percobaan potensiometri.docx

47
PERCOBAAN POTENSIOMETRI (PENGUKURAN pH) I. Tujuan 1. Membuat kurva hubungan pH-volume pentiter 2. Menentukan titik akhir titrasi 3. Menghitung kadar zat II. Prinsip Potensial sel galvanik tergantung pada aktivitas zat-zat ionik tertentu di dalam larutan sel, maka pengukuran potensial sel merupakan hal yang sangat penting dalam kimia analitik. Dalam banyak hal suatu sel dapat disusun yang potensialnya tergantung pada aktivitas suatu macam zat ionik tunggal dalam larutan. Salah satu elektroda sel harus sedemikian rupa hingga potensialnya tergantung pada aktivitas ion yang akan ditentukan; ini disebutelektroda indikator. Elektroda yang lainnya merupakan sebuah pembanding, seperti kalomel, yang potensialnya diketahui dan tetap selama pengukuran (Underwood, 1986). Suatu eksperimen dapat diukur dengan menggunakan dua metode yaitu, pertama (potensiometri langsung) yaitu pengukuran tunggal terhadap potensial dari suatu aktivitas ion yang diamati, hal ini terutama diterapkan dalam pengukuran pH larutan air. Kedua (titrasi langsung), ion dapat dititrasi dan potensialnya diukur sebagai fungsi volume titran. Potensial sel, diukur sehingga dapat digunakan untuk menentukan titik ekuivalen. Suatu petensial sel galvani bergantung pada aktifitas spesies ion tertentu dalam larutan sel, pengukuran potensial sel menjadi penting dalam banyak analisis kimia (Basset, J. dkk., 1994). Proses titrasi potensiometri dapat dilakukan dengan bantuan elektroda indikator dan elektroda pembanding yang sesuai. Dengan demikian, kurva titrasi yang diperoleh dengan menggambarkan grafik potensial terhadap volume pentiter yang ditambahkan, mempunyai kenaikan yang tajam di sekitar titik kesetaraan. Dari grafik itu dapat diperkirakan titik akhir titrasi. Elektroda indikator adalah elektroda yang potensialnya bergantung pada konsentrasi ion yang akan ditetapkan dan dipilih berdasarkan jenis senyawa yang hendak ditentukan. Sedangkan elektroda pembanding adalah elektroda yang potensialnya diketahui dan selama pengukuran tetap konstan. Elektroda pembanding yang banyak digunakan adalah elektroda kalomel karena konstannya potensial yang dihasilkan. Antara elekroda pengukur (elektroda indikator) dan elektroda pembanding terdapat jembatan arus atau garam dengan larutan elektrolit yang di dalamnya terdapat transport ion arus (Widjaja dkk., 2008). Cara potensiometri ini bermanfaat bila tidak ada indikator yang cocok untuk menentukan titik akhir titrasi, misalnya dalam hal larutan keruh atau bila daerah kesetaran sangat pendek dan tidak cocok untuk penetapan titik akhir titrasi dengan indikator (Rivai, 1995). Keuntungan dari metode potensiometri adalah biayanya yang relatif murah dan sederhana. Voltameter dan elektroda jauh lebih murah daripada instrumen saintifik yang paling modern. Selain itu kelebihan dari metode potensiometri yaitu pada saat potensial sel dibaca tidak ada arus yang

Upload: ika-chan

Post on 18-Jan-2016

208 views

Category:

Documents


30 download

TRANSCRIPT

PERCOBAAN POTENSIOMETRI (PENGUKURAN pH)

I.       Tujuan1.            Membuat kurva hubungan pH-volume pentiter2.            Menentukan titik akhir titrasi3.            Menghitung kadar zat

II.      PrinsipPotensial sel galvanik tergantung pada aktivitas zat-zat ionik tertentu di dalam

larutan sel, maka pengukuran potensial sel merupakan hal yang sangat penting dalam kimia analitik. Dalam banyak hal suatu sel dapat disusun yang potensialnya tergantung pada aktivitas suatu macam zat ionik tunggal dalam larutan. Salah satu elektroda sel harus sedemikian rupa hingga potensialnya tergantung pada aktivitas ion yang akan ditentukan; ini disebutelektroda indikator. Elektroda yang lainnya merupakan sebuah pembanding, seperti kalomel, yang potensialnya diketahui dan tetap selama pengukuran (Underwood, 1986).

Suatu eksperimen dapat diukur dengan menggunakan dua metode yaitu, pertama (potensiometri langsung) yaitu pengukuran tunggal terhadap potensial dari suatu aktivitas ion yang diamati, hal ini terutama diterapkan dalam pengukuran pH larutan air. Kedua (titrasi langsung), ion dapat dititrasi dan potensialnya  diukur sebagai fungsi volume titran.  Potensial sel, diukur sehingga dapat digunakan untuk menentukan titik ekuivalen. Suatu petensial sel galvani bergantung pada aktifitas spesies ion tertentu dalam larutan sel, pengukuran potensial sel menjadi penting dalam banyak analisis kimia (Basset, J. dkk., 1994).

Proses titrasi potensiometri dapat dilakukan dengan bantuan elektroda indikator dan elektroda pembanding yang sesuai. Dengan demikian, kurva titrasi yang diperoleh dengan menggambarkan grafik potensial terhadap volume pentiter yang ditambahkan, mempunyai kenaikan yang tajam di sekitar titik kesetaraan. Dari grafik itu dapat diperkirakan titik akhir titrasi. Elektroda indikator adalah elektroda yang potensialnya bergantung pada konsentrasi ion yang akan ditetapkan dan dipilih berdasarkan jenis senyawa yang hendak ditentukan. Sedangkan elektroda pembanding adalah elektroda yang potensialnya diketahui dan selama pengukuran tetap konstan. Elektroda pembanding yang banyak digunakan adalah elektroda kalomel karena konstannya potensial yang dihasilkan. Antara elekroda pengukur (elektroda indikator) dan elektroda pembanding terdapat jembatan arus atau garam dengan larutan elektrolit yang di dalamnya terdapat transport ion arus (Widjaja dkk., 2008).  Cara potensiometri ini bermanfaat bila tidak ada indikator yang cocok untuk menentukan titik akhir titrasi, misalnya dalam hal larutan keruh atau bila daerah kesetaran sangat pendek dan tidak cocok untuk penetapan titik akhir titrasi dengan indikator (Rivai, 1995).

Keuntungan dari metode potensiometri adalah biayanya yang relatif murah dan sederhana. Voltameter dan elektroda jauh lebih murah daripada instrumen saintifik yang paling modern. Selain itu kelebihan dari metode potensiometri yaitu pada saat potensial sel dibaca tidak ada arus yang mengalir dalam larutan (arus residual tatanan sel dan efek polarisasi dapat diabaikan). Manfaat potensiometri juga untuk menetapkan tetapan kesetimbangan. Potensial-potensial yang stabil sering diperoleh dengan cukup cepat dan tegangan yang mudah dicatat sebagai fungsi waktu, sehingga potensiometri

kadang juga bermanfaat untuk pemantauan yang kontinyu dan tidak diawasi (Skoog dkk., 1998).

Potensiometri pada dasarnya bersifat nondestruktif terhadap sampel, dalam pengertian bahwa penyisipan elektroda tidak megubah komposisi larutan uji (kecuali untuk sedikit kebocoran elektrolit dari elektroda acuan) (Khopkar, 1990). Metode potensiometri merupakan salah satu metode yang banyak digunakan untuk menentukan kandungan ion-ion tertentu dalam suatu larutan, titrasi terhadap vitamin c (bersifat asam) mungkin juga bersifat basa. Selain itu, metode potensiometri dapat juga digunakan dalam penetapan nikel dan kobal dengan pengkomlekskan denga sianida, penetapan flourida dengan metode titik nol, penetapan besi (III) dengan EDTA dan standarisasi larutan kalium permanganate dengan kalium iodide (Vogel, 1994).

Titik akhir dalam titrasi potensiometri dapat dideteksi dengan menetapkan volume pada mana terjadi perubahan potensial yang relatif besar ketika ditambahkan titran. Dalam titrasi secara manual, potensial diukur setelah penambahan titran secara berurutan, dan hasil pengamatan digambarkan pada suatu kertas grafik terhadap volum titran untuk diperoleh suatu kurva titrasi. Dalam banyak hal, suatu potensiometer sederhana dapat digunakan, namun jika tersangkut elektroda gelas, maka akan digunakan pH meter khusus.  Karena pH meter ini telah menjadi demikian biasa, maka pH meter ini dipergunakan untuk semua jenis titrasi, bahkan apabila penggunaannya tidak diwajibkan (Basset, J. dkk., 1994).

Bermacam reaksi titrasi dapat diikuti dengan pengukuran potensiometri. Reaksinya harus meliputi penambahan atau pengurangan beberapa ion yang sesuai dengan jenis elektrodanya. Potensial diukur sesudah penambahan sejumlah kecil volume titran secara berturut-turut atau secara kontinyu dengan perangkat automatik. Presisi dapat dipertinggi dengan sel konsentrasi (Khopkar, 2003).

a)      Reaksi netralisasi: Titrasi asam basa dapat diikuti dengan elektroda indikatornya elektroda gelas. Tetapan ionisasi harus kurang dari 10-8.

b)      Reaksi pembentukan kompleks dan pengendapan: Pembentukan endapan atau kompleks akan membebaskan ion terhidrasi dari larutan. Biasanya digunakan elektroda Ag dan Hg. Berbagai logam dapat dititrasi dengan EDTA.

c)      Reaksi redoks: Elektroda Pt atau elektroda inert dapat digunakan pada titrasi redoks. Oksidator kuat (KMnO4, K2Cr2O7, Co(NH3)3) membentuk lapisan logam-oksida yang harus dibebaskan dengan reduksi secara katoda dalam larutan encer (Khopkar, 2003).

Semua potensial elektroda dikutip relatif terhadap potensial elektroda hidrogen standar. Jadi, elektroda hidrogen haruslah dianggap sebagai elektroda rujukan primer. Elektroda yang paling meluas penggunaannya adalah elektroda kalomel, disebabkan oleh mudahnya pembuatan dan konstan potensial. Sebuah sel-paruh kalomel adalah sel paruh dalam mana merkurium dan kalomel (merkurium(I) klorida) ditutup dengan konsentrasi tertentu; dapat 0,1 N; 1,0 N; 3,5 N; atau jenuh. Larutan kalium klorida haruslah dijenuhi oleh kalomel. Potensial elektroda kalomel pada 25OC relatif terhadap elektroda hidrogen normal untuk 0,1 N; 1,0 N dan jenuh masing-masing adalah 0,3371; 0,2846; dan 0,2458 volt (Bassett, J. dkk., 1994).

Elektroda indikator suatu sel adalah elektroda yang potensialnya bergantung pada aktivitas (dan karena itu pada konsentrasi) spesi ion tertentu yang konsentrasinya akan ditentukan. Dalam potensiometri langsung atau titrasi potensiometri suatu ion logam, sebuah elektroda indikator sederhana biasanya akan terdiri dari batang atau kawat yang dibersihkan dengan seksama yang terbuat dari logam yang tepat; paling penting adalah permukaan logam yang akan dicelupkan ke dalam larutan itu bebas dari

lapisan tipis oksida atau hasil korosi apa saja. Dalam beberapa kasus elektroda yang lebih memuaskan dapat disiapkan dengan menggunakan kawat platinum yang telah disalut dengan lapisan tipis logam yang tepat dengan cara pengendapan secara listrik (Bassett, J. dkk., 1994).

Bila dilibatkan ion hidrogen, sebuah elektroda hidrogen dapat jelas digunakan sebagai elektroda indikator, namun peran itu dapat juga dilakukan oleh elektroda lain, yang terkemuka adalah elektroda kaca. Inilah contoh elektroda membran dalam mana potensial yang dikembangkan antara suatu selaput kaca dan larutan merupakan suatu fungsi linier pH larutan, dan karena itu dapat untuk mengukur konsentrasi ion hidrogen dari larutan itu. Karena selaput kaca itu mengandung ion logam alkali, juga mungkin untuk mengembangkan elektroda kaca yang dapat digunakan untuk menetapkan konsentrasi ion-ion ini dalam larutan, dan dari pengembangan ini (yang didasarkan pada mekanisme pertukaran ion), sederetan lengkap elektoda membran telah dikembangkan berdasarkan baik pada bahan pertukaran ion zat padat maupun cairan: elektroda-elektroda ini merupakan bagian deret yang penting dari elektroda peka-ion yang sekarang tersedia untuk banyak macam ion (Bassett, J. dkk., 1994).

Persamaan Nernst memberikan hubungan antara potensial relatif suatu elektroda dan konsentrasi spesies ioniknya yang sesuai dalam larutan. Potensiometri merupakan aplikasi langsung dari persaman Nernst dengan cara pengukuran potensial dua elektroda tidak terpolarisasi pada kondisi arus nol. Dengan pengukuran pengukuran potensial reversibel suatu elektroda, maka perhitungan aktivitas atau konsentrasi suatu komponen dapat dilakukan (Rivai, 1995).

Potensial dalam titrasi potensiometri dapat diukur sesudah penambahan sejumlah kecil volume titran secara berturut-turut atau secara kontinu dengan perangkat automatik. Presisi dapat dipertinggi dengan sel konsentrasi. Elektroda indikator yang digunakan dalam titrasi potensiometri tentu saja akan bergantung pada macam reaksi yang sedang diselidiki. Jadi untuk suatu titrasi asam basa, elektroda indikator dapat berupa elektroda hidrogen atau sesuatu elektroda lain yang peka akan ion hidrogen, untuk titrasi pengendapan halida dengan perak nitrat, atau perak dengan klorida akan digunakan elektroda perak, dan untuk titrasi redoks (misalnya, besi(II)) dengan dikromat digunakan kawat platinum semata-mata sebagai elektroda redoks (Khopkar, 1990).

Pada praktikum kali ini metode yang akan kita gunakan adalah titrasi potensiometri tepatnya titrasi asam basa, ketetapan untuk dapat menemukan titik akhir pada titrasi asam basa secara potensiometri tergantung dari konsentrasi dan kekuatan asam serta basa. Agar metode ini berhasil baik, kedua asam atau basa hendaknya kekuatannya berbanding sekurangnya 10-5: 1. Metode ini dapat digunakan untuk titrasi asam atau basa bervalensi banyak, tetapi hanya dapat dilakukan untuk masing-masing senyawa jika harga pKa atau pKb berbeda minimal 2 satuan (Widjaja dkk., 2008).  

Pada titrasi asam basa, elektroda indikator yang digunakan adalah  elektroda membran gelas yang sensitif terhadap perubahan jumlah ion hidrogen (H+)dan elektroda pembanding  yang digunakan adalah Elektroda Kalomel, (Khopkar, 2003) seperti yang terlihat pada gambar dibawah. Untuk titrasi asam basa, setiap perubahan ion hidrogen tersebut diamati. Pada elektrode membran gelas, tidak ada elektron yang diberikan kepada membran. Justru sebuah membran membiarkan ion H+ untuk menembusnya, tetapi menahan ion  yang lain. Dengan demikian akan timbul beda potensial yang cukup besar untuk mencegah terjadinya migrasi lebih lanjut. Kelebihan dari elektroda membran gelas adalah tidak terjadinya kontaminasi sehingga tidak ada

permukaan katalis yang kehilangan aktivitasnya. Nilai-nilai pH dari suatu larutan yang kurang tersangga bisa diukur secara akurat dan akhirnya elektroda jenis ini sangat cocok digunakan untuk memonitor pH secara kontinu pada rentang waktu yang lama (Day dan Underwood, 1981). Melalui kurva hubungan antara volume pentiter vs pH dapat ditentukan titik akhir titrasinya. Titik akhir titrasi dideteksi dengan menetapkan volume di mana terjadi perubahan potensial yang relatif besar ketika ditambahkan peniter (Widjaja dan Laksmiani, 2009).

Praktikum 1 Titrasi Potensiometri22.41    No comments

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1  Latar BelakangTeknik analisis kimia terus dikembangkan menjadi lebih canggih dan minimalis

ukurannya. Potensiometri merupakan salah satu metode elektroanalisis yang terus dikembangkan. Elektroda yang digunakan dalam potensiometri harus berbeda agar dapat menimbulkan beda potensial yang dapat terukur oleh voltmeter. Pengembangan dari teknik analisis potensiometri berawal dari penggantian elektroda indikator dengan penggunaan dua elektroda reference. Beda potensial yang muncul pada kedua elektroda disebabkan karena membran yang berada pada salah satu elektrodanya. Elektroda reference yang digunakan harus bekerja berdasarkan hukum Nernst. Potensial yang dihasilkan konstan dalam berbagai waktu dan tidak terpengaruh temperatur. Selain itu elektroda reference yang digunakan harus reversibel dan bersifat inert.

Elektroda indikator yang sering digunakan adalah pH meter. Sensitifitas elektroda ini terhadap H+ dapat dimanfaatkan untuk menentukan konsentrasi dari suatu analit. Cara yang ditempuh dengan titrasi menggunakan titran yang sesuai dan menggunakan elektroda indikator yang sesuai juga. Praktikum ini akan mencoba suatu metode yang merupakan salah satu metode potensiometri yang dilakukan secara tidak langsung atau biasa disebut titrasi potensiometri.

1.2  TujuanMempelajari prinsip analisis dengan metode titrasi potensiometri

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Material Safety Data Sheet (MSDS)2.1.1 HCl

HCl atau asam klorida merupakan golongan asam kuat. Asam ini memiliki massa molar 36,46 g/mol. Asam ini merupakan senyawa polar yang mudah larut dalam air. Wujudnya cair, tidak berwarna, dan bau menyengat.  Hal yang perlu diperhatikan adalah sifat korosifnya terhadap jaringan tubuh dan beracun bila dikonsumsi. Asam klorida akan menimbulkan permasalahan pada sistem pernapasan, mata, kulit, paru-paru. Jika terjadi kecelakaan pada penggunaannya cari pertolongan  medis profesional setelah tindakan pertolongan pertama dilakukan. Jika mengenai mata segera sirammata dengan air berlebih selama 15 menit, mengangkat kelopak mata bawah dan atas sesekali. Jika kontak dengan kulit maka segera siram kulit dengan air mengalir selama 15 menit dan sesaat kemudian melepaskan pakaian yang terkontaminasi. Jika tertelan hubungi pihak medis segera. Janganmemaksakan muntah. Bilas mulut dengan air dingin. Berikan korban 1-2 cangkir air atau susu untuk diminum. Jika masuk ke saluran  pernafasan pindahkan ke udara segar. Jika tidak bernapas, berikanpernapasan buatan (Anonim, 2012).2.1.2 NaOH

Natrium hidroksida (NaOH) yang biasa disebut dengan soda api atau soda kaustik merupakan basa kuat. Natrium hidroksida akan membentuk larutan alkali yang kuat ketika dilarutkan dalam air. Dalam bidang industri senyawa ini digunakan sebagai basa dalam proses produksi bubur kayu, kertas, tekstil, air minum, sabun, maupun deterjen. NaOH mempunyai massa molar 39,99 gram/mol dan berwujud kristal putih padat. Kristal NaOH bersifat mudah menyerap air atau uap air dalam keadaan terbuka (higroskopis). Massa jenis NaOH adalah 2,1 gram/cm3 pada wujud padat. Titik leleh dan titik didih dari natrium hidroksida berturut-turut adalah 318oC dan 1390oC. NaOH sangat larut dalam air hingga 111 gram/100 mL air pada suhu 20oC. Tingkat kebasaan (pKb) dari senyawa ini adalah -2,43. Natrium hidroksida tersedia dalam bentuk pellet, serpihan, butiran ataupun larutan jenuh 50 %. Senyawa ini bersifat lembab cair dan secara spontan menyerap karbon dioksida dari udara bebas. Senyawa ini sangat larut dalam air dan akan melepaskan panas ketika dilarutkan, dan senyawa ini juga larut dalam etanol dan metanol. Senyawa ini dapat menyebabkan luka bakar pada mata yang memungkinkan menimbulkan kebutaan atau menyebabkan kornea mata rusak. NaOH juga bisa menyebabkan luka bakar pada kulit. Ketika tertelan senyawa ini dapat menyebabkan gangguan perncernaan. Natrium hidroksida juga menyebabkan iritasi saluran pernapasan, susah bernafas, dan memungkinkan terjadinya koma. Jika terkena kulit secara terus menerus dan jangka waktu lama dapat menyebabkan dermatitis. Pertolongan yang seharusnya diberikan adalah segera membilas mata dan kulit dengan air bersih selama kurang lebih 15 menit. Jika terkena pakaian segera dilepas dan diganti dengan pakaian yang bersih. Jika tertelan berikan segelas air namun jangan berikan makanan lewat mulut sebelum ada perintah dari petugas medis. Jika terhirup, korban dibawa ke udara terbuka dan jika tidak bernafas maka diberikan oksigen untuk membantunya. Penyimpanannya seharusnya diletakkan pada tempat yang tertutup agar tidak terkontaminasi dengan udara luar kemudian diletakkan pada tempat yang sejuk dan kering (Anonim, 2012).2.1.3 Soda Kue

Soda kue memiliki rumus molekul NaHCO3 atau biasa disebut baking soda dan sodium bicarbonate. Massa molar dari soda kue adalah 84,01 g/mol. Padatan dari soda kue ini berwarna putih sedangkan jila dilarutkan dalam air menjadi tidak berwarna. Potensi efek kesehatan akutnya sedikit berbahaya jika terjadi kontak kulit (iritan), kontak mata (iritan), menelan, dari inhalasi. Potensiefek kesehatan kronis tidak tersedia. Efek mutagenik dan efek teratogenik tidak tersedia.Penggunaan

berulang atau berkepanjangan tidak diketahui memperburuk kondisi medis. Tindakan pertolongan pertama jika kontak mata maka periksa dan lepaskan jika ada lensa kontak. Jika kasus terjadi kontak, segera siram mata dengan banyak air sekurang kurangnya 15 menit. Air dingin dapat digunakan untuk membasuhnya. Dapatkan bantuan medis jika terjadi iritasi. Jika mengenai kulit maka cuci dengan sabun dan air. Tutup kulit yang teriritasi dengan yang bersifat lunak. Dapatkan bantuan medis jika iritasi berkembang. Akibat kontak kulit serius tidak tersedia. Jika terhirup, pindahkan keudara segar. Jika tidak bernapas, berikan pernapasan buatan. Jika sulit bernapas, berikan oksigen.Dapatkan bantuan medis. Jika tertelan jangan mengusahakan muntah kecuali bila diarahkan berbuat demikian oleh tenaga medis. Jangan pernah memberikan apapun melalui mulut kepada orang di bawah sadar. Longgarkan pakaian yang ketat seperti kerah, dasi, ikat pinggang atau ikat pinggang.Dapatkan bantuan medis jika gejala muncul (Anonim, 2012).

2.2 Titrasi PotensiometriMetode elektroanalitik dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

  Potensiometri merupakan aplikasi langsung dari persamaan Nernst dengan cara pengukuran potensial dua elektroda tidak terpolarisasi pada kondisi arus nol.

  Voltametri dan polarografi merupakan metode penelaahan komposisi larutan elektrolit encer dengan mengalurkan kurva arus-tegangan. Voltametri adalah nama umum, sedangkan polarografi khusus mengacu pemakaian elektroda tetes merkuri. Pada amperometri kedua elektroda dapat terpolarisasi.

  Coulometri merupakan metode analisis yang meliputi pemakaian hukum elektrolisis Faraday.  Konduktometri merupakan metode yang menggunakan due elektroda inert dan konduktansi

elektrolit antara kedua elektroda ini diukur.  Oscillometri meruapak metode yang menggunakan sumber arus bolak-balik berfrekuensi tinggi,

perubahan konduktansi dan tetapan dialektrikum.  Kronopotensiometri merupakan metode menguunakan arus yang konstan dan diketahui

dilewatkan melalui larutan, potensial terbentuk antara dua elektroda dan larutan yang diamati sebagai fungsi waktu.

  Pemisahan dengan logam terkendali merupakan metode dengan bermacam spesies dapat dipisahkan secara kuantitatif dengan oksidasi atau reduksi elektrolitik pada suatu elektroda dengan potensial yang benar-benar terkendali (Khopkar, 1990).

Potensiometri adalah suatu teknik analisis yang didasari oleh pengukuran potensial suatu sensor atau elektroda. Dalam teknik ini suatu membran Sensor atau permukaan sensor berfungsi sebagai setengah sel elektrokimia, yang menimbulkan potensial yang sebanding dengan logaritma dari aktivitas atau konsentrasi ion yang dianalisis. Potensial sel diperoleh dengan mengukur pada keadaan tidak ada arus melalui sel. Sel elektrokimia yang lengkap, potensial sel dapat ditentukan dengan persamaan :

Esel = Eind - Eref + Ej

dengan:Esel       = potensial selEind      = potensial elektroda indikatorEref       = potensial elektroda referensiEj         = potensial dari liquid juntionSedangkan potensial dari elektroda indikator mengikuti persamaan:

Eind = Konstanta + 2,303RT/zF log adengan:2,303RT/zF= faktor Nernstz          = muatan dari ion

a          = aktivitas ion(Tim Kimia Analitik, 2012).

Prinsip potensiometri didasarkan pada pengukuran potensial listrik antara elektroda indikator dan elektroda yang dicelupkan pada larutan. Untuk mengukur potensial pada elektroda indikator harus digunakan elektroda standar yaitu berfungsi sebagai pembanding yang mempunyai harga potensial tetap selama pengukuran. Elektroda indikator ini sebagai elektroda pengukur dan elektroda yang dicelupkan merupakan elektroda pembanding. Elektroda indikator merupakan elektroda yang potensialnya bergantung pada konsentrasi ion yang akan ditetapkan dan proses pemilihannya berdasarkan jenis senyawa yang hendak ditentukan (Gandjar, 2007).

Potensiometri merupakan metode analisis kimia berdasar hubungan antara potensial elektroda relatif dengan konsentrasi larutan dalam suatu sel kimia. Metode ini berguna untuk menentukan titik setara suatu titrasi secara instrumental  sebagai pengganti indikator visual. Contoh, pada titrasi asam-basa, redoks, kompleksometri, dan pengendapan. Alat yang digunakan untuk melakukan percobaan ini adalah potensiometer atau pH meter dengan elektroda kerja dan referensi yang tercelup dalam larutan yang diukur (Hendayana, 1994).

Proses titrasi potensiometri dapat dilakukan dengan bantuan elektroda indikator dan elektroda pembanding yang sesuai. Dengan demikian, kurva titrasi yang diperoleh dengan menggambarkan grafik potensial terhadap volume pentiter yang ditambahkan, mempunyai kenaikan yang tajam di sekitar titik kesetaraan. Dari grafik itu dapat diperkirakan titik akhir titrasi. Cara potensiometri ini bermanfaat bila tidak ada indikator yang cocok untuk menentukan titik akhir titrasi, misalnya dalam hal larutan keruh atau bila daerah kesetaran sangat pendek dan tidak cocok untuk penetapan titik akhir titrasi dengan indikator (Rivai, 1995).

Reaksi-reaksi yang berperan dalam pengukuran titrasi potensiometri yaitu reaksi pembentukan kompleks reaksi netralisasi dan pengendapan dan reaksi redoks. Pada reaksi pembentukan kompleks dan pengendapan, endapan yang terbentuk akan membebaskan ion terhidrasi dari larutan.  Umumnya digunakan elektroda Ag dan Hg, sehingga berbagai logam dapat dititrasi dengan EDTA. Reaksi netralisasi terjadi pada titrasi asam basa dapat diikuti dengan elektroda indikatornya elektroda gelas. Tetapan ionisasi   harus kurang dari 10-8. Sedangkan reaksi redoks dengan elektroda Pt atau elektroda inert dapat digunakan pada titrasi redoks. Oksidator kuat (KMnO4, K2Cr2O7, Co(NO3)3) membentuk lapisan logam-oksida yang harus dibebaskan dengan reduksi secara katoda dalam larutan encer (Khopkar, 1990).

Potensial dalam titrasi potensiometri dapat diukur sesudah penambahan sejumlah kecil volume titran secara berturut-turut atau secara kontinu dengan perangkat automatik. Presisi dapat dipertinggi dengan sel konsentrasi. Elektroda indikator yang digunakan dalam titrasi potensiometri tentu saja akan bergantung pada macam reaksi yang sedang diselidiki. Jadi untuk suatu titrasi asam basa, elektroda indikator dapat berupa elektroda hidrogen atau sesuatu elektroda lain yang peka akan ion hidrogen, untuk titrasi pengendapan halida dengan perak nitrat, atau perak dengan klorida akan digunakan elektroda perak, dan untuk titrasi redoks (misalnya, besi(II)) dengan dikromat digunakan kawat platinum semata-mata sebagai elektroda redoks (Khopkar, 1990).

Salah satu metode potensiometri adalah potensiometri tidak langsung atau lebih dikenal sebagai titrasi potensiometri. Dimana komponen yang akan ditentukan konsentrasinya dtitrasi cengan titran yang sesuai dan elektroda indicator digunakan untuk mengikuti perubahan potensial akibat titrasi. Plot antara potensial elektroda dengan volume titrasi akan berupa kurva sigmold, dimana titik ekivale dapat ditentukan dari kurva tersebut (Tim Kimia Analitik, 2012).

Titik akhir titrasi dalam titrasi potensiometri dideteksi dengan menetapkan volume pada saat terjadi perubahan potensial yang relatif besar ketika ditambah titran. Untuk titrasi

yang menggunakan suatu elektroda kaca dapat digunakan untuk semua reaksi titrimetri, misalnya asam basa, redoks, pengendapan dan pembentukan kompleks. Titrasi ini dapat dilakukan dengan tangan, ataupun prosedur itu diotomatiskan. Dalam titrasi tidak otomatis, potensial diukur setelah penambahan tiap tetes berurutan dari titran dan pembacaan yang diperoleh dari volume titran dibuat kurva titrasi. Jika digunnkan elektoda kaca, diperlukan piranti ukur dengan impedansi masukan yang tinggi karena resistan kaca yang tinggi. Namun sebagian besar telah menggunakan pH meter. Karena pH meter ini digunakan secara meluas untuk semua jenis titrasi, bahkan dalam hal-hal tertentu penggunaannya tidak diwajibkan (Underwood,1986).

Titrasi potensiometri biasanya tidak diperlukan potensial–potensial mutlak ataupun potensial relatif terhadap suatu separuh sel standar, dan pengukuran dilakukan sementara titrasi berlangsung. Titik ekuivalensi reaksi akan ditunjukkan oleh perubahan potensial e.m.f. suatu elektroda haruslah konstan potensialnya meskipun tidak perlu diketahui, elektroda lain harus berperan sebagai indikator perubahan konsentrasi ion dan haruslah merespons dengan cepat (Basset, 1994).

BAB 3. METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan3.1.1 Alat

-          Elektroda pH-          mV/pH meter-          Stirrer magnetik dan anak stirrernya-          Gelas beaker 150 mL-          Buret 50 mL-          Botol Semprot

3.1.2 Bahan-          Buffer pH 4 dan 7-          Larutan HCl baku 0,1 M-          Soda kue-          Akuades-          Laarutan baku NaOH 0,1 M

3.2 Skema Kerja

3.2.1 Kalibrasi pH meter

3.2.2 Standarisasi HCl

3.2.3 Penentuan Soda Kue

 

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil4.1.1 Tabel Titrasi NaOH dengan HCl

Penambahan

1 mL HCl ke-

pH larutan

Pengulangan 1 Pengulangan 2

Awal (0) 12,510 12,485

1 12,465 12,429

2 12,427 12,377

3 12,382 12,332

4 12,345 12,297

5 12,305 12,250

6 12,265 12,201

7 12,224 12,155

8 12,181 12,106

9 12,133 12,048

10 12,086 11,996

11 12,030 11,946

12 11,969 11,885

13 11,904 11,817

14 11,831 11,746

15 11,761 11,658

16 11,671 11,566

17 11,573 11,306

18 11,440 11,105

19 11,265 10,790

20 11,013 10,175

21 10,527 9,423

22 9,732 7.100

23 7,757 7,050

24 5,405 5,470

25 2,665 2,510

4.1.2 Tabel Titrasi Na2CO3 dengan HClPenambahan

1 mL HCl ke-

pH larutan

Pengulangan 1 Pengulangan 2

Awal (0) 8,890 8,890

1 8,812 8,737

2 8,657 8,613

3 8,441 8,404

4 8,095 8,073

5 7,611 7,602

6 7,265 7,265

7 7,060 7,055

8 6,911 6,905

9 6,790 6,783

10 6,690 6,685

11 6,605 6,610

12 6,534 6,529

13 6,468 6,462

14 6,407 6,402

15 6,350 6,343

16 6,288 6,286

17 6,233 6,230

18 6,180 6,179

19 6,128 6,133

20 6,078 6,074

21 5,020 6,026

22 5,962 5,974

23 5,908 5,927

24 5,856 5,876

25 5,802 5,820

4.1.3 Kadar Na2CO3 dan NaHCO3

Na2CO3 73,83%

NaHCO3 58,52%

4.2 PembahasanPotensiometri adalah suatu teknik analisis yang didasari oleh pengukuran potensial

suatu sensor atau elektroda. Suatu membran sensor atau permukaan sensor berfungsi sebagai setengah sel elektrokimia yang menimbulkan potensial sebanding dengan logaritma dari aktivitas atau konsentrasi ion yang dianalisis.  Potensial sel diperoleh dengan mengukur pada keadaan tidak ada arus melalui sel. Potensiometri ini bekerja berdasarkan hukum Nernst.

Prinsip dasar dari metode potensiometri adalah pengukuran potensial suatu larutan dengan menggunakan elektroda dengan zerro current. Sementara titrasi potensiometri

merupakan salah satu bentuk pengembangan dari metode ini dengan penggunaan titrasi dalam penambahan suatu larutan.

Praktikum kali ini adalah titrasi potensiometri. Sementara yang dilakukan dalam praktikum ini mengkalibrasi pH meter, kemudian standarisasi HCl, dan penentuan kadar NaHCO3 dan Na2CO3dalam soda kue.

Titrasi potensiometri merupakan analisis volumetri. Analisis volumetri biasanya diperlukan larutan standar. Proses penentuan konsentrasi larutan satandar dengan larutan lain yang telah diketahui pasti konsentrasinya disebut standarisasi atau membakukan. Larutan standar adalah larutan yang diketahui konsentrasinya yang akan digunakan pada analisis volumetri. Ada dua cara menstandarkan larutan yaitu:

1. Pembuatan langsung larutan dengan melarutkan suatu zat murni dengan berat tertentu, kemudian diencerkan sampai memperoleh volume tertentu secara tepat. Larutan ini disebut larutan standar primer, sedangkan zat yang kita gunakan disebut standar primer.

2. Larutan yang konsentrasinya tidak dapat diketahui dengan cara menimbang zat kemudian melarutkannya untuk memperoleh volum tertentu, tetapi dapat distandartkan dengan larutan standar primer, disebut larutan standar skunder.

Sementara tujuan dari standarisasi adalah mengetahui konsentrasi pasti dari suatu larutan. Belum tentu konsentrasi suatu larutan akan tetap jika telah dibiarkan dalam waktu lama. Sebagai contoh NaOH yang beersifat higroskopis atau mudah mengikat uap air dan air sehingga jika dibiarkan terlalu lama maka konsentrasinya akan berubah. Beberapa zat yang dapat digunakan untuk larutan standar primer, harus memenuhi persyaratan seperti mudah diperoleh dalam bentuk murninya, stabil, dan mudah dikeringkan atau tidak higroskopis.

Titrasi potensiometri pada umumnya sama seperti titrasi yang lainnya oleh karena itu reaksiyang terjadi pada titrasi potensiometri ini harus berlangsung cepat, sehingga titrasi dapat dilakukan dalam waktu yang tidak terlalu lama. Selanjutnya, reaksi harus sederhana dan diketahui dengan pasti, sehingga didapat kesetaraan yang pasti dari reaktan. Reaksi harus berlangsung secara sempurnasehingga akan memudahkan dalam penetapan konsentrasi ataupun perhitungan.

Sebelum digunakan pH meter yang merupakan elektroda kaca bersifat sensitif terhadap ion H+ akan dikalibrasi menggunakan larutan KCl. Proses ini bertujuan agar skala yang ditunjukkan pada pH meter adalah benar. KCl merupakan garam yang bermuatan netral sehingga sering digunakan untuk mengkalibrasi pH meter.

Set alat titrasi potensiometri otomatis dirangkai sedemikian rupa sehingga penambahan larutan HCl dapat dilakukan untuk memulai titrasi. 25 mL larutan NaOH 0,1 M ditempatkan pada wadah yang tersedia dan ditetesi (ditambahkan) 1 mL HCl untuk kemudian diukur pH pada tiap-tiap penambahan hingga 25 mL HCl yang digunakan. Setiap dilakukan penambahan maka larutan dihomogenkan dengan cara mengaduk secara otomatis menggunakan alat yang disediakan. Tujuan dari penghomogenan ini adalah menyamakan pH disetiap bagian larutan. Hal ini karena penambahan larutan HCl sebanyak 1 mL hanya terjadi pada sebagian bagian saja, untuk mempercepat reaksi penggaraman dan pengukuran pH secara merata pada tiap bagian maka dilakuakan pengadukan. pH yang ditunjukkan pada alat dicata dan kemudian diplotkan terhadap volume HCl yang ditambahkan.

Titik ekivalen titrasi merupakan suatu titik dengan jumlah mol titran dan titrat pada titik tersebut adalah sama atau ekivalen. Sebagai contoh 1 mol NaOH akan memiliki titik ekivalen jika sudah tercapat 1 mol HCl yang ditambahkan. Titik ekivalen digunakan sebagai titik akhir titrasi dengan bantuan indikator untuk mendeteksi titik akhir tersebut.

Jika diplotkan pada skema standarisasi HCl didapatkan grafik

Titik ekivaelen dari grafik tersebut dapat ditemukan dengan cara menentukan garis linearitas sesuai dengan data yang ada. Titik ekivalen tersebut diketahui pada garis linear yang memotoh grafik tersebut. Berdasarkan grafik di atas maka titik ekivalennya adalah 22 mL HCl karena pada titik tersebut terjadi perpotongan. Grafik tersebut menginformasikan bahwa pH dari larutan NaOH yang dititrasi menggunakan larutan HCl lama kelamaan akan turun. Hal ini dikarenakan terbentuknya garam NaCl sehingga konsentrasi NaOH menurun akibat sebagian NaOH ternetralkan oleh asam HCl. Reaksinya adalah

NaOH (aq) +HCl (aq)  NaCl (aq) + H2O (aq)Penurunan pH mula-mula terjadi sedikit demi sedikit, kemudian saat mendekati titik ekivalen penurunan menjadi drastis. Oleh karena itu, titrasi harus dilakukan secara hati-hati. Namun karena penggunaan mesin kesalahan dalam penambahan titran dapat diminimalisir. Ketika titik ekivalen diketahui, maka konsentrasi HCl dapat diketahui yaitu dengan menggunakan persamaan V1 M1 = V2M2. Dari percobaan ini didapatkan konsentrasi larutan HCl adalah 0,11 M.            Setelah HCl sudah diketahui konsentrasinya, larutan tersebut digunakan untuk menitrasi Na2CO3 untuk diketahui kadarnya. Reaksi yang terjadi adalah

Na2CO3 (aq) +HCl (aq)  NaCl (aq) + NaHCO3 (aq)Mula-mula pH dari larutan yang terbuat dari soda kue adalah 8,8 kemudian lama kelamaan turun. Hal ini dikarenakan basa Na2CO3 dalam soda kue ternetralkan oleh HCl. Jika digambarkan grafik maka

Titik ekivalen bergasarkan grafik tersebit berada pada 19 mL. Hal ini dapat diketahui dengan perpotongan grafik dengan garis linieritas. Kurva yang dihasilkan tidak terlalu curam seperti halnya titrasi HCl dengan NaOH halll ini dikarenakan soda kue merupakan basa yang lemah jika dibandingkan NaOH. Dengan menggunakan persamaan V1 M1 = V2 M2. Maka konsentrasi Na2CO3 dapat diketahui. Namun karena yang akan dicari adalah kadar maka diperlukan persamaan mol. Mol HCl dan mol Na2CO3 saat titik ekivalen adalah sama. Dengan demikiam dapat digunakan untuk mengetahui berat. Kadar dihitung dengan membagi dengan massa sampel dikalikan 100%. Dari percobaan ini didapatkan kadar Na2CO3 dalam sampel adalah 73,83%. Mol NaHCO3 juga dapat diketahui berdasarkan persamaan reaksi. Mol NaHCO3 terhadap mol Na2CO3 adalah satu banding satu. Oleh karena ini keduanya sama. Kadar dari NaHCO3 dalam sampel adalah 58,52%.            Kesalahan yang mungkin terjadi saat praktikum dilakukan adalah ketidakbersihan alat untuk titrasi seperti gelas tempat sampel pada mesin pencucian yang kurang bersih dapat menyebabkan adanya zat sisa yang menempel. Selain itu, larutan NaOH bersifat higroskopis. Jika dibiarkan terlalu lama maka kemungkinan akan engikat uap air di udara sehingga konsentrasinya dimungkinkan turun dari semula yaitu 0,1 M.

BAB 5. PENUTUP

5.1 Kesimpulan-          Prinsip dasar titrasi potensiometri adalah pengukuran potensial suatu larutan dengan

menggunakan elektroda dengan zerro current secara titrasi.-          Kadar Na2CO3 dalam sampel adalah 73,83% dan kadar NaHCO3 dalam sampel sebesar

58,52%.

5.2 Saran-          Sebaiknya pembuatan larutan dari sampel diperhatikan betul jumlah pelarut yang

ditambahkan karena akan mempengaruhi konsentrasi.-          Sebaiknya pencucian alat-alat yang hendak digunakan dilakukan dengan bersih dan

dikeringkan terlebih dahulu sebeelum digunakan kembali.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2012. Hidrochloride Acid (http://www.scienelab.com/msds/php? msdsld=9223456) diakses 14 April 2012 pukul 12.57 WIB.

Anonim. 2012. Sodium Hidroxyde (http://www.scienelab.com/msds/php? msdsld=9924120) diakses 14 April 2012 pukul 12.45 WIB.

Anonim. 2012. Sodium Bicarbonate (http://www.scienelab.com/msds/php? msdsld=9776623) diakses 14 April 2012 pukul 12.57 WIB.

Basset, J. 1994. Buku Ajar Vogel Kimia Analisis dan Kuantitatif Anorganik. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC

Gandjar, Gholib Ibnu. 2007. Kimia Analisis Farmasi. Yogyakarta: Pustaka pelajar.Hendayana, Sumar. 1994. Kimia Analitik Instrumen. Semarang: IKIP Semarang Press.Khopkar, S.M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press.Rivai, Harizul. 1995. Asas Pemeriksaan Kimia. Jakarta: Universitas Indonesia.Tim Kimia Analtik. 2012. Penuntun Praktikum Elektroanalisis. Jember: Universitas Jember.Underwood, Day. 1986. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta: Erlangga

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTROANALISIS (DESIGN SENSOR POTENSIOMETRI)

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTROANALISIS

DESIGN SENSOR POTENSIOMETRI

                                                

     Nama Praktikan : Dian Fatmawati

NIM : 101810301042

Kelompok : 3

Fak/Jurusan : MIPA/ Kimia

Nama Asisten :

                 

LABORATORIUM KIMIA ANALITIK

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER

TAHUN 2012

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Elektrokimia memiliki banyak teknik–teknik dalam analisisnya, salah satunya yaitu amperometri, voltametri dan potensiometri. Praktikum kali ini kita akan membahas tentang teknik potensiometer khususnya desaign sensor dari potensiometri ini sendiri. Perkembangan teknik analisis berkembang pesat, miniaturisasi dan simplifikasi instrument analisis menjadi fokus pengembangan. Di Indonesia bidang ini cukup fisibel dikembangkan mengingat teknologi dan instrument yang dikembangkan tidak sophisticated (canggih). Bidang tersebut adalah elektroanalisis baik pengukuran secara potensiometri maupun amperometri.

Kesederhanaan potensiometri hanya mengandalkan pengukuran potensial dari satu reaksi dengan pengkondisian pengukuran pada zerro current. Berdasarkan prinsip kerja inilah dapat dilakukan pengukuran terhadap konsentrasi suatu analit.

Model sensor potensiometri yang akan digunakan pada praktikum ini ialah modified electrode, dimana Elektroda ini dibuat dengan cara menggabungkan material elektroda dengan zat aktif sehingga reaksi berlangsung dielektroda itu sendiri. Hal ini akan meningkatkan kinerja sensor khususnya kecepatan merespons reaksi (respons time) dan selektifitas sensor dalam mendeteksi analit.

1.2 Tujuan

Mahasiswa memiliki ketrampilan dalam mendisain sensor untuk pengukuran analit secara potensiometri

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Material Safety Data Sheet (MSDS)

2.1.1 CuSO4

Senyawa dengan rumus molekul CuSO4 biasanya banyak digunakan sebagai bahan dasar botol plastik. Memiliki densitas 1.02 g/m3 (20°C) dan dapat larut dalam air pada 20°C. Memiliki titik didih sebesar 150oC dan titik leleh sebesar 110oC. Berbahaya jika tertelan dan menyebabkan iritasi pada pernapasan dan pence rnaan, iritasi pada mata dan iritasi pada kulit. Pertolongan pertama jika terkena mata, maka dibilas dengan air bersih selama 15 menit. Jika terkena kulit, maka langsung dicuci di air mengalir dan gunakan sabun. Jika tertelan berikan 2-4 cangkir susu (Anonim, 2012).

2.2 Prinsip Dasar Potensiometri

Potensiometri merupakan metode analisis kimia berdasar hubungan antara potensial elektroda relatif dengan konsentrasi larutan dalam suatu sel kimia. Metode ini berguna untuk menentukan titik setara suatu titrasi secara instrumental sebagai pengganti indikator visual. Contoh pada titrasi asam-basa, redoks, kompleksometri, dan pengendapan. Alat yang digunakan untuk melakukan percobaan ini adalah potensiometer atau pH meter dengan elektroda kerja dan referensi yang tercelup dalam larutan yang diukur. Metode potensiometri saat ini telah banyak digunakan untuk mendeteksi titik akhir titrasi. Metode ini dapat digunakan secara langsung untuk menentukan konsentrasi suatu ion (ion selective electrode). Alat-alat yang diperlukan dalam metode potensiometri adalah elektroda pembanding (reference electrode), elektroda indikator(indicator electrode) dan alat pengukur potensial (Sukardjo, 1989).

Potensiometri adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari pengukuran perubahan potensial dari elektroda untuk mengetahui konsentrasi dari suatu larutan. Potensiometri adalah istilah yang digunakan untuk menjelaskan pengukuran potensial dari suatu sel elektrokimia yang terdiri dari elektroda dan larutan. Larutan tersebut berisi komponen utama yang mempunyai kemampuan mengion. Dasar metode potensiometri adalah membuat sel elektrik dari analat suatu larutan

sehingga perbedaan potensial sel tersebut berkaitan dengan konsentrasi larutan.Yang menjadi dasar dari potensiometri ialah terjadi pemisahan muatan yang berada di elektroda dan di larutan, saat sebuah electroda dimasukkan kedalam sebuah larutan, dan perbedaan ini yang menyebabkan adanya potensial, dengan kata lain potensiometri dapat dijelaskan sebagai pengukuran beda potential suatu sistem (larutan/padatan) tanpa ada aliran listrik dalam sistem tersebut (Khopkar, 1994).

Alat yang juga menjadi bagian utama dalam metode potensiometri ini ialah adanya voltmeter. Voltmeter dapat membaca atau menampilkan besarnya beda potensial antara electrode indicator dengan electrode pembandingnya. Penggunaannya sendiri harus disambungkan dengan kedua indicator dengan bantuan kawat. Nilai beda potensial yang dibaca ialah pada saat nilai yang ditampilkan oleh voltmeter konstan dan tidak berubah. Hal ini menunjukkan bahwa nilai tersebut merupakan besarnya nilai potensial sel.

Nilai beda potensial didapat dari perbedaan dari dua buah elektroda yang dipergunakan, namun untuk mengetahui hal itu diperlukan beberapa perangkat alat yang digunakan agar nilai perubahan beda potensial dapat dibaca, diantaranya ialah elekroda acuan, elektroda indikator, jembatan garam, larutan yang dianalisis, dan voltmeter. Sebagai pertimbangan bahwa pengukuran voltase dilakukan dengan arus yang sangat kecil atau tidak ada arus yang mengalir. Jika dilihat berdasarkan rumus berikut :

V = I.R

karena arus tidak mungkin dihilangkan (I = 0), maka cara yang paling mungkin ialah dengan memperbesar nilai tahanan/hambatan (R). Alat yang cukup ideal untuk melakukan pengukuran ini minimal memiliki tahanan sebesar 108 Ohm sehingga didapatkan nilai arusnya sebesar 10-8 A. Di dalam beberapa penggunaan analisis elektrokimia, diperlukan suatu elektroda dengan harga potensial setengah sel yang diketahui, konstan, dan sama sekali tidak peka terhadap komposisi larutan yang sedang diselidiki. Suatu electroda yang memenuhi persyaratan di atas disebut elektroda pembanding. Pasangan elektroda pembanding adalah elektroda indikator yang potensialnya tergantung pada konsentrasi zat yang sedang diselidiki (Hendayana, 1994).

Elektroda acuan adalah elektroda yang potensial standarnya diketahui, konstan, mengikuti persamaan Nernst.

Ecell = Eind – Eref + Ej

Persamaan Nernst: Eº = 0,0591/n log K

Keterangan:

Ecell : Potensial sel

Eind : Potensial elektroda indikator

Eref : Potensial elektroda acuan

Ej : Potensial sambungan cair (liquid junction potential)

Terdapat beberapa jenis elektroda acuan/ standar yakni Saturated Hydrogen Electrode (SHE), Saturated Colomel Electrode (SCE) dan Ag/AgCl (Khopkar, 1990).

Elektroda indikator merupakan alat yang dapat mengindikasikan atau mengukur besarnya perubahan potensial yang terjadi. Nilai dari potensial yang terbaca merupakan pengukuran nilai potensial elektroda indikator terhadap elektroda standar/reference. Elektroda indikator dibagi menjadi 2 kelompok besar yakni metal elektroda dan membran elektroda. Pengembangan sensor potensiometri terfokus pada indikator elektroda, salah satu teknik yang sedang berkembang adalah modifikasi electroda. Elektroda ini dibuat dengan cara menggabungkan material elektroda dengan zat aktif sehingga reaksi berlangsung di elektroda itu sendiri. Hal ini akan meningkatkan kinerja sensor khususnya kecepatan merespons reaksi dan selektifitas sensor dalam mendeteksi analit (Tim Penyusun, 2012).

Pada praktikum ini, digunakan electrode membrane untuk mengukur konsentrasi analit. Elektroda indikator ini biasanya peka/sensitif terhadap satu jenis ion saja. Tegangan yang ditimbulkan bergantung pada banyaknya ion dalam larutan yang mengenai permukaannya. Hal ini dapat dilihat dari jumlah atau konsentrasi ion dalam larutan, tetapi praktikum ini tidak menggunakan elektroda indikator membran. Membran yang digunakan dalam electrode indicator ini ialah PTFE membrane,Polytetrafluoroethylene (PTFE) merupakan polimer floro sintesis yang bersifat hidrofobik. Sifatnya sangat tidak reaktif karena kekuatan ikatan atom karbon dan fluoro. Membrane ini digunakan sebagai alat pelindung dan alat pendeteksi fluida dan kontaminan(Wikipedia, 2012)

BAB 3. METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

- Batang gelas atau Batang Plastik berbentuk silinder

- PTFE membran

- Conductor (Kawat Cu)

- Voltmeter

- Gelas kimia

- Cutter

- Botol semprot

- Tissue

3.1.2 Bahan

- Larutan standar CuSO4 0.1; 0.05; 0.01 dan 0.005M

3.2 Cara Kerja

3.2.1

larutan CuSO4 0.01M

Prosedur Disain Sensor

- Diisikan pada ruang kosong sehingga kawat tembaga yang dimasukkan terendam sedalam 1cm dari dasar tabung gelas plastik berbentuk pipa yang ditutup ujungnya dengan membran dan diikat dengan karet (O ring)

-

Hasil

Disisipkan bahan isolator di ujung tabung untuk menahan posisi kawat Cu tidak bergerak

3.2.2 Pengujian Sensor

Larutan CuSO4

- Dipersiapkan 5 – 20 mL dengan konsentrasi 0.5M

- Dimasukkan dalam beaker gelas

- Dimasukkan sensor potensiometri yang sudah dibuat

- Dimasukkan juga logam Cu kedua sebagai elektroda referensi.

- Dihubungkan kedua elektroda di atas dengan Voltmeter,

- Dicatat nilai potensialnya ketika nilai voltase sudah konstant

- Diulangi percobaan tersebut sebanyak tiga kali

- Dihitung standart deviasinya dan nilai relatif standar deviasinya.

- Diangkat elektroda dan bilas dengan akuades, ganti larutan dalam beaker dengan larutan CuSO4 dengan konsentrasi , 0.1; 0.05; 0.01 dan 0.005M dan

- Dibuat kurva kalibrasi berdasar potensial yang terukur dengan konsentrasi larutan standar yang sesuai.

- Ditentukan linier range, sensitifitas dari elektroda yang dibuat.

Hasil

BAB 5. HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 Hasil

0,005 M 0,01 M 0,05 M 0,1M 0,5 M

Pengulangan 1 0,53 mV 0,9 mV 0,44 mV 0,35 mV 0,35 mV

Pengulangan 2 0,73 mV 0,8 mV 0,45 mV 0,32 mV 0,3 mV

Rata - rata 0,63 mV 0,85 mV 0,445 mV 0,335 mV 0,325 mV

5.2 Pembahasan

Metode yang digunakan untuk menganalisis sampel saat ini sangat beragam. Hal ini dilakukan untuk memperoleh informasi mengenai sampel yang diteliti. Dalam elektroanalisis dipelajari cara-cara analisi sampel dengan metode pendekatan menggunakan teknik elektro. Salah satu metode yang ada di dalamnya ialah metode Potensiometri. Potensiometri adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari pengukuran perubahan potensial dari elektroda untuk mengetahui konsentrasi dari suatu larutan. Yang menjadi dasar dari Potensiometri ialah terjadi pemisahan muatan yang berada di elektrode dan di larutan, saat sebuah electrode dimasukkan kedalam sebuah larutan, dan perbedaan ini yang menyebabkan adanya potensial.Potensiometri merupakan metode analisis kimia berdasar hubungan antara potensial elektroda relatif dengan konsentrasi larutan dalam suatu sel kimia. Metode ini berguna untuk menentukan titik setara suatu titrasi secara instrumental sebagai pengganti indikator visual. Alat yang digunakan untuk melakukan percobaan

ini adalah potensiometer atau pH meter dengan elektroda kerja dan referensi yang tercelup dalam larutan yang diukur.

Metode potensiometri memiliki beberapa macam yang dibedakan berdasarkan jenis elektroda yang digunakan. Dua komponen elektroda yang digunakan yakni reference electrode dan indicator electrode. reference electrode merupakan elektroda pembanding yang digunakan untuk membandingkan nilai potensial yang terbaca oleh indicator electrode.

Syarat-syarat yang harus dipenuhi untuk dapat digunakan sebagai reference electrode ialah :

Mematuhi persamaan Nersnt bersifat reversible

Memiliki potensial elektroda yang konstan oleh waktu

Segera kembali keharga potensial semula apabila dialiri arus yang kecil

Merupakan elektroda yang bersifat nonpolarisasi secara ideal

Indicator electrode merupakan elektroda kedua yang digunakan. Elektrode ini berfungsi untuk menganalisis atau membaca potensial yang ditimbulkan oleh sampel dan nilai tersebut akan mengindikasikan seberapa besar konsentrasi sampel. Elektroda indikator secara umum dikelompokkan menjadi 2 bagian yaitu :

Elektroda indikator logam

Elektroda logam adalah elektroda yang dibuat dengan menggunakan lempengan logam atau kawat yang dicelupkan ke dalam larutan elektrolit. Elektroda logam dapat dikelompokkan ke dalam elektroda jenis pertama (first kind), elektroda jenis kedua (second kind), elektroda jenis ketiga (third kind), elektroda redoks. Dari berbagai macam elektroda logam, dalam percobaan ini menggunakan elektroda jenis pertama, elektroda yang langsung berkesinambungan dengan kation yang berasal dari logam tersebut

Elektroda indikator membran

Elektroda indikator ini biasanya peka atau sensitif terhadap satu jenis ion saja. Tegangan yang ditimbulkan bergantung pada banyaknya ion dalam larutan yang mengenai permukaannya. Hal ini dapat dilihat dari jumlah atau konsentrasi ion dalam larutan, tetapi praktikum ini tidak menggunakan elektroda indikator membran.

Praktikum kali ini membuat sebuah design membrane electrode dari bahan yang sederhana. Langkah awal yaitu mendesain sensor untuk pengukuran analit secara potensiometri. Bahan yang digunakan dalam membuat sensor ini yaitu, wadah pulpen, kawat tembaga, dan membran dalam rokok. Penyusunannya yaitu dengan menggunakan bulpen yang bening supaya kawat yang tercelup dalam larutan CuSO4 dapat terlihat. Kemudian ditutup ujung bulpen dengan menggunakan filter rokok dan dipastikan larutannya tidak meresap dan tidak menetes. Setelah itu dimasukkan kawat tembaga dan diisi dengan larutan CuSO4, logam Cu sebagai indikator elektroda.

Sampel atau analit yang digunakan dalam praktikum ini ialah larutan CuSO4 dengan konsentrasi 0.1, 0.05, 0.01, dan 0.005 M dan CuSO4 0.01 M sebagai larutan standartnya. Setelah

semua sampel dibuat maka dilakukan pengukuran terhadap potensial sampel menggunakan electrode yang telah dibuat. Dan hasilnya seperti yang telah dicantumkan dalam table hasil pengamatan. Dari hasil tersebut, dibuat grafik yang menghubungkan antara konsentrasi dengan beda potensial. Yang mana semakin tinggi konsentrasi maka beda potensialnya semakin tinggi pula dan dapat diartikan bahwa konsentrasi berbanding lurus dengan beda potensial. Berikut merupakan grafik antara beda potensial dan konsentrasi. Hal ini dikarenakan pada konsentrasi yang lebih tinggi aktifitas dari ionnya lebih banyak sehingga menghasilkan arus yang lebih tinggi pula dan menunjukkan beda potensial yang besar.

Grafik hubungan antara konsentrasi dengan beda potensial rata – rata

Hasil praktikum yang diperoleh, tidak menunjukkan hasil yang sesuai dengan referensi. Dapat dilihat pada grafik, bahwa nilai R jauh dari 1 maka dapat diindikasikan bahwa terjadi penyimpangan jauh dari data yang diperoleh. Hal ini dikarenakan kondisi sensor yang tidak baik. Terjadi kebocoran pada ujung sensor, sehingga data yang didapatkan tidak valid. Kesalahan pengenceran juga akan mempengaruhi hasil yang didapat karena konsentrasilah yang mempengaruhi percobaan ini. Selain itu, kesalahan praktikan dalam membaca skala yang ditunjukkan pada voltmeter kemungkinan juga merupakan faktor kesalahan yang dilakukan pada praktikum kali ini.

BAB 5 PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan data yang didapatkan dalam percobaan dan pengukuran terhadap analit, maka dapat disimpulkan bahwa :

Metode potensiometri berprinsipkan pada pengukuran beda potensial disaat tidak ada arus yang mengalir.

Desain sensor potensiometri dapat dibuat menggunakan electrode Cu dengan CuSO4 sebagai inner solution dan filter rokok sebagai membrane.

Besarnya konsentrasi berbanding lurus dengan bertambah besarnya nilai beda potensial yang terbaca

5.2 Saran

Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam percobaan ini ialah :

Lebih teliti lagi saat melakukan pembacaan skala yang ditunjukkan dalam pengukuran.

Pengecekan terhadap membrane sensor potensiometri yang harus benar-benar rapat sehingga tidak ada kebocoran.

DAFTAR PUSTAKA

Hendayana, Sumar. 1994. Kimia Analitik Instrumen. IKIP Semarang Press.

Khopkar.  1990.  Konsep Dasar Kimia Analitik.  Penerbit Universitas Indonesia.  Jakarta.

Khopkar.  1994.  Konsep Dasar Kimia Analitik.  Penerbit Universitas Indonesia.  Jakarta.

Soekardjo. 1989. Kimia Fisik. Jakarta : PT Rineka Cipta

Tim Penyusun. 2012. Petunjuk Praktikum Elektroanalisis Kimia. Universitas Jember. Jember

Penentuan titik ekivalen titrasi potensiometri dapat dilakukan dengan cara diferensial yaitu dengan merajah kurva titrasi turunan pertama dan atau turunan kedua yang disebut kurva diferensial. Kurva diferensial pertama dibuat dengan cara menghitung kenaikan pH persatuan kenaikan volume titran ( ΔpH/ΔV ) atau ( ΔpE/ΔV ), kemudian perbandingan ( ΔpH/ΔV ) atau ( ΔpE/ΔV ) disajikan dalam bentuk grafik sebagai fungsi dari volume titran yang ditambahkan. Sementara itu kurva diferensial kedua dibuat dengan cara merajah ( Δ2pH/ΔV2 ) atau ( Δ2pE/ΔV2 ), kemudian perbandingan ( Δ2pH/ΔV2 ) atau ( Δ2pE/ΔV2 ), disajikan dalam bentuk grafik sebagai fungsi dari volume titran yang ditambahkan. Penambahan volume ( ΔV ) yang optimum bergantung pada besarnya arah lereng kurva titrasi pada titik ekivalen dan ini dapat dengan mudah diperkirakan pada titrasi pendahuluan. Pada umumnya semakin besar arah lereng pada titik ekivalen, semakin kecil perbedaan volume titran ( ΔV ) yang diberikan. Bila kurva titrasi simetris di sekitar titik ekivalen, titik akhir yang didefinisikan oleh nilai maksimum dari ( ΔpE/ΔV ) adalah identik dengan titik ekivalen stoikiometrik yang sebenarnya. Kurva titrasi simetris diperoleh apabila electrode indikator bersifat reversible dan bila dalam reaksi titrasi satu mol reagen titran bereaksi dengan satu mol zat yang dititrasi. Kurva titrasi tidak simetris terjadi bila banyaknya molekul atau ion reagensia dan zat yang dititrasi tidak sama dalam reaksi titrasi ( Rohman, 2007 ).

PERCOBAAN POTENSIOMETRI (PENGUKURAN pH)

I.       Tujuan1.            Membuat kurva hubungan pH-volume pentiter2.            Menentukan titik akhir titrasi3.            Menghitung kadar zat

II.      PrinsipPotensial sel galvanik tergantung pada aktivitas zat-zat ionik tertentu di dalam

larutan sel, maka pengukuran potensial sel merupakan hal yang sangat penting dalam kimia analitik. Dalam banyak hal suatu sel dapat disusun yang potensialnya tergantung pada aktivitas suatu macam zat ionik tunggal dalam larutan. Salah satu elektroda sel

harus sedemikian rupa hingga potensialnya tergantung pada aktivitas ion yang akan ditentukan; ini disebutelektroda indikator. Elektroda yang lainnya merupakan sebuah pembanding, seperti kalomel, yang potensialnya diketahui dan tetap selama pengukuran (Underwood, 1986).

Suatu eksperimen dapat diukur dengan menggunakan dua metode yaitu, pertama (potensiometri langsung) yaitu pengukuran tunggal terhadap potensial dari suatu aktivitas ion yang diamati, hal ini terutama diterapkan dalam pengukuran pH larutan air. Kedua (titrasi langsung), ion dapat dititrasi dan potensialnya  diukur sebagai fungsi volume titran.  Potensial sel, diukur sehingga dapat digunakan untuk menentukan titik ekuivalen. Suatu petensial sel galvani bergantung pada aktifitas spesies ion tertentu dalam larutan sel, pengukuran potensial sel menjadi penting dalam banyak analisis kimia (Basset, J. dkk., 1994).

Proses titrasi potensiometri dapat dilakukan dengan bantuan elektroda indikator dan elektroda pembanding yang sesuai. Dengan demikian, kurva titrasi yang diperoleh dengan menggambarkan grafik potensial terhadap volume pentiter yang ditambahkan, mempunyai kenaikan yang tajam di sekitar titik kesetaraan. Dari grafik itu dapat diperkirakan titik akhir titrasi. Elektroda indikator adalah elektroda yang potensialnya bergantung pada konsentrasi ion yang akan ditetapkan dan dipilih berdasarkan jenis senyawa yang hendak ditentukan. Sedangkan elektroda pembanding adalah elektroda yang potensialnya diketahui dan selama pengukuran tetap konstan. Elektroda pembanding yang banyak digunakan adalah elektroda kalomel karena konstannya potensial yang dihasilkan. Antara elekroda pengukur (elektroda indikator) dan elektroda pembanding terdapat jembatan arus atau garam dengan larutan elektrolit yang di dalamnya terdapat transport ion arus (Widjaja dkk., 2008).  Cara potensiometri ini bermanfaat bila tidak ada indikator yang cocok untuk menentukan titik akhir titrasi, misalnya dalam hal larutan keruh atau bila daerah kesetaran sangat pendek dan tidak cocok untuk penetapan titik akhir titrasi dengan indikator (Rivai, 1995).

Keuntungan dari metode potensiometri adalah biayanya yang relatif murah dan sederhana. Voltameter dan elektroda jauh lebih murah daripada instrumen saintifik yang paling modern. Selain itu kelebihan dari metode potensiometri yaitu pada saat potensial sel dibaca tidak ada arus yang mengalir dalam larutan (arus residual tatanan sel dan efek polarisasi dapat diabaikan). Manfaat potensiometri juga untuk menetapkan tetapan kesetimbangan. Potensial-potensial yang stabil sering diperoleh dengan cukup cepat dan tegangan yang mudah dicatat sebagai fungsi waktu, sehingga potensiometri kadang juga bermanfaat untuk pemantauan yang kontinyu dan tidak diawasi (Skoog dkk., 1998).

Potensiometri pada dasarnya bersifat nondestruktif terhadap sampel, dalam pengertian bahwa penyisipan elektroda tidak megubah komposisi larutan uji (kecuali untuk sedikit kebocoran elektrolit dari elektroda acuan) (Khopkar, 1990). Metode potensiometri merupakan salah satu metode yang banyak digunakan untuk menentukan kandungan ion-ion tertentu dalam suatu larutan, titrasi terhadap vitamin c (bersifat asam) mungkin juga bersifat basa. Selain itu, metode potensiometri dapat juga digunakan dalam penetapan nikel dan kobal dengan pengkomlekskan denga sianida, penetapan flourida dengan metode titik nol, penetapan besi (III) dengan EDTA dan standarisasi larutan kalium permanganate dengan kalium iodide (Vogel, 1994).

Titik akhir dalam titrasi potensiometri dapat dideteksi dengan menetapkan volume pada mana terjadi perubahan potensial yang relatif besar ketika ditambahkan

titran. Dalam titrasi secara manual, potensial diukur setelah penambahan titran secara berurutan, dan hasil pengamatan digambarkan pada suatu kertas grafik terhadap volum titran untuk diperoleh suatu kurva titrasi. Dalam banyak hal, suatu potensiometer sederhana dapat digunakan, namun jika tersangkut elektroda gelas, maka akan digunakan pH meter khusus.  Karena pH meter ini telah menjadi demikian biasa, maka pH meter ini dipergunakan untuk semua jenis titrasi, bahkan apabila penggunaannya tidak diwajibkan (Basset, J. dkk., 1994).

Bermacam reaksi titrasi dapat diikuti dengan pengukuran potensiometri. Reaksinya harus meliputi penambahan atau pengurangan beberapa ion yang sesuai dengan jenis elektrodanya. Potensial diukur sesudah penambahan sejumlah kecil volume titran secara berturut-turut atau secara kontinyu dengan perangkat automatik. Presisi dapat dipertinggi dengan sel konsentrasi (Khopkar, 2003).

a)      Reaksi netralisasi: Titrasi asam basa dapat diikuti dengan elektroda indikatornya elektroda gelas. Tetapan ionisasi harus kurang dari 10-8.

b)      Reaksi pembentukan kompleks dan pengendapan: Pembentukan endapan atau kompleks akan membebaskan ion terhidrasi dari larutan. Biasanya digunakan elektroda Ag dan Hg. Berbagai logam dapat dititrasi dengan EDTA.

c)      Reaksi redoks: Elektroda Pt atau elektroda inert dapat digunakan pada titrasi redoks. Oksidator kuat (KMnO4, K2Cr2O7, Co(NH3)3) membentuk lapisan logam-oksida yang harus dibebaskan dengan reduksi secara katoda dalam larutan encer (Khopkar, 2003).

Semua potensial elektroda dikutip relatif terhadap potensial elektroda hidrogen standar. Jadi, elektroda hidrogen haruslah dianggap sebagai elektroda rujukan primer. Elektroda yang paling meluas penggunaannya adalah elektroda kalomel, disebabkan oleh mudahnya pembuatan dan konstan potensial. Sebuah sel-paruh kalomel adalah sel paruh dalam mana merkurium dan kalomel (merkurium(I) klorida) ditutup dengan konsentrasi tertentu; dapat 0,1 N; 1,0 N; 3,5 N; atau jenuh. Larutan kalium klorida haruslah dijenuhi oleh kalomel. Potensial elektroda kalomel pada 25OC relatif terhadap elektroda hidrogen normal untuk 0,1 N; 1,0 N dan jenuh masing-masing adalah 0,3371; 0,2846; dan 0,2458 volt (Bassett, J. dkk., 1994).

Elektroda indikator suatu sel adalah elektroda yang potensialnya bergantung pada aktivitas (dan karena itu pada konsentrasi) spesi ion tertentu yang konsentrasinya akan ditentukan. Dalam potensiometri langsung atau titrasi potensiometri suatu ion logam, sebuah elektroda indikator sederhana biasanya akan terdiri dari batang atau kawat yang dibersihkan dengan seksama yang terbuat dari logam yang tepat; paling penting adalah permukaan logam yang akan dicelupkan ke dalam larutan itu bebas dari lapisan tipis oksida atau hasil korosi apa saja. Dalam beberapa kasus elektroda yang lebih memuaskan dapat disiapkan dengan menggunakan kawat platinum yang telah disalut dengan lapisan tipis logam yang tepat dengan cara pengendapan secara listrik (Bassett, J. dkk., 1994).

Bila dilibatkan ion hidrogen, sebuah elektroda hidrogen dapat jelas digunakan sebagai elektroda indikator, namun peran itu dapat juga dilakukan oleh elektroda lain, yang terkemuka adalah elektroda kaca. Inilah contoh elektroda membran dalam mana potensial yang dikembangkan antara suatu selaput kaca dan larutan merupakan suatu fungsi linier pH larutan, dan karena itu dapat untuk mengukur konsentrasi ion hidrogen dari larutan itu. Karena selaput kaca itu mengandung ion logam alkali, juga mungkin untuk mengembangkan elektroda kaca yang dapat digunakan untuk menetapkan konsentrasi ion-ion ini dalam larutan, dan dari pengembangan ini (yang didasarkan pada mekanisme pertukaran ion), sederetan lengkap elektoda membran telah

dikembangkan berdasarkan baik pada bahan pertukaran ion zat padat maupun cairan: elektroda-elektroda ini merupakan bagian deret yang penting dari elektroda peka-ion yang sekarang tersedia untuk banyak macam ion (Bassett, J. dkk., 1994).

Persamaan Nernst memberikan hubungan antara potensial relatif suatu elektroda dan konsentrasi spesies ioniknya yang sesuai dalam larutan. Potensiometri merupakan aplikasi langsung dari persaman Nernst dengan cara pengukuran potensial dua elektroda tidak terpolarisasi pada kondisi arus nol. Dengan pengukuran pengukuran potensial reversibel suatu elektroda, maka perhitungan aktivitas atau konsentrasi suatu komponen dapat dilakukan (Rivai, 1995).

Potensial dalam titrasi potensiometri dapat diukur sesudah penambahan sejumlah kecil volume titran secara berturut-turut atau secara kontinu dengan perangkat automatik. Presisi dapat dipertinggi dengan sel konsentrasi. Elektroda indikator yang digunakan dalam titrasi potensiometri tentu saja akan bergantung pada macam reaksi yang sedang diselidiki. Jadi untuk suatu titrasi asam basa, elektroda indikator dapat berupa elektroda hidrogen atau sesuatu elektroda lain yang peka akan ion hidrogen, untuk titrasi pengendapan halida dengan perak nitrat, atau perak dengan klorida akan digunakan elektroda perak, dan untuk titrasi redoks (misalnya, besi(II)) dengan dikromat digunakan kawat platinum semata-mata sebagai elektroda redoks (Khopkar, 1990).

Pada praktikum kali ini metode yang akan kita gunakan adalah titrasi potensiometri tepatnya titrasi asam basa, ketetapan untuk dapat menemukan titik akhir pada titrasi asam basa secara potensiometri tergantung dari konsentrasi dan kekuatan asam serta basa. Agar metode ini berhasil baik, kedua asam atau basa hendaknya kekuatannya berbanding sekurangnya 10-5: 1. Metode ini dapat digunakan untuk titrasi asam atau basa bervalensi banyak, tetapi hanya dapat dilakukan untuk masing-masing senyawa jika harga pKa atau pKb berbeda minimal 2 satuan (Widjaja dkk., 2008).  

Pada titrasi asam basa, elektroda indikator yang digunakan adalah  elektroda membran gelas yang sensitif terhadap perubahan jumlah ion hidrogen (H+)dan elektroda pembanding  yang digunakan adalah Elektroda Kalomel, (Khopkar, 2003) seperti yang terlihat pada gambar dibawah. Untuk titrasi asam basa, setiap perubahan ion hidrogen tersebut diamati. Pada elektrode membran gelas, tidak ada elektron yang diberikan kepada membran. Justru sebuah membran membiarkan ion H+ untuk menembusnya, tetapi menahan ion  yang lain. Dengan demikian akan timbul beda potensial yang cukup besar untuk mencegah terjadinya migrasi lebih lanjut. Kelebihan dari elektroda membran gelas adalah tidak terjadinya kontaminasi sehingga tidak ada permukaan katalis yang kehilangan aktivitasnya. Nilai-nilai pH dari suatu larutan yang kurang tersangga bisa diukur secara akurat dan akhirnya elektroda jenis ini sangat cocok digunakan untuk memonitor pH secara kontinu pada rentang waktu yang lama (Day dan Underwood, 1981). Melalui kurva hubungan antara volume pentiter vs pH dapat ditentukan titik akhir titrasinya. Titik akhir titrasi dideteksi dengan menetapkan volume di mana terjadi perubahan potensial yang relatif besar ketika ditambahkan peniter (Widjaja dan Laksmiani, 2009).

Penentuan titik ekivalen titrasi potensiometri dapat dilakukan dengan cara diferensial yaitu dengan merajah kurva titrasi turunan pertama dan atau turunan kedua yang disebut kurva diferensial. Kurva diferensial pertama dibuat dengan cara menghitung kenaikan pH persatuan kenaikan volume titran ( ΔpH/ΔV ) atau ( ΔpE/ΔV ), kemudian perbandingan ( ΔpH/ΔV ) atau ( ΔpE/ΔV ) disajikan dalam bentuk grafik sebagai fungsi dari volume titran yang ditambahkan. Sementara itu kurva diferensial kedua dibuat dengan cara merajah ( Δ2pH/ΔV2 ) atau ( Δ2pE/ΔV2 ), kemudian perbandingan ( Δ2pH/ΔV2 ) atau ( Δ2pE/ΔV2 ), disajikan dalam bentuk grafik sebagai fungsi dari volume titran yang ditambahkan. Penambahan volume ( ΔV ) yang optimum bergantung pada besarnya arah lereng kurva titrasi pada titik ekivalen dan ini dapat dengan mudah diperkirakan pada titrasi pendahuluan. Pada umumnya semakin besar arah lereng pada titik ekivalen, semakin kecil perbedaan volume titran ( ΔV ) yang diberikan. Bila kurva titrasi simetris di sekitar titik ekivalen, titik akhir yang didefinisikan oleh nilai maksimum dari ( ΔpE/ΔV ) adalah identik dengan titik ekivalen stoikiometrik yang sebenarnya. Kurva titrasi simetris diperoleh apabila electrode indikator bersifat reversible dan bila dalam reaksi titrasi satu mol reagen titran bereaksi dengan satu mol zat yang dititrasi. Kurva titrasi tidak simetris terjadi bila banyaknya molekul atau ion reagensia dan zat yang dititrasi tidak sama dalam reaksi titrasi ( Rohman, 2007 ).

VII.          PEMBAHASAN

Praktikum potensiometri ini dilakukan dengan tujuan untuk untuk membuat kurva hubungan antara pH dan volume pentiter, menentukan titik akhir titrasi, dan menentukan kadar larutan HCl yang dianalisis. Potensiometri adalah salah satu metode penentuan konsentrasi zat melalui pengukuran nilai potensial. Nilai potensial yang diukur setiap penambahan volume titran tertentu akan diplotkan menjadi kurva titrasi dan akan didapatkan titik ekuivalen titrasinya. Volume pada titik ekuivalen titrasi tersebut adalah volume titran yang akan digunakan dalam perhitungan selanjutnya. Dalam potensiometri ini, tidak digunakan indikator karena dengan pengukuran potensial larutan sudah bisa didapatkan titik ekuivalennya dari kurva (Underwood, 1998). Titik akhir titrasi diharapkan mendekati titik ekivalen sehingga data yang dihasilkan dianggap memiliki kesalahan yang kecil.

Metode yang akan kita gunakan adalah titrasi potensiometri tepatnya titrasi asam basa, ketetapan untuk dapat menemukan titik akhir pada titrasi asam basa secara potensiometri tergantung dari konsentrasi dan kekuatan asam serta basa. Elektroda indikator yang digunakan pada titrasi asam basa adalah elektroda membran gelas yang sensitif terhadap perubahan jumlah ion hidrogen (H+) dan elektroda pembandingnya adalah Elektroda Kalomel. Dalam titrasi asam basa, diamati setiap perubahan ion H+ atau perubahan pH yang ditunjukkan pada alat pengukur pH. Kelebihan dari elektroda membran gelas adalah tidak terjadinya kontaminasi sehingga tidak ada permukaan katalis yang kehilangan aktivitasnya

selain itu nilai-nilai pH dari suatu larutan yang kurang tersangga bisa diukur secara akurat dan akhirnya elektroda jenis ini sangat cocok digunakan untuk memonitor pH secara kontinu pada rentang waktu yang lama (Day dan Underwood, 1981). Melalui kurva hubungan antara volume pentiter vs pH dapat ditentukan titik akhir titrasinya dari HCl.  Selanjutnya titik akhir titrasi dideteksi dengan menetapkan volume di mana terjadi perubahan potensial yang relatif besar ketika ditambahkan volume pentiter yang sedikit.

Pada titrasi potensiometri ini, digunakan NaOH 0,1 N sebagai titran dan HCL 0,1 N sebagai titratnya. Buret yang akan digunakan pada proses titrasi sebelumnya dibilas terlebih dahulu dengan larutan titran NaOH dengan tujuan untuk membersihkan buret, pembilasan dilakukan dari 2-3 kali.  Sebanyak 10 ml larutan HCl dipipet, kemudian dimasukkan ke dalam beaker glass 250 ml, ditambahkan aquades hingga 50 ml. Magnetic stire dimasukkan ke dalam beaker glass, yang berfungsi untuk mengaduk larutan yang akan dititrasi.  Titrasi kemudian dimulai dengan menambahkan sejumlah volume NaOH sesuai petunjuk praktikum, dengan alat stire yang terus berputar saat titrasi dilakukan. Setiap penambahan sejumlah larutan titran, pH larutan kemudian diukur menggunakan potensiometer Corning PC 420-D, yang di dalamnya terdapat elektrode membran gelas yang sangat sensitif terhadap perubahan jumlah H+.

Saat elektrode membrane gelas dicelupkan ke dalam campuran larutan HCl dan air, terjadi kesetimbangan antara ion-ion hidrogen yang terdapat di bagian tipis bola gelas dan ion hidrogen yang terletak dalam larutan yang diuji. Elektrode gelas akan membiarkan ion H+ untuk menembusnya, tetapi menahan ion yang lain. Semakin besar konsentrasi ion hidrogen dalam larutan HCl, semakin banyak ion hidrogen yang masuk ke dalam lapisan gelas tadi. Hal ini menyebabkan pada saat awal-awal titrasi, nilai pH kecil. Semakin banyak pentiter yang ditambahkan, semakin sedikit ion hidrogen yang terdapat dalam larutan HCl, karena ion hidrogen akan bereaksi dengan ion hidronium (OH-) dan membentuk air. Hal ini akan menyebabkan ion hidrogen yang memasuki lapisan gelas juga semakin sedikit sehingga muatan elektrode gelas berkurang, maka nilai pH pun meningkat. Hal ini dapat dilihat pada kurva hubungan antara pH dan volume pentiter.

 

Pada kurva di atas dapat dilihat bahwa semakin banyak volume larutan pentiter (NaOH) yang ditambahkan ke dalam larutan titrat, pH larutan menjadi semakin turun (basa). Lonjakan pH secara drastis terjadi yaitu dari pH 3,52 menjadi 5,35 yaitu saat volume titran 10,2 ml. Lonjakan pH yang terjadi secara drastis dengan penambahan sedikit volume titran ini menunjukkan titik akhir titrasi telah terjadi, di mana perubahan pH ini terjadi ketika adanya penambahan 0,2 ml larutan pentiter NaOH dari volume 10 ml menjadi 10,2 ml. Lonjakan pH terjadi disebabkan terjadinya titik akhir titrasi dimana ion hidrogen (H+) dari HCl telah habis bereaksi dengan ion hidronium (OH-) dari NaOH.

Sebelum titrasi dilakukan, larutan titrat bersifat asam yang mengandung banyak ion hidrogen dalam larutan tersebut. Namun setelah titrasi dilakukan, jumlah ion hidrogen perlahan-lahan berkurang karena telah bereaksi dengan ion hidronium membentuk air, dan saat terjadi lonjakan pH secara drastis tersebut ion hidrogen (H+) dari HCl telah habis bereaksi dengan ion hidronium (OH-) dari NaOH. Dengan demikian, tidak terdapat lagi ion hidrogen dalam bentuk bebas dalam larutan titrat. Penambahan larutan titrat setelah titik akhir titrasi terjadi menyebabkan jumlah ion hidronium akan semakin meningkat dan menyebabkan naiknya pH larutan (pH larutan basa). Tidak adanya ion hidrogen di dalam elektrode gelas secara tiba-tiba akan membuat arus yang dihasilkan oleh elektrode gelas menjadi meningkat secara tiba-tiba dan kemudian turun secara tiba-tiba pula. Hal inilah yang memberi sinyal pada pH meter mengenai adanya peningkatan harga pH secara tiba-tiba dari larutan HCl yang dititrasi oleh pentiter (larutan NaOH 0,1N).

Berdasarkan hasil praktikum titik akhir titrasi pada percobaan ini adalah  saat volume pentiter 10,2005 ml. Hal ini berarti bahwa volume NaOH yang diperlukan untuk menetralkan larutan sampel (HCl) tersebut adalah10,2005 ml. Setelah diperoleh titik akhir titrasi kemudian dilakukan perhitungan kadar sampel dan praktikan memperoleh hasil konsentrasi larutan HCl sebesar0,1020 M,  0,1020 N dan kadarnya sebesar 0,37 % b/v.

VIII.       KESIMPULAN

1.      Dari kurva hubungan antara volume pentiter dan pH terlihat adanya lonjakan pH yang drastis yaitu dari 3,52  menjadi 5,35ketika terjadi penambahan 0,2 ml larutan NaOH  0,1 N dari volume NaOH 10 ml menjadi volume NaOH 10,2 ml. Lonjakan pH titrat ini mengindikasikan tercapainya titik akhir titrasi.

2.      Titik akhir titrasi tercapai ketika terjadi penambahan volume ekivalen NaOH sebanyak 10,2005 ml NaOH pada larutan titrat HCl.

3.      Kadar HCl dalam larutan sampel HCl dalam bentuk molaritas, normalitas,  dan % b/v

berturut-turut adalah   0,1020  , 0,1020  , dan 0,37 %  .

DAFTAR PUSTAKA

Day, R.A. dan A.L. Underwood. 1981. Analisa Kimia Kuantitatif, Edisi Keempat. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Gandjar, I.G., dan A. Rohman. 2007. Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta: Pustaka Pelajar.Khopkar, S. M.2003.Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: Universitas Indonesia Press.Rohman, A. 2007. Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta: Pustaka Pelajar.Rivai Harrizul. 1995. Asas Pemeriksaan Kimia. Jakarta: Penerbit UI Press.Skoog, D. A., F. J. Holler and T. A. Nieman.1998. Principles of Instrumental Analysis,5th

edition.USA: Saunders College Publishing.

Underwood, A. L dan R. A. Day.1980. Analisa Kimia Kuantitatif. Edisi Keempat. Jakarta: Erlangga.

Widjaja, I N.K., K.W. Astuti, N.M.P. Susanti, dan I M.A.G. Wirasuta. 2008.Buku Ajar Analisis Farmasi Fisiko Kimia. Jimbaran: Jurusan Farmasi FMIPA UNUD.

Widjaja, I N.K. Dan N.P.L. Laksmiani. 2010. Petunjuk Praktikum Kimia Analisis. Jimbaran: Jurusan Farmasi FMIPA UNUD.