Kelompok IV• Abduraffi Rayadi (01)• Dewi Wulandhari (10)• Nanda Gilvyra Valleta

(19)

SMK – SMAK Bogor

Kimia Analisis

X-8

TeoriBesi merupakan logam yang paling banyak terdapat dialam. Besi juga diketahui

sebagai unsur yang paling banyak membentuk bumi, yaitu kira-kira 4,7 - 5 % pada kerak bumi. Besi adalah logam yang dihasilkan dari bijih besi dan jarang dijumpai dalam keadaan bebas, kebanyakan besi terdapat dalam batuan dan tanah sebagai oksida besi, seperti oksida besi magnetit ( Fe3O4) mengandung besi 65 %, hematite ( Fe2O3 ) mengandung 60 – 75 % besi, limonet ( Fe2O3 . H2O ) mengandung besi 20 % dan siderit (Fe2CO3).

Besi secara farmakologi digunakan sebagai zat penambah darah bagi penderita anemia. Salah satu bentuk garam besi yang digunakan sebagai komponen zat aktif dalam sediaan penambah darah adalah besi(II) sulfat, yaitu bentuk besi bervalensi dua atau ferro. Hal ini berkaitan dengan kondisi tubuh manusia yang lebih mudah menyerap besi dua daripada besi bervalensi tiga. Sifat kimia besi yang sangat dikenal adalah mudah teroksidasi oleh oksigen dari udara dan oksidator lainnya, sehingga besi umumnya dijumpai sebagai besi bervalensi tiga. Pada kondisi tertentu dimana kurang kontak dengan udara, besi berada sebagai besi bervalensi dua.

Besi digunakan sebagai katalis. Ion besi sebagai katalis pada reaksi ion persulfat dan ion iodida. Besi merupakan sebuah contoh yang baik dalam hal penggunaan senyawa logam transisi. Sebagai katalis karena kemampuan senyawa logam transisi tersebut untuk mengubah tingkat oksidasi. Ion-ion yang paling sederhana dalam larutan adalah :- [Fe(H2O)6]2+

- [Fe(H2O)6]3+

Kedua-keduanya bersifat asam, tetapi besi ( III ) lebih kuat asamnya. Ion hidroksida ( katakanlah dari larutan natrium hidroksida ) dapat menghilangkan ion hirogen dari ligan air dan kemudian melekat pada ion besi. Setelah ion hidrogen dihilangkan, akan diperoleh kompleks netral. Kompleks netral ini tidak larut dalam air dan terbentuk endapan. 

Besi sangat mudah dioksidasi pada kondisi yang bersifat basa. Oksigen di udara mengoksidasi endapan besi ( II ) hidroksida menjadi besi ( III ) hidroksida. Warna endapan yang menjadi gelap berasal dari efek yang sama. Ammonia dapat berperan sebagai basa atau ligan. Pada kasus ini, amonia berperan sebagai basa, menghilangkan ion hodrogen. Kejadian yang sama terjadi ketika menambahkan larutan natrium hidroksida. Natrium kembali berubah warna yang menunjukkan kompleks Fe ( II ) hidroksida teroksidasi oleh udara menjadi Fe(III) hidroksida.

Jika kamu menambahkan larutan natrium karbonat ke larutan yang mengandung heksaaquobesi (III), dengan pasti akan diperoleh endapan seperti jika ditambahkan larutan natrium hidroksida atau amonium hidroksida. Saat ini, ion karbonat yang menghilangkan ion hidrogen dari ion heksaaquo dan menghasilkan kompleks netral.

Besi dari larutan garam tunjung (FeSO4.7H2O) dapat diendapkan sebagai besi(II) hidroksida, akan tetapi besi ini tidak mantap dan mudah teroksidasi menjadi besi (III), sehingga bila dipijarkan sisa pijarnya tidak murni sebagai FeO. Oleh karena itu besi harus diendapkan sebagai besi(III) hidroksida.Sebagai pengoksida dapat dipakai HNO3, H2O, atau air brom. Sebenarnya HNO3 kurang baik karena mudah terjadi kopresipitasi.pH pengendapan tidak boleh terlalu tinggi untuk menghindari pengendapan hidroksida lain terutama bila contoh alam yang biasa mengandung Mg, sehingga dapat mengendap sebagai Mg(OH)2. Oleh karena itu ditambahkan NH4Cl 10%sebagai pendapar. Pengendapan dilakukan pada suhu 70-80°C untuk mendapatkan jel/selai yang baik

Dasar

Garam besi(II) yang tidak mantap dioksidasikan dengan HNO3,air Brom atau menjadi Fe(III) yang mantap. Kemudian Fe(III) diendapkan dengan NH4OH menjadi endapan selai yang berwarna coklat Fe(OH)3 yang setelah dipijarkan menjadi Fe2O3 yang berwarna hhitam coklat.

Reaksi

2HNO3 → H2O + 2NO + 3O

6FeSO4 + 6HNO3 + 3O → 2Fe2(SO4)3 + 2Fe(NO3)3 +3H2O

Fe2(SO4)3 + 2Fe(NO3)3 + 18NH4OH → 6Fe(OH)3 + 6(NH4)2SO4 + 6NH4NO3

6Fe(OH)3 → 3Fe2O3 + 9H2O ↑

Alat dan Bahan

Alat Alat yang Diperlukan : Piala gelas 400 dan 800 mL. Pengaduk Kaca arloji Tabung Reaksi Labu semprot Tutup kaca Pembakar teklu Pembakar meker / tanur Kaki tiga Kasa asbes Gelas ukur 10 mL dan 50 mL. Termometer

Pipet tetes Corong Penyangga corong Tabung reaksi Cawan porselin Segitiga porselin Gegep besi Neraca analitik Oven Desikator Neraca Sauter

Bahan – Bahan yang Diperlukan :

Sampel garam tunjung Fe2SO4.7H2O Air suling HNO3 4N / H2O2 3% / Air Brom NH4Cl 10% NH4OH 2N AgNO3 0,1% HCl 4N BaCl2 0,5 N AgNO3 0,1%

Cara Kerja1. Sampel garam tunjung ditimbang sebanyak ± 0,5 gram menggunakan neraca analitik.2. Sampel dimasukkan ke piala gelas 400 mL.3. Sampel dilarutkan dengan 25 mL air suling.4. Ditambahkan 5 mL HNO3 4N.5. Piala gelas beserta isinya dididihkan dengan api kecil sampai terbentuk larutan

berwarna kuning/sindur.6. Dilakukan uji oksidasi dengan meneteskan NH4OH 2N ke cairan jernih. Apabila

terbentuk endapan kecokelatan itu menandakan besi (II) telah teroksidasi menjadi besi (III). Bila terbentuk endapan hitam kehijauan itu menandakan besi (II) belum menjadi besi (III), sehingga harus ditambahkan HNO3 4N sebanyak 5 mL lagi, dididihkan kemudian diuji kembali.

7. Diencerkan dengan air suling hingga volume akhirnya 100 mL.8. Larutan dipanaskan hingga 70 – 80 0C menggunakan termometer.9. Ditambahkan NH4Cl 10 % 15 mL.10. Larutan diendapkan dengan NH4OH 2N sedikit demi sedikit hingga berlebih ( sampai

cairan induk jernih).

11. Endapan disaring dengan kertas saring Whatman no.541, kemudian dicuci dengan air panas, dienaptuangkan.

12. Dilakukan uji pengotor sulfat dan klorida sampai larutan bebas uji pengotor.13. Kertas saring berisi endapan dikeringkan didalam oven kemudian dilipat.14. Setelah dilipat, kertas saring dimasukkan ke cawan porselin yang telah diketahui bobot

kosongnya.15. Cawan + endapan di perarang dan diabukan menggunakan pembakar teklu dan dipijarkan

menggunakan pembakar meker atau tanur.16. Cawan porselin beserta sisa pijarnya didinginkan di desikator.17. Cawan + abu ditimbang menggunakn neraca sauter sebagai bobot cawan + abu.18. Serangkaian tahapan pemijaran, pendinginan, penimbangan dilakukan hingga tercapai

bobot tetap Fe2O3.

PembahasanBesi dari garam besi (II) dapat diendapkan sebagai hidroksidanya. Akan tetapi, besi ini

tidak mantap dan mudah teroksidasi menjadi besi (III), karena garam besi (II) dari sampel Fero sulfat hepta hidrat (FeSO4.7H2O) bersifat tidak stabil, oleh karena itu Fe(II) harus di oksidasikan terlebih dahulu menjadi Fe(III) yang lebih stabil. sehingga bila dipijarkan sisa pijarnya tidak murni sebagai FeO. Maka dari itu, besi harus diendapkan sebagai besi (III) hidroksida.

Sebelum pendidihan, ditambahkan oksidator. Sebagai pengoksidasi dapat dipakai HNO3, H202, atau air brom,tapi untuk kebutuhan laboratoriumm saat ini HNO3 lah yg lebih mudah di dapat dibandingkan dengan H202 ataupun air brom maka digunakanlah HNO3 sebagai pengoksidasi walaupun HNO3 kurang baik karen mudah terjadi kopresipitasi. Sebenarnya tanpa oksidator pun Fe(II) sudah bisa teroksidasi menjadi Fe(III) tapi resikonya jika tidak memakai oksidator adalah Fe tidak teroksidasi secara sempurna menjadi Fe(III),ada yg sebagian teroksidasi menjadi Fe(III) dan ada juga yg masih sebagai Fe(II),maka dari itu penggunaan oksidator sangat pengting agar Fe(II) semuanya dapat troksidasi sempurna menjadi Fe(III).

Setelah pendidihan, dilakukan uji oksidasi, yaitu uji yang dilakukan untuk mengetahui sejauh mana oksidasi besi (II) menjadi besi (III). Ciri utama untuk membedakan antara keduanya adalah warna endapan yang terbentuk. Endapan Fe(OH)2 berwarna hitam kehijauan, sedangkan Fe(OH)3 berwarna merah kecokelatan. Apabila yang terbentuk adalah endapan hitam kehijauan, berarti penambahan HNO3 4N masih kurang sehingga masih perlu ditambah 5 mL, kemudian dididihkan dan diuji kembali. Namun jika endapan yang terbentuk berwarna merah kecokelatan, berarti larutan besi (II) telah teroksidasi menjadi besi (III). 

Endapan Fe(OH)3 merupakan endapan selai kecokelatan yang optimal pembentukannya pada suhu berkisar antara 70 – 80 0C. Oleh karena itu, suhu harus diatur agar pembentukan endapan semakin baik. Karena jika kurang dari suhu 700c maka proses pengendapan akan berlangsung lama dan endapan tidak sempurna,sedangkan jika lebih dari suhu 800c maka akan terjadi hidrolisis dan jika terjadi hidrolisis,maka dapat diatasi dengan melarutkan kembali dengan menambahkan HCl dan dilakukan pengendapan ulang.

Sebagai pengendap digunakan basa lemah NH4OH, karena jika memakai basa kuat seperti NaOH dan KOH maka pH terlalu tinggi sehingga dapat mengakibatkan mengendapnya hidroksida lain terutama cuplikan (sampel) alam yang biasanya mengandung Mg, sehingga dapat mengendap sebagai Mg(OH)2. Maka dari itu penggunaan basa lemah ditujukan agar pH tidak terlalu tinggi. Selain sebagai pengendap NH4OH juga sebagai pasangan pendapar untuk NH4Cl 10% , yang mana NH4Cl 10% sebagai penyangga (buffer) serta sebagai koagulan (pembentuk endapan selai/jel yang menggumpal).

Endapan Fe(OH)3 disaring dengan menggunakan kertas saring Whatman no.541. Oleh karena endapan ini kecil kelarutannya dalam air suling suhu biasa maupun panas, maka digunakan air suling panas untuk mencuci endapan ini dikarenakan air suling panas memiliki beberapa kelebihan dibandingkan air suling biasa, diantaranya air suling panas lebih mudah melarutkan pengotor sehingga endapan lebih cepat bersih, dan biasanya air suling panas biasanya lebih mudah melewati pori-pori kertas saring sehingga memudahkan dan mempercepat proses penyaringan.

Setelah dipijarkan, endapan besi (III) hidroksida akan terurai menjadi besi (III) oksida dan air konstitusi. Air konstitusi adalah air yang dihasilkan ketika suatu senyawa memecah, namun di dalam senyawa tersebut tidak terikat dalam bentuk H2O. Sisa pijar kemudian ditimbang untuk mengetahui kadar prakteknya.

Pencucian endapan untuk menghilangkan pengotor CL- dan SO4 2- digunakan air uling panas,karena logam Fe merupakan logam yg dapat larutdalam air suling panas.

1. Ketika melalukan uji sulfat (menghilangkan pengotor sulfat) digunakan pereaksi HCl dan BaCl2. Digunakan pereaksi BaCl2 adalah merupakan indikator untuk mengetahui masih adakah SO4 dalam endapan atau tidak, jika masih terdapat endapan maka akan diketahui dengan terbentuknya endapan BaSO4 yg berwarna putih.

SO4 +BaCl2 -> BaSO4 + Cl-

2. Dan pada uji CL-(menghilangkan pengotor klorida) digunakan pereaksi HNO3 dan terlebih dahulu menjadi Fe(III) yg lebih stabil dan terbentuklah endapn Fe(OH)3 yg berwarna merah kecoklatan.dan setelah dipijarkan AgNo3 . Cl+HNO3+AgNo3.penggunaan AgNo3 sebagai indikator untuk mengetahui masih terdapat pengotor klorida atau tidak,jika masih terdapat maka akan diketahui dengan terbentuknya endapan AgCl yang berwarna putih.

Cl+AgNO3 -> AgCl+ NO3-

Perhitungan

Pertanyaan1. Apa yang dimaksud dengan air brom?2. Bagaimana proses oksidasi Fe(II) menjadi Fe(III)?3. Dapatkah Fe(II) diendapkan tanpa melalui oksidasi ?4. Bagaimana bentuk endapan apabila pengendapan dilakukan

pada suhu lebih atau kurang dari 70-80 oC?5. Apa fungsi NH4OH dan NH4Cl?

Kesimpulan

Jadi dalam penetapan ini jika ingin mendapatkan endapan yang baik, penambahan reaksi dan proses oksidasi harus dilakukan dengan baik dan benar. Serta pelu memperhatikan pH larutan dan suhu supaya endapan tidak rusak.

Daftar Pustaka / Sumber

http://gravimet.blogspot.com/2013/06/kadar-fe-dalam-garam-tunjung.htmlhttp://noerarifinyusuf.blogspot.com/2014/07/penetapan-kadar-besi-fe-dalam-garam.htmlhttp://apaadanya1234.blogspot.com/2014/05/style-definitions-table.htmlIskandar, Inowyatye, dkk. Analisis Gravimetri.2014.Bogor: SMK – SMAK Bogor