisolasi betul-betul satu panjang gelombang, tetapi hanya isolasi satu wilayah



panjang gelombang. Walaupun demikian, bila wilayah yang diisolasi cukup sempit dan

terabsorpsi oleh material pada tingkat yang hampir sama, maka keadaannya mendekati

sama dengan satu panjang gelombang

Panjang gelombang yang memberikan harga

maksimal, agar pengukuran sinar yang diteruskan memiliki tingkat sensitivitas yang

tinggi.

c. Pencarian konsentrasi yang sesuai

Pengukuran paling baik adalah pada %T antara 15-65 atau kira-kira 36,8 %T. Untuk itu

maka larutan peru diencerkan sampai didapatkan %T yang sesuai.

Spektrofotometer

Spektrofotometer yang dimiliki oleh Departemen Teknik Kimia adalah Model 220-20

Double Beam Spectrofotometer yang dapat dipakai untuk mengukur absorbansi cairan, padatan

dan gas dalam daerah sinar UV, tampak dan dekat IR. Prinsip kerja spektrofotometer double

beam diperlihatkan dalam gambar 7.

Gambar 6 Absorbsi cahaya sebagai fungsi dari panjang gelombang



Gambar 7 Susunan Alat Optik pada Spektrofotometer

Seberkas sinar dari sumber cahaya dibuat menjadi sinar monokromatik oleh sebuah “Grating

Monochromator” dan kemudian dipisahkan menjadi 2 berkas sinar oleh cermin perak yang

berputar. Setelah melewati sampel (kuvet), dua berkas sinar tersebut mengikuti satu jalur optik

bergabung menjadi satu berkas sinar lagi dan jatuh pada detektor. Detektor mengubah sinyal-

sinyal optic menjadi sinyal-sinyal elektrik.

Fungsi-fungsi elektrik dalam instrumen yang mengolah sinyal dan langsung dapat menampilkan

transmisi, absorbansi atau konsentrasi sampel.

Prosedur Operasi

Gambar 8. Spektrofotometer



I. Pemanasan dan pengaturan tombol-tombol (lihat gambar 10)

1. Power switch : ON

2. W LAMP switch : ON

3. D2 LAMP switch : ON

4. %T switch : ON (tekan)

5. Xi, x10 switch : ON

6. Tombol pemilih lampu :

Daerah sinar tampak mempunyai daerah panjang gelombang 900-370 n, sedangkan sinar

ultra violet 370-190 nm. Lampu W dapat digunakan dalam panjang gelombang 300-900 nm

dan lampu D2 dalam panjang gelombang 190-390 nm. Tetapi lampu sebaiknya dipasang

pada 370 nm untuk memperkecil sinar stray.

7. SLIT control : 2 nm

8. RESPONSE switch : MED

9. ZERO SUPRESSSION switch : OFF

10. SCAN SPEED switch : 480 & 120 nm/min

11. SCAN switch : OFF

12. Wavelenght dial : Pilih yang sesuai (putar dalam arah dalam

panjang ke pendek)

13. DECIMAL POINT switch : %T ABS

Setelah switch dan control ditetapkan seperti di atas, biarkan instrumen selama 15 menit

untuk pemanasan.

14. Buka penutup ruang sampel. Pasanglah SHUTTER (berwarna hitam) pada sisi sampel (sisi

depan) untuk memotong berkas sinar dan kemudian ruang sampel ditutup lagi.

15. X1, x10 switch : x10

16. Atur control %T sampai “unit display digital 0.00

17. X1, x10 switch : x1

18. Buka ruang sampel. Ambil SHUTTER dan ruang sampel di tutup lagi.

19. Atur “control100 %T/0 ABS’ sampai “Unit display digital” menunjukkan angka 100.0

II. PENGUKURAN ABSORBANSI

1. Setelah memasang larutan reference (blank) pada sisi REFERENCE dan SAMPLE dalam

ruang sampel, tutup kembali ruang sampel.

2. Atur control 100 %T /0 ABS sedemikian sehingga unit display digital menunjukkan 100,0.



3. Tekan switch ABS 0-2 atau ABS 0-3 sesuai dengan konsentrasi sampel. 100 %T normalnya

harus bersesuaian dengan ABS 0.

4. Pasang sampel yang tidak diketahui konsentrasinya pada sisi sampel dan ukur absorbansinya.

Apabila konsentrasi sampel lebih rendah dari ABS 0.2, tekan switch x1, x10 pada posisi x10.

Dalam skala ABS 0-0.2 titik desimal tidak ditampilkan dalam display, misalnya 3 4 0 berarti

ABS 0.0340.

III. Pengukuran Transmisi

1. Lakukan prosedur II point 1 & 2.

2. Pasang sample yang tidak diketahui konsentrasinya pada sisi SAMPLE dan ukur

transmisinya. Apabila transmisi sample lebih rendah dari 20%, tekan switch x1, x10 pada

posisi x10.

IV. Pengukuran Konsentrasi

1. Lakukan prosedur II point 1 & 2.

2. Tempatkan sampel (diketahui konsentrasinya) pada sisi sample.

3. Tekan switch CONCENTRATION.

4. Atur control CONCENTRATION sampai unit display digital menunjukkan konsentrasi

sampel.

Contoh: Apabila konsentrasi sampel 12.3 mg/l , aturlah CONCENTRATION sampai unit

display menunjukkan 1230 atau 123.

Karena unit display dirancang pada batas penunjukkan tertinggi 1999, maka display akan

menunjukkan angka 1 apabila melewati batas tersebut.

5. Pilih posisi desimal yang sesuai.

6. Tempatkan sampel (yang tidak diketahui konsentrasinya).

7. Penunjukan pada unit display atay cetak harga pengukuran pada pencetak digital.

V. Penggunaan Recorder

1. Wiring

2. Sinkronisasi dengan rekorder

a. Putar switch SCAN pada posisi ON pada unit utama

b. Putar switch MODE ke posisi ON pada rekorder

Pada saat mengatur switch ini, chart dipasang pada rekorder disinkronisasikan dengan

panjang gelombang operasi scanning dalam unit utama model 200-20



3. Hubungan antara kecepatan scanning dalam model 200-20 unit utama dan kecepatan

putaran chart pada rekorder.

a. Apabila switch pemilih SCAN SPEED pada rekorder ditetapkan pada posisi sesuai

dengan switch SCAN SPEED pada spektrofotometer pada unit utama, berarti 1 divisi

(10mm) pada chart sesuai dengan 10 nm.

b. Untuk me-record pada skala diperbesar/diperkecil, aturlah panjang gelombang kecepatan

scanning pada model 200-20 unit utama dan recorder.

c. Untuk recorder model 200, kecepatan chart tepat sesuai dengan kecepatan panjang

gelombang scanning.

Contoh: Kecepatan chart 120 mm/min sesuai dengan panjang gelombang kecepatan

scanning 120 nm/min.

4. Hubungan antara Recorder Full Scale Ranges and Switch Setting pada model 200-20 unit

utama.

VI. Prosedur Percobaan

A. Spektra Absorpsi

1. Sediakan 0,0200 M Cr(III) dengan jalan memipet 10 ml Cr(NO3)3 0.050 M dan

mengencerkannya pada labu ukur tepat 25 ml dan kocok dengan baik.

2. Sediakan 0.0752 M Co(II) dengan cara memipet 0.1880 M Co(NO3)3 sebanyak 10 m,

kemudian mengencerkannya dalam labu ukur tepat 25 ml dan kocok dengan baik.

3. Ambil spektra masing-masing larutan pada panjang gelombang 375 nm s/d 625 nm

Pertanyaan:

Dengan hasil spectra absorpsi yang diperoleh, sarankan λ yang dibutuhkan untuk

menganalisis Cr(NO3)3 yang mempunyai konsentrasi antara 0.02-0.04 M.

Terangkan mengapa panjang gelombang ini mungkin tidak sesuai untuk analisis larutan

yang konsentrasinya > atau dari 0.02-0.04

B. Hukum Beer

1. Ambil 75 ml 0.050 M Cr(III), kemudian buatlah larutan 0.01 ; 0.02 ; 0.03 ; 0.04 dengan

cara mengencerkan larutan pada no. 1 masing-masing 5 ml, 10 ml, 15 ml, 20 ml dalam

labu ukur 25 ml.

2. Ambil 75 ml 0.1880 M Co(II), kemudian lakukan pengenceran seperti pada no. 1untuk

membuat larutan 0.0376; 0.0752; 0.1128; 0.1504 M.



3. Berdasarkan kurva A vs λ (spektra absorpsi) yang diperoleh percobaan sebelumnya,

pilih 6 buah λ sebagai berikut:

a. λ pada 2 maksimum dari kurva Cr(III) yang dekat dengan minimum (410, 575 nm)

dari kurva Co(II).

b. λ pada absorbansi maksimum untuk kurva Co(II) (510 nm).

c. λ pada bagian yang naik tajam pada kurva Co(II) dan dekat dengan perpotongan

kurva Cr(III) dan Co(II) (450 nm).

d. λ pada bagian yang turun tajam dari kurva Co(II) dan dekat dengan perpotongan

kurva Cr(III) dan Co(II).

e. λ pada 625 nm.

4. Ukur %T atau absorbansi larutan-larutan di atas dengan menggunakan ke 6 panjang

gelombang yang dipilih.

5. Ambil larutan Cr(III) yang tidak diketahui, ukur %T dengan menggunakan 6 panjang

gelombang.

Pengolahan Data

1. Plot %T dan A terhadap konsentrasi pada ke 6 panjang gelombang di atas untuk larutan

Cr(III) dan Co(II).

2. Gambarkan garis horizontal pada plot persamaan Beer pada 65%T dan 26 %T sebagai

batas pengukuran.

3. Gunakan kurva yang dihasilkan untuk mendapatkan konsentrasi Cr(III) yang tidak

diketahui.

Pertanyaan:

1. Berdasarkan kurva kalibrasi yang diperoleh dari percobaan dengan menggunakan ke 6

panjang gelombang, seberapa jauh kecocokannya dengan Hukum Beer?

2. Pada λ yang mana nilai terkecil?

3. Perkirakan seberapa tepat anda dapat membaca %T dari spektrofotometer

4. Asumsikan %T dapat dibaca sampai 1%. Seberapa tepat anda dapat melaporkan

konsentrasi 0.0150M Cr(III) pada tiap panjang gelombang?

5. λ berapa yang harus digunakan untuk menentukan Cr(III) 0.015 dan 0.055M?



C. Analisis Simultan Dua Komponen

Apabila ada larutan yang mengandung dua kmponen yang keduanya menyerap cahaya,

maka adanya komponen kedua sering menyebabkan perubahan pada kemampuan menyerap

cahaya dari komponen pertama. Hal ini menyebabkan absorpsi masing-masing komponen tidak

bersifat aditif, sehingga tidak memungkinkan suatu analisis kuantitatif sederhana dapat dipakai

untuk mengetahui konsentrasi larutan ini.

Tetapi ada banyak contoh dimana komponen-komponen tidak saling berinteraksi, sehingga

tidak merubah sifat menyerap sinar pada masing-masing komponen. Absorbansi total larutan

seperti ini merupakan jumlah dari absorpsi masing-masing komponen yang diukur pada larutan

terpisah pada kondisi yang sama (bersifat aditif).

Misalnya adalah system larutan Cr(III)-Co(II). Ada suatu panjang gelombang yang

diabsorpsi lemah oleh Co(II) tetapi diabsorpsi kuat oleh Cr(III) dan sebaliknya pada panjang

gelombang lain. Karena absorbansi bersifat aditif maka konsentrasi larutan dapat ditentukan.

Gelombang demikian terjadi pada system Cr(III)-Co(II).

Persamaan Lambert-Beer didepan dapat ditulis:

k disebut konstanta absorbtivitas merupakan gabungan dan b.

Persamaan di atas menyatakan hubungan antara A dan C untuk suatu bahan dan gelombang

tertentu. Untuk larutan yang mengandung n komponen, maka persamaan dapat ditulis:

i = 1

secara eksplisit:

Apabila hanya dua komponen yang dianalisis, maka dengan menggunakan dua panjang

gelombang yang berbeda akan diperoleh dua persamaan dengan dua variable tak diketahui,

sehingga persamaan tersebut dapat diselesaikan.

Harga k dapat ditentukan dari plot persamaan Lambert-Beer untuk setiap komponen secara

terpisah dengan menggunakan dua panjang gelombang yang dipilih tersebut.

Prosedur Percobaan:

1. Siapkan campuran Cr(III)-Co(II) dengan mencampurkan 10 ml 0.05 M Cr(III) dan 10 ml

0.1880 M Co(II) ke dalam 25 ml labu ukur dan kemudian encerkan sampai 25 ml.

Larutan yang diperoleh mengandung 0.0200 M Cr(III) dan 0.0752 M Co(II).



2. Ambil larutan yang mengandung Cr(III) dan Co(II) yang tidak diketahui konsentrasinya.

3. Catat spektra absorpsi larutan di atas (yang diketahui dan yang tidak diketahui) pada daerah

panjang gelombang 375-625 nm.

Pengolahan Data:

1. Bandingkan spektra absorpsi yang diukur pada masing-masing komponen secara terpisah

dan pada campuran.

2. Berdasarkan spektra absorpsi campuran Cr(III)-Co(II) pilih dua panjang gelombang yang

cocok untuk analisis campuran Cr(III) dan Co(II) (kira-kira 510-575 nm).

3. Dari plot persamaan Lambert-Beer yang diperoleh sebelumnya tentukan slope Cr(III) murni

pada 510, 575 dan slope Co(II) murni pada 510, 575 kemudian hitung k11, k12, k21 dan k22

4. Hitung konsentrasi Cr(III) dan Co(II) dalam larutan;

dan

dimana A1 dan A2 adalah absorbansi campuran pada dua panjang gelombang yang dipakai.

Gambar 9. Spektra Absorpsi

Pertanyaan:

1. Jika larutan Cr(III) mengandung komponen berwarna biru dengan konsentrasi sangat tinggi

(saturated (CoNO3)2), sarankan bagaimana seseorang dapat menganalisis Cr(III) 0.0300-

0.0600 M

2. Gambar 11 menggambarkan spektra absorpsi dari 400-600 nm untuk dua bahan yang tidak

saling reaksi/interaksi.

a. Jika anda ingin menganalisis campuran I dan II yang mempunyai konsentrasi hampir

sama dengan konsentrasi di atas bijaksanakah memilih dan , dan , dan ?

b. Jika anda menganalisis larutan dari komponen I yang mengandung sedikit komponen II

(pengotor), yang mana anda pilih untuk analisis? Mengapa?

Metoda Konduktometri


PERCOBAAN X

METODA KONDUKTOMETRI

I. Teori Dasar

Hukum Ohm mengatakan bahwa arus I (ampere) yang mengalir dalam sebuah

pengantar berbanding lurus dengan daya gerak listrik (daya elektromotif) E (volt), dan

berbanding terbalik dengan resistans (tahanan) R(Ohm).

I = E/R

Hukum di atas berlaku bila difusi dan reaksi elektroda tidak terjadi. Kebalikan dari

resistans dinamakan konduktans (G) (hantaran) yang diukur dalam mho (Ohm-1

) atau

Siemens (S) sehingga I = EL. Hantaran L suatu larutan berbanding lurus pada luas

permukaan elektroda a, sedangkan konsentrasi ion persatuan volume larutan Ci, pada

hantaran ekivalen dengan λi tetapi berbanding terbalik dengan jarak elektroda d, sehingga,

L = a/d

Tanda Σ menyatakan bahwa sumbangan ion terhadap konduktansi sifatnya aditif.

Karena a dan d dalam satuan cm, maka konsentrasi C dinyatakan dalam M. Bila konsentrasi

dinytakan dalam normalitas maka harus dikalikan dengan faktor 1000. nilai d/a = θ

merupakan faktor geometri selnya dan nilainya konstan untuk suatu nilai tertentu sehingga

disebut sebagai tetapan sel.

Pengukuran hantaran dilakukan pada larutan yang diketahui hantaran spesifiknya.

Pada umumnya KCl digunakan sebagai larutan pembanding. Nilai konduktansi spesifik (K)

pada 200C memiliki konsentrasi yang berbeda-beda 71,13 g/Kg = 0,11134 mho/cm ; 7,419

g/kg = 0,01265 mho/cm ; 0,749 g/kg = 0,00140 mho/cm. Hantaran elektrolitik merupakan

besaran yang tergantung pada temperatur. Sehingga pengukuran harus dilakukan pada

temperatur yang tetap, biasanya pada suhu 250 C. Sedangkan λ tergantung pada konsentrasi

total ionik suatu larutan, dan bertambah besar dengan pengenceran.

Konduktivitas pada sebuah larutan elektrolit pada setiap temperatur hanya bergantung

pada ion-ion yang ada dan konsentrasi ion-ion tersebut. Bila larutan suatu elektrolit

diencerkan maka konduktivitas akan turun karena jumlah ion yang semakin sedikit dalam

larutan tersebut untuk membawa arus. Jika semua larutan tersebut dimasukkan diantara dua

elektrode yang terpisah dengan jarak 1 cm satu sama lainnya, maka konduktivitas akan naik,

hal ini dikarenakan oleh berkurangnya efek-efek antar-ionik pada elektrolit-elektrolit kuat

dan kenaikan derajat ionisasi untuk elektrolit-elektrolit lemah.

Untuk mengukur suatu konduktivitas suatu larutan, maka larutan dimasukkan ke

dalam sebuah sel yang telah dikalibrasi dengan suatu larutan yang telah diketahui



konduktivitasnya misalnya larutan standar kalium klorida. Sel dimasukkan ke dalam salah

satu sisi rangkaian dari jembatan Wheatstone. Kemudian ukur resistannya pengaliran arus

melalui sebuah larutan elektrolit akan mengakibatkan perubahan-perubahan dari komposisi

larutan bila didekatkan dengan sebuah elektrode, yang pada akhirnya akan menunjukkan

besarnya potensial pada elektrode tersebut.

Hal tersebut akibat terbawanya sesatan-sesatan yang serius dalam pengukuran

konduktivitas, keuali kalau efek-efek polarisasi dikurangi. Kesukaran-kesukaran ini dapat

diatasi dengan menggunakan arus bolak balik untuk pengukuran sehingga tingkat

elektrolisis dan efek polarisasi bisa dikurangi.

Penambahan suatu elektrolit pada suatu larutan elektrolit lain yang memiliki volume

tetap akan mempengaruhi hantaran larutan tersebut, tergantung dari ada atau tidaknya terjadi

reaksi ionik.jika tidak terjadi reaksi ionik maka konduktans akan naik , tapi bila terjadi

reaksi ionik maka konduktans dapat naik atau turun. Hal tersebut juga akan terjadi bila pada

suatu larutan basa ditambahkan pada larutan asam kuat. Konduktans akan turun disebabkan

oleh penggantian ion hidrogen yang memiliki konduktivitas tinggi oleh kation lain yang

memiliki konduktivitas yang lebih rendah. Hal tersebut merupakan suatu dasar yang

dijadikan prinsip pada titrasi konduktometriyaitu substitusi ion-ion dengan suatu

konduktivitas oleh ion-ion dengan konduktivitas yang lain.

Untuk menghindari elektrolisis, pengukuran hantaran dilakukan dengan arus bolak

balik (AC). Frekuensinya sekitar 1000 Hz. Diperlakukan pengocokan yang efisian. Biasanya

digunakan suatu jembatan wheatston yang dimodifikasikan untuk melakukan penentuan

hantaran elektrolit (L) yang beroperasi pada sumber energi AC.

Pengukuran-pengukuran hantaran biasanya dilakukan pada larutan yang berair (H2O

adalah penghantar yang buruk, L H2O = 5 x 10 -8

mho/cm pada 250

C). Pada konsentrasi

tinggi, kenaikan konsentrasi menyebabkan naiknya hantaran secara linier. Ini akan memiliki

nilai maksimum,untuk selanjutnya menurun. Contoh aplikasinya misalnya pada analisis

knadungan NO2 : H2O dalam asam nitrat yang berasap. Hantaran diukur pada HNO3

sebelum dan sesudah pengolahan dengan KNO3. Air alam serta air pendingin dalam industri

juga umumnya ditentukan konduktansnya dengan KNO3. Ini merupakan prosedur yang

cepat dan baik untuk melakukan analisis air. Selain itu juga sering digunakan pada

penentuan amoniak dalam materi biologis, amoniak yang dihasilkan ditampung dalam

H3BO3 selanjutnya konduktans spesifiknya diukur pada lingkungan ion-ion lain yang mudah

diendapkan dan memiliki kelarutan yang kecil. Nilai K ditentukan sebelum dan sesudah

penambahan reagen pengendap.



Metode konduktansi dapat digunakan untuk mengikuti reaksi titrasi jika terdapat

perbedaan antara konduktansi cukup besar sebelum dan sesudah penambahan reagen dengan

tetapan sel harus diketahui. Sehingga selama pengukuran dilakukan secara berturut-turut dan

dengan jarak elektroda yang harus tetap juga. Hantaran (konduktans) memiliki nilai yang

sebanding dengan konsentrasi dan pada temperatur yang tetap, tetapi dengan adanya

pengenceran maka akan menyebabkan konduktans yang dihasilkan tidak lagi linear

dengankonsentrasi larutan.

Reaksi netralisasi pada gambar di bawah ini menunjukkan kurva untuk pengukuran

titrasi NaOH terhadap HCl (gambar a), sedangakan gambar (b) menunjukkan gambar titrasi,

akan terlihat bahwa hantaran ion H+ berkurang sampai titik ekivalen tercapai, kemudian

setelah penambahan titran terlihat bahwa hataran total setelah titik ekivalen akan naik

kembali. Inon Cl- tidak memberikan sumbangan terhadap hantaran, tetapi ion Na

+ akan

memberikan sumbangan yang berarti. Ion H+ sendiri akan memberikan sumbangan sebesar

82% sedangkan Cl- akan memberikan sumbangan sebesar 18% .

Reaksi-reaksi pengendapan dan penggantian seperti titrasi NH4Cl + NaOH dapat

dilaksanakan dengan konduktometri. Titrasi asam lemah terhadap basa lemah dapat

dilakukan dengan metode konduktometri. Pada titik ekivalen hantaran akan turun pada

tingkat yang paling rendah. Sebagai contoh, titrasi AgSO4 vs BaCl2 dapa t dititrasi dengan

metode konduktometri sampai titik akhir ditandai dengan terbentuknya BaSO4 secara

kuantitatif.

Titrasi konduktometri sangat berguna bila hantaran sebelum dan sesudah reaksi cukup

banyak berbeda. Tetapi metode konduktometri ini kurang bagus digunakan untuk larutan

dengan konsentrasi ionik yang terlalu tinggi, misalkan titrasi Fe3+

dengan KmnO4, karena

pada saat titrasi perubahan hantaran sebelum dan sesudah titik ekivalen terlalu kecil

dibandingkan dengan besarnya konduktans total.

II. Peralatan dan Bahan

B. Peralatan

konduktometer

buret mikro

magnetik stirer

hot plate

statif

klem buret

batang pengaduk



gelas kimia 400 mL dan 100 mL

corong pendek

pipet seukuran 5 mL

botol semprot

voltmeter

C. Bahan

larutan standar KCL 0,1 N

larutan standar Na2SO4

aqua DM

sampel Ba2+

III. Prosedur Percobaan

1. Kalibarasi alat konduktometri dengan KCL 0,1 N

2. Masukkan larutan Na2SO4 standar 0,1 M ke dalam buret mikro, tanda bataskan

3. Pipet 5 mL larutan Ba2+

yang akan ditentukan kadarnya, masukkan ke dalam gelas

kimia 400 mL, tambahkan aqua DM sampai sel kondukto tercelup

4. Masukkan stirer, aduk dengan pengaduk listrik

5. Lakukan titrasi dengan penambahan berselang 0,5 mL sampai melewati TE

6. Ulangi langkah 2-5 dengan selang penambahan 0,2 mL untuk daerah sekitar TE

7. Buat grafik V Na2SO4 versus Hantaran ekivalen dari titrasi secara halus

8. Hitung kadar Ba2+

.

Kromatografi Gas


PERCOBAAN XI

KROMATOGRAFI GAS

A. Penentuan Laju Alir Optimum dalam Khromatografi Gas

I. Tujuan

Laju alir optimum dalam penentuan khloroform dengan kromatografi gas ditentukan dengan

menggunakan Persamaan Van Deemter.

II. Teori

Kromatografi gas (KGC) dapat dipakai untuk memisahkan sekaligus juga untuk

mengidentifikasi dan menentukan komponen-komponen organic yang mudah menguap dan

stabil pada temperature yang relatif tinggi. Agar dapat melalui kolom maka komponen-

komponen harus berada dalam bentuk uap atau fasa gas. Untuk keperluan tersebut maka

kolom kromatografi gas biasanya dioperasikan pada suhu 100 hingga 400ᵒC. Teknik ini

sering dipakai dalam menganalisis sampel-sampel migas, petrokimia, minyak atsiri, plavour

dan kandungan pestisida atau herbisida di dalam lingkungan. Pemisahan di dalam kolom

terjadi setelah sampel disuntikkan ke dalam kolom, mula-mula komponen-komponen di

dalam cairan diuapkan dan kemudian dielusi oleh gas pembawa untuk melewati kolom.

Perbedaan laju migrasi masing-masing komponen dalam melalui kolom disebabkan

oleh perbedaan titik didih dan interaksi masing-masing komponen dalam fasa stationer,

sehingga waktu yang diperlukan untuk keluar dari kolom untuk masing-masing komponen

berbeda-beda. Pendeteksian saat keluar dari kolom dilakukan berdasarkan perubahan sifat

fisika aliran gas yang disebabkan adanya komponen yang dikandungnya misalnya daya

hantar panas, absorpsi, radiasi elektromagnetik, indeks refraksi, derajat terinduksi ion, dsb.

Komponen-komponen yang terelusi dikenali (analisa kualitatif) dari waktu retensi, TR.

TR analit dibandingkan terhadap TR standar pada kondisi operasi alat yang sama. Sedangkan

penentuan kadar atau jumlah analit (analisis kuantitatif) dilakukan dengan membandingkan

luas puncak analit dengan luas puncak standar. Efisiensi kolom ditentukan berdasarkan

jumlah plat teori (N) dalam kolom melaui persamaan

Dimana:

TR. : waktu retensi;

Wb : lebar dasar puncak

Pemisahan yang baik suatu komponen dari komponen lain dengan kromatografi gas

tergantung pada pemilihan yang tepat substrat kolom serta efisiensi total dari sistem

Kromatografi Gas


kromatografi gas. Efisiensi pelarut yang disebut waktu retensi relatif, dinyatakan sebagai

perbandingan waktu retensi untuk suatu senyawa yang tidak berinteraksi dengan fasa cair.

Waktu retensi akan berubah sesuai dengan koefisien distribusi setiap solute dalam

pelarut, laju alir gas pembawa, temperatur kolom, dan dapat digunakan untuk

membandingkan efisiensi pelarut satu dengan yang lain. Efisiensi kolom berkaitan denga

pelebaran pita solute setelah melewati kolom dan disebabkan oleh rancangan kolom itu

sendiri dan kondisi operasi.

Efisiensi kolom dinyatakan secara kuantitatif sebagai tinggi piringan teoritis (H),

dimana H didefinisikan juga sebagai panjang kolom yang diperlukan untuk memperoleh

kesetimbangan solute antara fasa gas yang bergerak dengan fasa cair yang diam. Besaran

yang digunakan untuk menjalankan efisiensi kolom biasanya dinyatakan berupa jumlah

piringan teoritis, yang diperoleh dari puncak tunggal yang terekam.

Piringan teoritis didefinisikan sebagai kesetimbangan sempurna yang terbentuk antara

dua fasa, yang merupakan konsep teoritis yang digunakan untuk mengamati performa

kolom, tapi tidak dapat digunakan sebagai ukuran absolut dari kemampuan kolom tersebut

untuk memisahkan. Akan tetapi, piringan teoritis ini dapat digunakan untuk

membandingkan dua kolom yang sempurna atau untuk membuat standar bagi teknik

“packing” kolom.

Tinggi piringan teoritis ditentukan oleh persamaan:

H =L

N

di mana, H: tinggi piringan teoritis

L: panjang kolom (cm)

N: jumlah piringan

Jumlah piringan ditentukan oleh persamaan:

N =4tR

Wb

2

N = 5.544tR

W1/2

2

di mana, tR: waktu retensi

Wb: lebar dasar puncak

W1/2: lebar pada setengah tinggi puncak

Kromatografi Gas


Hal-hal yang menyebabkan nilai N lebih kecil dari nilai sebenarnya yaitu:

1. Injeksi Cuplikan

Cuplikan harus diinjeksi sekaligus ke dalam kolom dan harus teruapkan dengan

cepat (ruang cuplikan dinaikkan temperaturnya). Ukuran cuplikan harus kecil

karena kolom yang terlalu banyak dipenuhi cuplikan akan menghasilkan puncak

yang melebar atau membentuk puncak yang asimetri.

2. Karakteristik Kolom

Selektivitas yang tinggi dapat diperoleh melalui pemilihan jenis kolom yang

sesuai, yaitu berdasarkan perbedaan koefisien partisi yang besar untuk komponen-

komponen dalam cuplikan/sampel, efisiensi suatu kolom dipengaruhi oleh laju alir

yang digunakan. Apabila terjadi difusi maka akan mengakibatkan adanya

pelebaran pita. Jika laju alir naik, efek pelebaran karena difusi akan menurun dan

pada laju alir tinggi, faktor lain akan menyebabkan pelebaran, yaitu

kesetimbangan partisi antara fasa gas dan fasa cair yang tidak terjaga. Karena itu

laju alir untuk efisiensi kolom maksimum digambarkan pada gambar 2. Difusi

Eddy juga dapat melebarkan pita cuplikan, karena molekul bergerak melewati

kolom melalui rute yang berbeda dan panjang berbeda.

Kromatografi Gas


Efek ini akan menurun dengan bertambah kecilnya, semakin seragamnya ukuran

partikel-partikel penunjang dan dengan packing kolom yang teratur. Semua efek

ini terdapat dalam persamaan Van Deemter yang dalam bentuk sederhananya:

H = A +B

C

di mana, μ = laju alir

A= besaran untuk difusi Eddy

B/μ = besaran untuk difusi longitudinal

Cμ= besaran untuk laju transfer massa

Besaran difusi eddy tidak tergantung pada laju alir, dan ditentukan sebagaimana

kolom itu disusun. Untuk menentukan laju alir yang meminimalisasi pelebaran

puncak yang diakibatkan oleh laju transfer massa dan difusi longitudinal dapat

menggunakan plot Van Deemter untuk menentukan A,B, dan C dalam persamaan

Van Deemter. Laju alir yang menghasilkan dimana efek total minimum terhadap

pelebaran puncak disebut μopt.

3. Volume Detektor

Setelah pita keluar dari kolom, pita tersebut harus dengan cepat menuju detektor

yang dapat mendeteksi volume sampel yang kecil. Hal ini penting karena

mungkin ada puncak tajam yang keluar dari kolom.

Kromatografi Gas


III. Alat dan Bahan

A. Alat

Kromatografi gas dengan recorder

Tangki gas helium dan pengatur tekanan

Pencatat waktu

Kolom

Suntikan 10μL

Pengukur laju alir

B. Bahan

Kloroform


1. Membaca dengan baik dan teliti petunjuk operasi khromatografi gas. Buku petunjuk

tidak terdapat pada laboratorium, praktikan mendapatkan pengetahuan tentang operasi

kromatografi dari asisten

2. Menghubungkan soap bubble flow rate meter (pengukur laju alir dengan gelembung

sabun) ke gas exit port (tempat keluaran gas). Flowrate dihubungkan dengan sebuah

selang yang berada di tempat keluarnya gas pada alat kromatografi gas.

3. Menentukan laju alir dengan menekan bulatan (soap bubble) sehingga air sabun

melewati batas tempat masukan gas. Membiarkan 2 atau 3 gelembung naik.

menggunakan pengukur waktu untuk mengukur naiknya satu gelembung yang bergerak

dari 0 ml ke 10 ml. Laju alir ditetapkan sebagai berikut Laju alir (ml/menit):

Laju Alir ml/menit =10 ml

waktu (detik)

60 detik

1 menit

Pada bagian Soap buble ada suatu bulatan yang digunakan untuk membuat gelembung

sabun yang nantinya digunakan untuk pengukuran laju alir gas. Gelembung yang

digunakan sebagai alat ukur adalah bukan gelembung yang pertama, hal ini

dimaksudkan untuk mengurangi kesalahan akibat adanya gangguan pada soap buble

akibat adanya zat yang tidak terdeteksi. Pengukuran waktu dimulai ketika pada

gelembung yang ketiga atau setelahnya ketika gelembung terletak pada 0 ml pada skala

buble soap. Waktu dihentikan pada saat gelembung mencapai titik 10 ml pada skala

buble soap.

Catatan

Kromatografi Gas


Penentuan khromatogram murni dilakukan pada 1.0 mikro milli setiap injeksi pada 6

laju alir yang berbeda. Agar kesetimbangan aliran gas dalam kolom tercapai, menunggu

beberapa menit setiap setelah merubah laju alir sebelum menginjeksikan sempel

cuplikan atau mengukur laju alir. mengukur laju alir sebelum injeksi dan setelah semua

cuplikan melewati kolom.

V. Pertanyaan

1. Suatu hidrokarbon menghasilkan puncak GC, dengan W1/2=0.605 dan tR=0.92 menit.

a) Hitung jumlah plat (piringan pada kolom)

b) Hitung L

2. Tunjukkan apa efek kurva difusi longitudinal bila koefisien di gas solute dasar gas

pembawa meningkat?

3. Apakah μopt naik/turun bila temperatur kolom naik?

4. Empat hidrokarbon akan dipisahkan dari plot Van Deemter, diperoleh μopt pada

minimum kurva. Apakah laju alir ini juga memberikan nilai optimum H untuk 3

hidrokarbon lain?

B. Penentuan Laju Alir Optimum dalam Khromatografi Gas

I. Tujuan

Analisis kuantitatif campuran kloroform dan karbon tetra klorida dengan kromatografi gas.

II. Teori

Kromatografi gas banyak digunakan untuk analisa kuantitatif campuran gas atau

campuran cairan. Luas di bawah ouncak sebanding dengan konsentrasi komponen dalam

campuran awal. Oleh karena itu, plot antara luas puncak vs konsentrasi suatu standar yang

diketahui konsentrasinya dapat menjadi kurva kalibrasi untuk analisa kuantitatif.

Kromatografi gas banyak digunakan untuk analisa kuantitatif campuran gas atau

campuran cairan. Luas di bawah ouncak sebanding dengan konsentrasi komponen dalam

campuran awal. Oleh karena itu, plot antara luas puncak vs konsentrasi suatu standar yang

diketahui konsentrasinya dapat menjadi kurva kalibrasi untuk analisa kuantitatif.

Persamaan R untuk campuran biner yaitu:

R =S2A2

S2A2 +S1A1

1

R=

S1A1

S2A2

1

Dari persamaan tersebut dapat diketahui bahwa rasio A1/A2 diplot terhadap 1/R dan

diperoleh kemiringan S1/S2 dan akan melalui titik A1/A2=0 dan 1/R=1. kurva kalibrasi ini

Kromatografi Gas


dapat digunakan untuk menentukan komposisi sampel campuran 1/R bila nilai A1/A2

diketahui dari kromatogram.

III. Alat dan Bahan

A. Alat

Kromatografi Gas

B. Bahan

Kloroform

Karbon Tetraklorida


1. Mengatur laju alir khromatografi ke nilai optimum untuk CHCl3 seperti dalam

percobaan 1. Laju alir pada kromtografi di atur sesuai dengan laju optimum yang

didapat pada percobaan yang pertama. Pengaturan laju alir gas bisa diatur secara manual

dengan memilih pada tombol pengatur laju alir gas pada kromatografi gas.

2. Menyiapkan larutan standar campuran CHCl3 sebagai berikut: 30, 40, 50, 60, dan 70%.

Larutan ini dibuat dengan perbandingan volume antara larutan sample dengan

pelarutnya (aquades). Perbandingan volumenya disesuaikan dengan persentasi dari

larutan standar campuran tersebut. kemudian dicampur antara aquades dengan larutan

sampel yang perbandingannya sudah disesuaiakan.

3. Membuat khromatogram dari setiap campuran standar. Setelah semua larutan sample

sudah siap digunakan, selanjutnya adalah menginjeksikan larutan sampel pada kolom

injeksi kromatografi gas. Setelah diinjeksikan, lalu kromatogram uyang dideteksi oleh

kromatografi gas di tampilkan (bisa di print out atau pada layar monitor).

4. Meminta sampel campuran yang tidak diketahui komposisinya pada asisten dan

menentukan khromatogramnya. Setelah semua kromatogram di dapat maka akan ada

perbedaan pada tiap kromatogram larutan sampel dengan presentasi yang berbeda, maka

kromatogram tadi digunakan sebagai pembanding pada sampel yang belum dketahui

komposisinya. Kromatogram sampel yang tidak diketahui komposisinya dibandingkan

dengan kromtaogram yang sebelumnya, yang paling mendekati kromatogram tersebut

maka bisa dikatakan zat tersebut komposisinya sama dengan kromatogram dari zat yang

sudah diketahui komposisinya. Komposisi senyawa juga di dapat dari luas dibawah

kurva yang dihasilkan.

V. Pertanyaan

1. Jelaskan urutan elusidasi senyawa CHCl3 dan CCl4 dalam kromatogram Anda!

Kromatografi Gas


2. Apakah anda mengharapkan senyawa CH2Cl2 akan terelusidasi lebih cepat atau lambat

dari CHCl3? Jelaskan!

C. Penentuan Laju Alir Optimum dalam Khromatografi Gas

I. Tujuan

Pengukuran waktu retensi sejumlah senyawa hidrokarbon dalam satu grup. Penentuan

resolusi puncak serta diidentifikasi senyawa yang tidak diketahui. Identifikasi komponen

hidrokarbon di dalam bensin.

II. Teori

Identifikasi kualitatif komponen dalam suatu campuran dengan kromatografi gas

didasarkan pada waktu retensi, yaitu waktu yang diperlukan suatu sampel melewati

kromatograf. Pengukuran tR dari kromatogram dijelaskan pada gambar 4. Tingkat

pemisahan dari dua puncak yang berdekatan, dengan asumsi puncak-puncak gaussian, dapat

dijelaskan sebagai nilai resolusi dari suatu kolom.

R =tR,2 - tR,1

0.5 W1 + W2

Puncak dianggap teresolusi sempurna apabila R=1,5. Fasa cair stasioner mempengaruhi nilai

pembilang, dan nilai efisiensi kolom mempengaruhi penyebutnya.

Identifikasi kualitatif dari puncak tak dikenal dalam kromatogram multikomponen dapat

disederhanakan dengan 2 jenis plot yaitu:

1. untuk senyawa dalam 1 grup dapat digunakan plot dari logaritma waktu retensi vs jumlah

atom karbon yang akan berupa garis lurus.

Kromatografi Gas


2. untuk senyawa dengan karakteristik yang sejenis dapat digunakan plot dari nilai titik didih

vs logaritma waktu retensi yang akan berupa kurva lengkung.

III. Alat dan Bahan

A. Alat

Kromatografi Gas

B. Bahan

1. Senyawa hidrokarbon murni; pentana, heksana, heptana, oktana, dan nonana.

2. Sampel bensin yang tidak mengandung Pb atau logam lainnya.


1. Menetapkan laju alir sesuai dengan intruksi asisten, atau hasil dari penentuan plot dengan

menggunakan plot Vam Deemter. Laju alir yang digunakan pada saat percobaan,

praktikan boleh menggunakan 2 oopsi yakni laju alir pada saat percobaan 1 atau laju alir

yang diperintahkan asisten. Asisten ternyata tidak memberikan besarnya laju alir pada

praktikan sehingga laju alir yang digunakan adalah laju alir percobaan 1.

2. Membuat khromatogram dari setiap senyawa hidrokarbon murni yang ditetapkan asisten

dan memberi tanda setiap suntikan pada kertas khromatogram. Setelah semua larutan

sample sudah siap digunakan, selanjutnya adalah menginjeksikan larutan sampel pada

kolom injeksi kromatografi gas. Sampel yang digunakan berupa senyawa hidrokarbon

murni. Setelah diinjeksikan, lalu kromatogram yang dideteksi oleh kromatografi gas di

tampilkan (bisa di print out atau pada layar monitor). Sampel yang dgunakan jumlahnya

banyak, untuk menghindari kekeliruan maka setiap sampel yang diinjeksikan diberi tanda.

3. Membuat khromatogram dari sampel tak dikenal. Setelah semua kromatogram di dapat

maka akan ada perbedaan pada tiap kromatogram larutan sampel hidrokarbon yang

berbeda, maka kromatogram tadi digunakan sebagai pembanding pada sampel yang

belum dketahui. Kromatogram sampel yang tidak diketahui komposisinya dibandingkan

dengan kromtaogram yang sebelumnya, yang paling mendekati kromatogram tersebut

maka bisa dikatakan zat tersebut merupakan satu jenis dengan zat yang kromatogramnya

mirip tadi.

4. Buatlah khromatogram dari sampel bensin yang disediakan. Pembuatan kromatogram ini

sama halnya dengan kromatogram lainnya, hanya sampel yang digunakan berupa bensin.

Kromatogram sampel bensin dibandingkan dengan kromtaogram yang sebelumnya, yang

paling mendekati kromatogram tersebut maka bensin bisa dikatakan satu kelompok

Kromatografi Gas


dengan kromatogram senyawa hidrokarbon tersbut. Analisis kromatogram dapat juga

dengan menganalisis data luas dibawah kurva yang dihasilkan.

V. Pertanyaan

1. Sejumlah senyawa alkohol primer ditentukan dengan kromatografi gas. Diketahui

bahwa waktu retensi etanol adalah 1 menit. Perkirakan waktu retensi untuk 1-propanol,

1-butanol, 1-pentanol.

2. Sebutkan 6 faktor yang diperkirakan mempengaruhi resolusi, dan jelaskan bagaimana

keenam faktor tersebut dapat mempengaruhinya!

3. Berapa panjang kolom yang diperlukan untuk meresolusi 2 puncak dengan waktu

retensi (TR) 92 dan 107 detik, dengan panjang kolom H sebesar 1.60 cm/piringan?

Daftar Pustaka


DAFTAR PUSTAKA

Abraham Michael R. and Pavelich J. Michael. 1979. Inquires into Chemistry. Illinois:

Waveland Press Inc.

Bird, Tony. 1987. Penuntun Praktikum Kimia Fisika untuk Universitas. Alih bahasa: Kwe Ie

Tjien, Cet. 1. Jakarta: Gramedia.

Castellan, G.W. 1971. Physical Chemistry 2nd

ed.

Daniel et. al. 1970. Experiment Physical Chemistry 7th ed. McGrawHill.

Francis, A.W. 1963. Liquid-Liquid Equilibrium. New York: Interscience Publisher.

Day, dan Underwood. 2001. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Keenam. Jakarta: Erlangga.

Glasstone, S. 1946. Text Book of Physical Chemistry 2nd

ed.

Khopkar, S. M. 2007. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI-Press.

modul praktikum kimfis kitik

Documents