titrasi kompleksometri
TRANSCRIPT
TITRASI KOMPLEKSOMETRI
Kimia Analitik
Pendahuluan
Titrasi kompleksometri : Reaksi pembentukan ion-ion kompleks ataupun pembentukan molekul netral yang terdisosiasi dalam larutan.Persyaratan mendasar : tingkat kelarutan tinggi. Contoh dari kompleks tersebut :
a. Kompleks logam dengan EDTA. b. Merkuro nitrat dan perak sianida
EDTA dan Complexon
Dikenal dengan nama versen, Complexon III, sequesterene, Nullapon, Trilon B, Idranat III, dan sebagainya.
Molekul tersebut mengandung donor elektron dari atom oksigen dan nitrogen (sehingga dapat menghasilkan khelat bercincin sampai dengan enam secara serentak). Zat pengkompleks lain adalah asam nitriliotriasetat N(CH2COOH)3.
Zat pengkompleks yang juga sering digunakan dalam titrimetri :
1. Asam 1,2-di(2-amino etoksil etana) N, N, N’, N’-tetra asetat (EGTA)
2. Asam 1,2-diaminosikloheksan tetra asetat (CDTA)
3. Tetra amin (trien); H4Y; atau Na2H2Y
EGTA DTPA
Kurva Titrasi Kompleksometri
EDTA adalah heksadentat, tetapi bila digunakan dalam bentuk garam dinatrium menjadi kuadridentat, H4R.
• Selama reaksi pengkompleksan :M+n + R4- MR(4-n)- so Kabs = [MR(4-n)-]
[M+n][R4-](disebut tetapan kestabilan absolut)
• Empat tetapan disosiasi H4R adalah sebagai berikut :
i) H4R + H2O H3O+ + H3R- K1 = 1,02x 10-2
ii) H3R- + H2O H3O+ + H2R2- K2 = 2,1 x 10-3
iii) H2R2- + H2O H3O+ + HR3- K2 = 6,9 x 10-7
iv) HR3- + H2O H3O+ + R4- K4 = 5,5 x 10-11
(Tahapan pembentukan bertahap)
Bentuk pada kondisi pH
sangat rendah atau
Sangat asam (H6R+2)
Bentuk pada kondisi pH
sangat tinggi atau
basa (R-4)
Bila Ca adalah konsentrasi zat yang dianalisis, dan fraksi EDTA dalam bentuk R4- disimbolkan sebagai (α4), [R4-] = α4 Ca….. maka α4 dapat dihitung pada setiap pH untuk kompleks logam yang tetapan disosiasinya diketahui.
Subsitusi α4 Ca pada berbagai (Kab) menghasilkan :Kab = [MR(4-n)-]
[M+n][ α4 Ca]
Kab x α4 = [MR(4-n)-] = Keff
[M+n] Ca di mana Keff disebut tetapan kestabilan efektif atau kondisional.
Contoh :50 ml larutan 0,01 M Ca2+ dibufferkan pada pH = 10,0, dititrasi dengan 0,01 M larutan EDTA. Hitung nilai pCa pada berbagai tingkat titrasi, pM, dan buat kurva titrasinya. (Kab untuk Ca R2- = 5,0 x 1010 α4 pada pH = 10 adalah 0,35 demikian sehingga Keff = 1,8 x 1010 = Kab x α4.
Jawab :a. Pada permulaan titrasi :
[Ca2+] = 0,01; pCa = 2,0b. Setelah penambahan 10 ml 0,01 M
EDTA digunakan persamaan :[M]R = VTMT – VRMR =
(VR + VT)
Karena [Ca2+] = [EDTA4-] = Ca
atau [CaR-2] = 0,005 - [Ca2+] = 0,005[CaR-2] = 0,5/100 = 5 x 10-3 M; karena Keff = 1,8 x 1010 = Kab/[Ca2+]
atau [CaR-2] [Ca2+] Ca = 1,8 x 1010
[Ca2+] = 5,2 x 10-7 atau pCa = 6,28
Setelah penambahan 60 ml EDTACa2+ = [R]T = VTMT – VRMR = 60 x 0,01 – 50 x 0,01
(VR + VT) 110 = 4,55 x 10-3 M
CaEDTA = 10 x 0,01 = 9,1 x 10-4 M 110
karenanya [CaR-2] = 0,5/110 = 4,55 x 10-3 MKeff = 1,8 x 1010 = 4,55 x 10-3 = [CaR-2]
[Ca2+] 9,1 x 10-4 [Ca2+] CaEDTA
[Ca2+] = 2,8 x 10-10 jadi pCa = 9,55
Efek agen pengkompleks lain pada titrasi EDTA sangat berpengaruh, mengingat kecenderungan suatu ion untuk mengendap sebagai hidroksida atau oksida pada pH yang diperlukan untuk titrasi. Pemakaian masking reagen sering digunakan untuk menjaga ion tetap dalam larutan.
Indikator Metakromat
Indikator metakromat : indikator yang bertindak sebagai pengkompleks dan kompleks logamnya mempunyai warna yang berbeda dengan pengkompleksnya sendiri. Ex : Eriochrome black T; pyrocatechol violet; xylenol orange; calmagit; 1-(2-piridil-azonaftol); PAN; zincon; asam salisinat; metafalein; dan calcein blue.
Murexide EBT
Untuk EBT, dengan harga pK2 = 6,9 dan pK3 = 11,5, maka perubahan warnanya :
6,9 11,5 H2In- Hin2- In3-
Ungu biru jinggaKompleks logam adalah merah lembayung, tetapi indikator ini tidak efisien pada pH < 8,0.
Di atas pH 6,0 xylenol orange tidak efektif sebagai indikator. Murexida mempunyai daerah pH luas, di mana pK1 = 0, pK2 = 9,2 dan pK3 = 10,5. Calcein biru adalah indikator pendar-fluor yang efektif pada pH netral.Kadangkala kompleks yang terlalu kuat atau terlalu lemah terbentuk dengan EBT dalam titrasi langsung.
Kompleks yang terlalu kuat mengurangi fungsinya sebagai indikator seperti Cu, Co, Ni, (membentuk kompleks logam-EBT yang stabil) KCN untuk (masking) logam ini.Titrasi subsitusi kompleks, misal : penambahan kompleks Mg(EDTA)2 terhadap garam Ca2+ Ca(EDTA)2 dan Mg2+ bebas kompleks berwarna dengan EBT (dititrasi dengan EDTA).
Beberapa ion seperti Cr3+, Co3+, Al3+ dan Zr4+ dan kadangkala Fe3+ , Bi3+ terkomplekskan secara lambat dengan EDTA. Lambatnya pembentukan kompleks ini dapat dititrasi balik seperti Cr(III) dititrasi dgn kelebihan EDTA pH 1,0 – 4,0, pada 40 – 500C EDTA yang berlebih dititrasi dgn garam Zn atau Mg.
Kinetika Titrasi Kompleksometri
EDTA membentuk kompleks yang cukup cepat dengan Cr3+. Pada pH = 3, Fe(III) membentuk kompleks lebih cepat dengan EDTA daripada pH = 1,0.
Selektivitas Titrasi Kompleksometri
Selektivitas dapat diperbaiki dengan :a. Mengendalikan pH pemakaian
pengkompleks sekunder (sequistering agent)
b. Pemilihan penintrannya,c. Pengendalian laju reaksi.
Kompleks yang stabil biasanya terbentuk pada pH rendah seperti Fe (pH = 2,0), Al3+, Zr4+, B3+ semua dititrasi pada pH rendah (untuk menghindarkan hidrolisis). Zn, Cd dan Pb dititrasi pada pH = 5,0. Pada titrasi Ca, untuk menghindarkan interferensi dari Zn dan Cd, ion-ion ini dimasking dengan KCN.
Penentuan Ca dan Mg dalam air :Dilakukan dengan titrasi EDTA (pH untuk titrasi 10), dgn indikator EBT. Pada pH tinggi (12), Mg(OH)2 , sehingga EDTA dikonsumsi hanya oleh Ca2+ dengan indikator murexide. Gangguan Cu bebas dari pipa-pipa saluran air dimasking dengan menggunakan H2S. EBT yang dihaluskan bersama NaCl padat kadangkala juga digunakan sebagai indikator untuk penentuan Ca ataupun hidroksinaftol.
Beberapa Jenis EDTA
Titrasi campuran Mg, Cu dan Zn :Logam dititrasi (pH = 10) dgn indikator EBT Kemudian Zn dan Cu dimasking dengan KCNMg dalam larutan dapat ditentukan. Setelah titik akhir ini tercapai formaldehid ditambahkan untuk mendisosiasi kompleks Zn(CN)4 (Zn dibebaskan).
Titrasi dilanjutkan menentukan Zn dalam larutan jumlah Cu dapat dihitung dari perbedaan titrasi dengan logam total.
Kelebihan Titrasi Kompleksometri
EDTA stabil, mudah larut dan menunjukkan komposisi kimiawi yang tertentu. Selektivitas kompleks dapat diatur dengan pengendalian pH. EDTA sebagai garam natrium Na2H2Y sendiri merupakan standar primer sehingga tidak perlu standarisasi lebih lanjut. Suatu titik ekivalen segera tercapai dalam titrasi.Titrasi komplesometri dapat digunakan untuk penentuan beberapa logam pada operasi skala semi-mikro.
