BAB 2
ANALISA GRAVIMETRI
Pengertian
- Adalah Proses isolasi dan
pengukuran berat suatu unsure atau senyawa
- Analit secara selektif diubah
menjadi bentuk yang tidak larut,kemudian endapan dipisahkan dengan cara
disaring, dikeringkan/dipijarkan atau diubah ke bentuk lain, selanjutnya
ditimbang dengan teliti.
- Berdasarkan berat endapan yang
diperoleh dan pengetahuan komposisi kimia, maka berat analit dapat
dihitung.
- Pemisahan campuran unsure-unsur
atau senyawa dalam analat gravimetric dapat dilakukan dengan cara :
Pengendapan, Penguapan, Elektrolisa atau Metode lain
Aplikasi Analisa
Gravimetri, contohnya :
- Penentuan fraksi minyak bumi
- Penentuan
kadar air, dari berbagai produk seperti : tanaman pertanian, minyak
goring,dan gas alam
- Penentuan kadar unsur dalam suatu
campuran, misalnya :
- Penentuan kadar suatu
logam dalam alloy
- Penentuan kadar besi
dalam bijih
Tahap Analisa Gravimetri Secara Umum :
- Penyiapan Larutan
- Pengendapan
- Penyaringan
- Pencucian
- Pengeringan / Pemijaran
- Penimbangan
- Perhitungan
Sarat-syarat terjadi
endapan :
Syarat-syarat
endapan
|
Dicapai
dengan cara
|
|
a.
memilih
endapan dengan kelarutan sekecil mungkin
b.
menggeser kesetimbangan;
pereaksi berlebih
c.
mengurangi kelarutan :
-
temperature rendah
-
kepolaran larutan dikurangi
a.
sebelum pembuatan endapan;
penyingkiran bahan pengganggu
-
secara fisik (misalnya
diendapkan)
-
dikompleks
-
diubah
secara lain, misalnya oksidasi - reduksi
b.
pada pembuatan endapan;
diusahakan endapan kasar
c.
setelah terjadi endapan
-
digestion
-
menyaring – mencuci
-
pengkristalan – ulang
a.
memilih reaksi tunggal
b. kadang-kadang dengan mengatur lingkungan
reaksi
a. pada pembentukan endapan; mempersulit
pembentukannya (derajat leawat – jenuh rendah)
-
larutan dan perekasi encer
-
pereaksi tetes demi tetes
-
diaduk terus-menerus
-
secara kimia
· pH
·
homogenous precipitation
b.
Digestion
-
sifat
endapan yang bersangkutan : berat molekul besar
-
sifat endapan yang
bersangkutan
|
Syarat-syarat lain :
Disamping sifat-sifat yang telah disebutkan di atas, terdapat juga
sifat yang bersifat praktis. Sifat-sifat tersebut adalah : bentuk fisik endapan
(kasar), voluminous / bulky dan
endapan yang spesifik.
Proses analisa gravimetri:
- melarutkan analt
- mengatur
keadaan larutan misalnya pH, temperatur
- membentuk endapan
- menumbuhkan
kristal-kristal endapan (digestion / aging)
- menyaring dan mencuci endapan
- memanaskan atau memijarkan untuk
memperoleh endapan kering dan dengan susunan tertentu; juga untuk
menghilangkan kertas saring
- mendinginkan lalu menimbang
endapan
1. ENDAPAN YANG KASAR
Endapan yang butir-butirnya
tidak terlalu kecil, halus, melainkan besar.
Hal ini penting untuk
penyaringan dan pencucian endapan. Endapan yang disaring akan menutupi
pori-pori kertas saring; bila endapan halus, maka butir-butir endapan itu dapat
masuk ke dalam pori-pori lalu lolos, maka endapan tidak kuantitatif lagi karena
kurang; bila menyumbat pori, maka cairan sukar melewatinya sehingga cairan
tidak lekas habis; dengan kata lain penyaringan akan menjdi lama atau tak
mungkin lagi terjadi.
Bila endapan kasar, maka
penyumbatan atau lolos tidak mungkin, penyaringan lancar dan cepat selesai.
Disamping itu pencucian endapan lebih
mudah dan lebih cepat pula.
Untuk memperoleh endapan kasar, perlu dilakukan usaha baik sewaktu
endapan dibentuk maupun sesudahnya. Seperti halnya
mengusahakan kemurnian endapan. Usaha
tersebut diantaranya :
a.
Mengatur agar endapan tidak
terjadi terlalu capat atau terlalu mudah
b.
Digestion dan aging
2. ENDAPAN BULKY
Endapan dengan volume atau berat besar, tetapi berasal dari analat yang
hanya sedikit.
Contoh :
Analisa Mg. Mg dapat diendapkan sebagai MgNH4PO4,
yang kemudian dipijarkan dan ditimbang sebagai Mg2P2O7;
kemungkinan lain ialah, mengendapkan sebagai NaMg(UO2)3 (C2H3O2)9.6H2O
yang tidak dipijarkan, tetapi setelah kering ditimbang dalam bentuk asli
tersebut. Bila dibandingkan bentuk kedua endapan maka jelas bahwa yang kedua
akan lebih besar volumenya dan lebih berat daripada yang pertama, dihitung
persatuan berat Mg dalam analat. Dari 1 gram Mg terbentuk hampir 4,4 g Mg2P2O7
tetapi terjadi 61,6 g endapan yang kedua. Kalau selama pengendapan,
pencucian, pengeringan dan sebagainya ada endapan tercecer atau tertinggal
sehingga tidak ikut ditimbang, maka kesalahan yang timbul relatif lebih besar
untuk endapan MgNH4PO4
3. ENDAPAN SPESIFIK
Pereaksi yang digunakan dapat mengendapkan komponen yang dianalisa. Setelah
analat dilarutkan, pemisahan komponen-komponen yang mungkin akan ikut mengendap
bila dipakai pereaksi lain yang tidak spesifik. Karenanya, analisa lebih
singkat karena berkurang satu tahap.
Syarat-syarat terbentuknya endapan metode gravimetri :
- kelarutan kecil sekali
- kemurnian tinggi
- mempunyai susunan tetap dan
tertentu
- endapan itu bulky
- endapan itu spesifik
sifat a-d merupakan syarat mutlak sedang e-f untuk
mempermudah analisa. Tidak mudah untuk mendapatkan endapan yang memenuhi semua
syarat. Misalnya, zat yang sukar larut, justru karena itu membentuk endapan
halus, jadi kurang murni pula, contoh-contohnya ialah : Fe(OH)3,
Al(OH)3, BaSO4.
PENGOTORAN ENDAPAN
Macam kotoran dibedakan menjadi dua yaitu : pengendapan sesungguhnya
(true precipitation) dan terbawa endapan (coprecipitation).
1. Pengotoran karena pengendapan sesungguhnya (True Preciptation)
Pengotoran yang terjadi oleh zat yang
mengendap karena Ksp zat tersebut ikut terlampaui. Artinya terjadi reaksi
yang membentuk endapan zat pengotor itu disamping endapan yang dikehendaki.
Contoh :
Larutan yang berisi ion-ion Al3+ dianalisa untuk penentuan
jumlah Fe3+ dengan mengendapkan sebagian Fe(OH)3, karena
Al(OH)3 juga sukar larut, maka ion-ion OH- yang diberikan
untuk membentuk Fe(OH)3, juga mengendapkan Al(OH)3. maka
endapan yang kita inginkan, Fe(OH)3, terkotori oleh Al(OH)3.
a. pengendapan bersama (simultaneous
precipitation) kotoran mengendap bersamaan dengan
endapan analat.
Contoh :
Al(OH)3 sebagai pengotor Fe(OH)3.
Cara terbaik untuk mengatasi pengotoran semacam ini adalah mencegah
terbentuknya endapan dengan memisahkan atau mengkompleksnya. Bila hal ini tidak
mungkin, maka perlu pengendapan dengan pereaksi yang lebih selektif. Pencucian,
digestion dan pengendapan ulang (precipitation) jarang berhasil menyingkirkan
bahan-bahan pengotor sepeti ini.
b. pengendapan susulan (post
precipitation) kotoran mengendapa selang beberapa waktu
setelah endapan analat terbentuk, karena reaksinya lambat.
Contoh :
Campuran Ca2+ dan Mg2+. Untuk analiasa Ca2+
dengan mengendapkanya sebagai garam oksalat, CaC2O4.
karena MgC2O4 juga sukar larut, garam ini juga mengendap,
akan tetapi setelah berhari-hari. Bila endapan analat langsung disaring, maka pengotoran tidak terlalu banyak
dan karenanya pengendapan ulang sangat menguranginya.
2. Pengotoran karena terbawa (Coprecipitation)
Pengotor tidak mengendap, tatapi
terbawa oleh endapan analat.
Contoh :
Larutan Fe pada contoh di atas berisi selain Al3+
tatapi juga berisi Na+ dan Mg2+ dan pH diatur dengan
larutan penahan supaya tidak mungkin membentuk endapan Mg(OH)2, maka
dalam endapan Fe(OH)3 ternyata terdapat ion Mg2+.
Pengotoran ini tidak terjadi karena pengendapan, melainkan karena Mg2+
terbawa juga.
Awal mula terjadi pengotoran semacam ini adalah
adsorpsi suatu ion oleh endapan analat, kemudian ion lawannya ikut terbawa. Kotoran bentuk ini dibedakan sebagai berikut :
- Kotoran isomorf dan dapat campur dengan inang
(endapan analat)
terjadi bila bahan pengotor
dan endapan mempunyai kesamaan tipe rumus molekul maupun bentuk kristal.
Contoh :
BaSO4 dan PbSO4.
bila terjadi endapan BaSO4dalam larutan berisi Pb2+, maka
sekalipun Ksp PbSO4 bellum terlampaui, BaSO4 terkotori
PbSO4. karena kesamaan-kesamaan sifat tadi, Pb2+ dapat
ikut membentuk kristal bersama-sama dengan BaSO4, mengisi
tempat-tempat yang sebenarnya untuk Ba2+. Dengan kata lain, kristal-kristal
endapan menjadi kristal campuran (mixed
crystal).
Cara mengatasinya dengan :
menyingkirkanya sebelum endapan analat dibentuk, meskipun hal tersebut tidaklah
mudah.
- Kotoran larut dalam inang
zat yang terlarut dalam zat padat, lalu ikut terbawa sebagai
kotoran.
Contoh :
Ba(NO3) dan KNO3 yang larut dalam
BaSO4, pada kedua jenis pengotoran di atas kotoran tersebar
diseluruh kristal.
- Kotoran teradsorpsi pada permukaan endapan
adsorpsi terjadi karena gaya tarik menarik anatara ion yang
teradsorpsi dan ion-ion lawannya pada permukaan endapan. Gaya ini sangat kuat sehingga mudah terbawa
oleh endapan pada waktu penyaringan.
Banyaknya ion yang teradsorpsi tergantung dari luas
permukaan spesifik yang menyerapnya. Misalnya terjadi pada endapan-endapan
hidroksida yang berbentuk jonjot, endapan kristal yang kasar.
- Kotoran terokulasi oleh inang
(terkurung)
terjadi apabila kristal tumbuh
terlalu cepat dari butiran kecil menjadi besar. Ion-ion yang teradsorpsi tidak
sempat dilepaskan, tetapi sudah tertutup dan terkurung dalam kristal. Hasilnya
sulit dibedakan dari pada pada poin a, b, dan c. semua contoh :
Elektrolit. Kotoran ini tidak
tersebar di seluruh kristal. Kotoran teroklusi selain di dalam terjadi juga ai
antara kristal-kristal. Apabila sejumlah kristal melekat satu sama lain menjadi
satu gumpalan, dan kotoran-kotoran mengisi rongga di dalam gumpalan tersebut.
Selain ion-ion teradsorpsi, juga larutan indukkk dengan segala isinya ikut
terkurung dan mengotor, sekalipun bukan zat yang dapat diadsorpsi.
Digestion dan pengkristalan
ulang sangat efektif untuk mengurangi pengotoran semacam ini. Juga pencucian.
Usaha Mengurangi Pengotoran
a. Sebelum membentuk endapan menyingkirkan bahan-bahan yang akan
mengotori.
b. Selama membentuk endapan diusahakan agar derajat lewat jenuh
larutan menjadi sekecil mungkin.
c.
Setelah endapan terbentuk :
1. sebelum
disaring dengan digestion
2.
sesudah dusaring dengan mencuci
3.
pengendapan ulang
Usaha selama pembentukan
endapan
Secara teoritis :
Endapan terjadi bila larutan lewat jenuh yaitu bila larutan
mengandung zat melebihi konsentrasi larutan jenuh. Keadaan lewat jenuh tersebut
tidak stabiil atau metastabil, dan menjadi stabil bila kelebihan zat yang larut
diendapkan sampai konsentrasinya seperti larutan jenuh.
Tahap-tahap dalam pengendapan
Tahap 1
Nukleasi pembentukan inti) : ion-ion dari molekul
yang akan diendapkan mulai membentuk inti, inti ini sangat kecil.
Tahap 2
Pertumbuhan kristal : inti menarik molekul-molekul
lain sehingga dari kumpulan beberapa molekul tumbuh menjadi butiran lebih
besar, smpai ukuran koloid (0,001 – 0,1 m) sampai kristal kasar (> 10 m) pertumbuhan ini menurut Von Weimarn ,
tergantung dari kondisi pembentukan endapan.
Kondisi ini dipengaruhi oleh derajat
kelewatjenuhan (degree of supersaturation) relatif yang diberi symbol (a).
a = S – s
S
S = konsentrasi larutan lewat jenuh yang akan
membentuk endapan
s = konsentrasi larutan yang tepat jenuh
semakin besar S semakin besar pula a. Semakin besar a, semakin bessar pula kemungkinan terjadi
kristal-kristal halus (koloid). Sedangkan, semakin kecil a kemungkinan terbentuknya endapan
semakinbesar.
Usaha-usaha praktis :
Berdasarkan teori Von Weimarn, dapat dijelasakan alasan terjadinya
endapan, seperti berikut :
- Mempergunakan
larutan dan pereaksi encer. Kemungkinan larutan ini menjadi kristal besar
karena a kecil.
- Menambah
bahan pengendap tetes demi tetes. Bila bahan pengendap dicampurkan pada
analat sekaligus, maka terjadi larutan dengan nilai a besar. Tetapi dengan penambahan
tetes demi tetes, pada saat tercapai konsentrasi jenuh, tetes berikutnya
menjadikan lewat jenuh tetap a nya kecil sehingga terjadi sedikit
inti. Tetes berikutnya menaikan a tetap masih kecil. Maka semakin
banyak ion yang terpakai untuk pertumbuhan inti dari pada untuk nucleus
baru.
- Pengadukan
terus menerus. Hal ini untuk mencegah terjadinya a local yang terlalu besar. Tanpa
diaduk, saat tetes masuk nilai a di tempat tersebut besar, sehingga
terbentuk banyak inti. Sebaliknya apabila diaduk, tetes terus tersebar,
tidak ada bagian yang dapat membentuk a besar, maka dihasilkan kristal yang
lebih sedikit tetapi kasar.
- Larutan
maupun pereaksi dipakai pada temperatur tinggi. Bila konsentrasi jenuh, s
semakin tinggi, a
akan semakin kecil.
- Cara
kimia biasa. Pengaturan pH, missal : pada pengendapan Ca2+
sebagai Ca-oksalat. Maka NH4-oksalat dimasukkan ke dnalat yang
berisi Ca2+ tetapi juga ditambahkan HCl secukupnya.
- Homogeneous
precpitation : pembentukan endapan dengan menambahkan bahan pengendap
tidak dalam bentuk jadi, melainkan sebagai suatu senyawa yang dapat
menghasilkan pengendap. Contohnya : (C2H5)C2O4
sebagai pengendap Ca karena tidak mengendap menjadi C2O4=.
Usaha setelah
Pembentukan Endapan
- Digestion / aging membiarkan endapan terendam dalam
larutan induknya untuk waktu yang lama. Selama proses pengendapan
diperoleh kristal-kristal yang lebih kasar dan lebih murni. Digestion
hanya efektif untuk kotoran yang teradsorpsi dan terokulasi. Digestion
dapat dilakukan dengan atau tanpa pemanasan tetapi tidak boleh sampai
mendidih.
Cara-cara digestion diantaranya :
- Kristal
kecil lebur menjadi kristal lebih besar (Ostwald ripening). Bersama itu
kotoran yang terbawa dilepas kembali ke larutan induk.
- Kristal-kristal
menjadi lebih sempurna. Tegangan menyebabkan kristal mudah larut, maka
pada saat digestion terjadi pelarutan kembali bagian yang tidak sempurna.
Dalam proses itu, kotoran dilepas kembali ke
dalam alrutan.
- Banyak kotoran diadsorpsi pada
awal pengkristalan. Digestion memberikan kesempatan tercapainya
kesetimbangan antara kotoran teradsorpsi dan yang larut, kelebihan
kotoran yang teradsorpsi dilepaskan kembali ke larutan.
- Pencucian Endapan
Tujuan : menyingkirakan kotoran yang teradsorpsi pada
permukaan endapan maupun yang terbawa secara mekanis. Untuk kotoran macam lainnya
tidak terlalu efektif.
Cara-cara pencucian dapat dilakukan dengan cara :
- menyaring sampai larutan habis,
lalu endapan dimasukkan ke dalam penyaring, dialirkan air bebrapa kali
samapi dianggap endapannya sudah bersih.
- Menyaring dengan dekantasi yaitu
menyaring larutan sampai habis tetapi endapan tidak dipindahkan ke
saringan melainkan didiamkan dalam wadahnya semula, kemudian endapan
dialirkan cairan pencuci, didiamkan sampai endapan mengendap, lalu cairan
disaring dan endapan masih ditinggalkan di wadahnya.
Dalam pemilihan cairan pencuci harus diperhatikan
langkah sebagai berikut :
a. cara supaya
endapan semurni mungkin
- tidak
melarutkan endapan tidak terlalu banyak
- endapan koloid ditambahkan
elektrolit untuk mencegah presipitasi
Pencucian sudah selesai bila : lenyapnya ion pengotor
dalam cairan pencuci yang menetes pad saringan
- Pengendapan Ulang atau Pengkristalan
Ulang
Endapan yang akan dicuci, dilarutkan dalam pelarut
murni, lalu di endapkan lagi. Cara ini baik untuk mengurangi kotoran yang teradsorpsi
dan yang terokulasi juga kotoran berdasarkan pengendapan susulan, asal tidak
terlalu banyak.
Penyaringan
Tujuan :
Memisahkan endapan dari larutan induk dan cairan pencuci, endapan
dapat disentrifuse atau disaring.
Alat-alat saring :
1. Kertas saring dan asbes serta cawan gelas
Kelemahan-kelemahan kertas saring :
a. Tidak inert : dapat rusak oleh basa dan
asam pekat dan macam-macam oksidator yang dapat mengakibatkan bocor
b.
Kekauatan mekanisnya kurang,
dapat sobek
c. Dapat menadsorpsi bahan-bahan dari larutan
yang disaring
d. Untuk gravimetri perlu dibakar habis
karena tidak dapat dikeringkan sampai mencapai berat tetap.
Keuntungan pemakaian kertas saring : murah, mudah,
efisiensi penyaringan tinggi karena permukaannya luas
Ukuran kertas saring : pori-pori halus, pori-pori
medium dan kasar.
Pendinginan dan penimbangan
Endapan yang sudah dikeringkan
lalu dididnginkan sampai hampir mencapai neraca sebelum ditimbang.
Pendinginan harus dilakukan
dalam eksikator yang berisi bahan pengering.
Pendinginan di udara terbuka menyebabkan kertas
saring menyerap uap air dari udara dalam jumlah tidak tertentu tergantung dari
luas permukaan dan waktu.
Bahan-bahan pengering yang digunakan dalam esikator
Bahan
|
Kapasitas
|
Mencair
Ya / Tidak
|
Kondisi regenarasi
|
Reaksi dengan air
|
Mg air
yang tersisa/liter udara
|
Aluminium oksida (Al2O3)
Barium oksida (BaO)
Fosfor pentoksida (P2O5)
Kalium hidroksida
Batangan (KOH)
Kalsium klorida anhidrat (CaCl2)
Kalsium oksida (CaO)
Kalsium sulfat (CaSO4)
Magnesium
perklorida anhidrat (MgClO4)
Silica gel (SiO4)
|
Rendah
Sedang
Rendah
Sedang
Tinggi
Sedang
Sedang
Tinggi
Rendah
|
Tidak
Tidak
Ya
Ya
Ya
Tidak
Tidak
Ya
Tidak
|
1750C
Sulit
Sulit
Sulit
Sulit
5000C
2750C
2400C
Vakum
1200C
|
Netral
Basa
Asam
Basa
Netral
Basa
Netral
Netral
Netral
|
1 x 10-3
6,5 x 10-4
2,6 x 10-4
1,4 x 10-2
1,4
3 x 10-3
5 x 10-3
2 x 10-3
6 x 10-3
|
Perhitungan gravimetri
Perhitungan gravimetri menggunakan perhitungan stoikiometri
Contoh :
Bila NaCl menghasilkan a g AgCl, berapa banyak NaCl itu?
NaCl +
AgNO3 AgCl + NaNO3
1 mol NaCl 1 mol AgCl
58,5 gr/mol 142,5 gr/mol
a AgCl = a . 58,5/142,5 gr = a (BM NaCl / BM
AgCl) g
Beberapa factor gravimetrik
Bahan
yang ditimbang
|
Komponen
yang dicari
|
Faktor
|
Nilai
|
AgCl
|
Ag
|
Ag
AgCl
|
0,7526
|
|
|||
Cl
|
Cl
AgCl
|
0,2474
|
|
|
|||
BaSO4
|
Ba
|
Ba
BaSO4
|
0,5885
|
|
|||
SO4
|
SO4
BaSO4
|
0,4115
|
|
|
|||
Fe2O3
|
Fe
|
2Fe
Fe2O3
|
0,6994
|
|
|||
FeO
|
2FeO
Fe2O3
|
0,8998
|
|
|
|||
|
Fe3O4
|
2Fe3O4
3Fe2O3
|
0,9666
|
Mg2P2O7
|
MgO
|
2MgO
Mg2P2O7
|
0,3623
|
|
|||
P2O5
|
P2O5
Mg2P2O7
|
0,6377
|
|
|
|||
PbCrO4
|
Cr2O3
|
Cr2O3
2PbCrO4
|
0,2351
|
|
|||
K2PtCl6
|
K
|
2K
K2PtCl6
|
0,1608
|
|
BAHAN-BAHAN PENGENDAP
ORGANIK
Selain bahan-bahan anorganik, bahan organik pun dapat digunakan
untuk mengendapkan kation ataupun anion. Tidak semuanya cocok untuk analisa
gravimetri, tetapi cukup banyak yang dapat digunakan.
Bahan pengendap organik
diantaranya :
- Yang membentuk kelat netral besrsifat
relatif nonpolar, kelarutan dalam air kecil, tetapi besar dalam pelarut
organikseperti kloroform atau karbon tetraalkohol.kerapatan kelat kecil
dan warnanya kuat. Karena tidak basah oleh air, endapan mudah dikeringkan
pada suhu rendah tetapi pada saat di cuci endapan akan naik ke kertas
saring atau gelas sehingga mungkin akan kehilangan endapan.
- Yang membentuk garam
Beberapa bahan pengendap organik, diantaranya :
1. 8-Hidroksikuinolin (oksin atau 8-kuinolinol)
- -dua
lusin kation dapat diendapkan , sehingga kurang spesifik
- -kelarutan
endapan berbeda menurut kationnya dan pH
Reaksi pembentukan kelat :
Mg2+ + 2C9H7ON Mg(C9H6ON)2 + 2H+
Al3+ + 2C9H7ON Al(C9H6ON)3 +
3H+
2. a-Nitroso-b-naftol
- Pereaksi organik bersifat selektif
- Mengkelat Co(II) menjadi kelat
netral Co(III) dengan rumus CoA3
- Selain di endapkan Co juga
teroksidasi, sehingga untuk penimbangan endapan harus Dipijarkan
menjadi Co3O4.
3. Dimetil glikosim
- Pereaksi organik speisfik, dan
belum tetandingi
- Dalam
larutan asam mengendapkan Pd dan larutan basa mengendapkan Ni. Dalam
keadaan agak basa ion ferri dan kation lain mngendap bukan sebagai kelat
tetapi sebagai hidroksida, sehingga mengganggu.
- Pencegahan
pengendapan dengan penambahan tartrat sebagai maskkking agent.
4. Natrium tetrafenilbor
- Pereaksi
organik yang megendapkan dalam bentuk garam.
- Dalam
suasana asam mineral mengendapkan K+ dan NH4+
- Endapan
mudah dikeringkan sampai beratnya tetap pada suhu 105 dan 1200C
- Ion
penggangu biasanya ion Hg(II), Rb dan Cs
Keuntungan :
·
Kelat
tidak larut air sehingga pengendapan kation sangat kuantitatif
·
BM
nya besar sehingga kation yang sedikit sudah menghasikan endapan yang cukup
banyak.
·
Beberapa
pereaksi cukup spesifik dan pengaturan pH dan masking agentmenambah
kespesifikan
·
Endapan kasar dan bervolume
besar
Kelemahan :
·
Pereaksi organil tidak larut
air, sehingga dapat berubah menjadi kontaminan
·
Banyak
endapan yang sukar ditimbang karena susunannya kurang tentu. Hal ini terjadi menguappp atau teruarai pada suhu pengeringan
·
Tidak larut air, sehingga ada
kemungkinan merambat ke kertas saring atau gelas
RUANG LINGKUP ANALISA
GRAVIMETRI
- Analisa
ini Memerlukan banyak waktu
- Setiap
tahap pekerjaan, kemungkinan melakukan kesalahan
- Untuk
mengurangi kesalahan, pekerjaan dilakukan dengan cepat
- Jumlah
analat yang dapat dianalisa harus cukup besar. Bila sedikit, maka endapan
pun sedikit dan menyulitkan pekerjaan
- Kesalahan kecil, akan berakibat
besar
Keuntungan titrimetri :
- tekniknya
lebih sederhana (tidak melalui pengendapan, penyaringan, pengeringan,
pemijaran, dan penimbangan)
- keterampilan lebih mudah
- mudah mengatasi gangguan
- dengan
mengubah konsentrasi pereaksi, jumlah analat akan lebih kecil
PENILAIAN ANALISSA GRAVIMETRI
Waktu yang diperlukan untuk analisa
gravimetri :
Lebih cepat karena tidak
memerlukan kalibrasi atau standarisasi.
Kalibrasi : menera alat,untuk memastikan bahwa
penunjukan nilainya tepat
Standarisasi : pembakuan
Waktu dalam anlisa dibagi dua
yaitu Waktu total : waktu mulai awal pekerjaan sampai selesai dan Waktu kerja :
jumlah waktu yang benar-benar digunakan untuk melakukan pekerjaan
Dalam gravimetri waktu total > waktu kerja
Kepekaan analisa gravimetri
Kepekaan analisa akibat alat
tidak terlalu berpengaruh. Kepekaan anlisa gravimetric akibat pemisahan endapan
yang hanya sedikit dari larutan yang cukup besar volumenya
Kesalahan dapat terjadi akibat :
- Kelarutan
- Kopresipitasi
- Ketidakpastian susunan akhir
endapan yang ditimbang
- Ketepatan analisa gravimetric
untuk bahan tunggal dengan kadar lebih dari 1% jarang dapat tertandingi
oleh cara lain
Kekhususan cara gravimetri
Pereaksi gravimetri bersifat khas / spesifik dalam mengendapkan
iion.
SUMBER-SUMBER KESALAHAN
GRAVIMETRI
Kesalahan selama melaksanakan analisa gravimetri dapat terjadi
karena :
- Cara tidak sesuai (kadar terlalu
rendah)
- Penyiapan contoh tidak tepat,
tercemar, tidak mencerminkan keseluruh bahan, contoh berubah selama
penyimpanan
- Penimbangan, pengeringan bahan /
wadah belum cukup, cara menimbang salah
- Kurang
sempurna melarutkan komponen yang dicari
- Bahan
pengganggu tidak tersingkir seluruhnya, penyingkiran bahan pengganggu
menyebabkan komponen yang dicari ikut hilang
- Pengendapan,
penyaringan dan pencucian, pengendapan bahan belum smppurna, kontaminasi
karena endapan lain, kehilangan endapan sewaktu menyaring dan karena air
pencuci
- Pemijaran
dan pengeringan endapan belum tercapai bentuk penimbangan yang tepat,
kertas saring belum habis terbakar, peruaraian endapan karena pemijaran
/pemanasan berlebihan, kerusakan wadah pengeringan / pemijaran, reduksi
endapan oleh kertas saring, penyerapan H2O dari udara
ataubahan pengering yang sudah jenuh
- Perhitungan yang tidak tepat
PENGENDAPAN SEBAGAI UNSUR
Dalam Elektrogravimetri, kation direduksi menjadi
endapan logam. Pereduksi langsung ialah arus listrik atau electron, selain itu
ada juga pereduksi berupa zat-zat yang dapat mereduksi kation yang dapat
direduksi menjadi endapan logam tidak berdasar elektrolisa.
Pereduksi
|
Analisa
|
SO2
H2C2O4
HCOOH
NaNO2
SnCl2
|
Si, Au
Au
Pt
Au
Hg
|
Elektrogravimetri
Contoh :
Suatu larutan garam dimasukkan
dua keeping Pt lalu masing-masing dihubungkan dengan kutub-kutub dihubungkan
dengan suatu kutub galvanic(sel atau baterai) sehingga antara dua kutub
terdapat perbedaan potensial, maka kation akan tertarik ke kutub negatif
(katoda) sedang anion tertarik ke kutub positif (anoda). Kalau perbedaan potensial cukup besar maka kation
akan direduksi pada katoda, menjadi logam bebas.
Mn+ + n e M
Cu2+ + 2e Cu
Pada anoda terjadi
oksidasi air menjadi O2 dan H+ sebagai berikut :
H2O ½
O2 + 2H+ + 2e
Dari reaksi tersebut, Cu2+
direduksi oleh H2O dioksidasi oleh Cu2+ tetapi tidak
secara langsung. Tanpa sel galvani reaksi tidak akan berlangsung. Karena pada
sel galvani elektron yang diperlukan sebagai perantara reaksi tidak dapat
bergerak sendiri lewat kawat penghubung tersebut, karena reaksi diatas reaksi
tidak spontan.
Cu2+, 2,3 volt; Bi2+,
2,5 volt, Pb2+ 2,7 volt
Besarnya perbedaan
tegangan ini sesuai dengan kedudukan logam bersangkutan dalam deret volta,
makin ke depan dalam deret volta, makin besa tegangan yang diperlukan untuk
elektrolisa.
Besarnya tegangan ditentukan oleh :
- macam ion
- konsentrasi
- ketahanan
dalam larutan dan selluruh system elektrolisa
Faktor yang harus
diperhatikan saat penyiapan larutan.
1.
Volume larutan selama
pengendapan
2.
Konsentrasi zat selama
diperiksa
3.
Adanya zat lain
4.
Temperatur
5.
pH
Prinsip Pengendapan
- Endapan memiliki kelarutan
<<<, sehingga dapat dipisahkan secara filtrasi atau dekantasi)
- Ukuran partikel cukup besar
- Endapan dapat diubah menjadi zat
murni dengan komposisi kimia tertentu
Penyaringan
1
Tujuan : untuk memisahkan
endapan daari larutan induk dan larutan pencuci
- Alat : Kertas saring, asbes, cawan
gelas berpori.
- Penggunaan
alat penyaring harus sesuai dengan tujuan dan sifat endapan.
Kelemahan kertas saring
1.
Tidak inert
2.
Kekuatan mekanisnya rendah
3.
Dapat mengadsorpsi bahan yang
disaring
4.
Perlu dibakar sampai habis
Pencucian
- Tujuan : Menghilangkan kontaminasi
pada permukaan dengan cara menyingkirkan kotoran yang teradsorpsi pada
permukaan endapan maupun terbawa secara mekanis
- Cara mencuci : membilas pada
proses penyaringan dan membilas saat dekantasi.
- Perllu
diperhatikan sifat endapan dan sifat larutan pencuci.
- Larutan
pencuci, sebaiknya mengandung ion sejenis dengan endapan dan mudah menguap
- Pencucian
dianggap selesai jika ion pengotor sudah lenyap dari cairan pencuci yang
menetes dari saringan
- Mencuci
endapan berulang-ulang lebih efektif dibandingkan dengan sekali pencucian
dengan volume yang sama
- Larutan
pencuci selain larutan anorganik, juga ada pencuci organik
Pengelompokan Larutan Pencuci
- Larutan yang mencegah terbentuknya
kloid yang mengakibatkan endapan dapat lewat saring. Contoh : Penggunaan
ammonium nitrat untuk mencuci endapan ferihidroksida
- Larutan
yang mengurangi kelarutan endapan, misalnya alcohol
- Larutan yang dapat mencegah
hidrolisis garam dari asam lemah atau basa lemah
Pengertian, Pembakaran atau
Pemijaran Endapan
- Dalam prosedur gravimetric yang
melibatkan pengendapan, dari serangkaian proses akhirnya harus didapat
bentuk zat yang cocok untuk proses penimbangan
- Zat hasil yang ditimbang harus
murni, stabil, dan berkomposisi tertentu agar hasil analisis akurat.
- Proses pengeringan sampai pada
pembakaran bertujuan agar mendapatkan endapan dengan kemurnian yang lebih
baik.
- Proses pengeringan ada menggunakan
suhu lingkungan, dan ada yang suhu rendah (100-3000C), bahkan
sampai pada suhu tinggi (pembakaran)
Pembakaran
dilakukan untuk menghilangkan kandungan air akibat-akibat adsorpsi, okulasi,
dan hidrasi
- Suhu pembakaran disesuaikan dengan
sifat kimia zat
- Pengeringan,
pemanasan dan pembakaran harus ditentukan sampai dapat berat konstan
- Galat
selama proses pencucian, pengeringan sampai pembakaran adalah :
pengurangan berat endapan karena tertinggal selama proses, terjadi
dekomposisi zat karena pembakaran berlebihan, adsorpsi kembali air atau
karbon dioksida oleh endapan selama pendinginan.
Pendinginan dan Penimbangan
- Endapan yang sudah dikeringkan,
harus menjadi dingin(= suhu neraca) jika akan ditimbang.
- Perbedaan suhu yang besar akan
menyebabkan terjadinya kerusakan neraca, dan bisa menyebabkan penimbangan
menjadi tidak teliti.
- Pendinginan dilakukan dalam
eksikator yang berisi bahkan pengering yang masihh baik / aktif (contoh
bahan pengering : silica gel, alllluminium oksida, kalsium oksida dan
kalsium sulfat)
Perhitngan Gravimetri :
- Perhatikan
stoikiometri dan faktor gravimetrik.
- Contoh faktor gravimetrik :
1. Ag dalam AgCl = Ar dari Ag / Mr AgCl
2. MgO dalam MgO2O7
= 2 Mr MgO / Mr MgO2O7
3. Cr2O3 dalam
PbCrO4 = Mr Cr2O3
/ 2 Mr PbCrO4
Presipitan Organik
- Banyak
ion anorganik dapat diendapkan dengan presipitan organic tertentu.
- Secara
umum senyawa organic ini membentuk khelat dengan ion anoranik
Peran Analisis
Gravimetrik dalam Kimia Analatik Modern
- Terjadi
proses kuatitatif yang dilakukan dengan metode konvensional, dan hasilnya
lebih akurat. (Ukuran sample perlllu diperhitungkan)
- Instrumen masih memerlukan proses
kalibrasi, yang harus dilakukan dengan proses konvensional.
- Penyediaan bahan standar untuk
metode eksperimen, menggunakan proses gravimetric langsung dan relatif
sederhana.
Contoh Prosedur Gravimetri :
- Proses perak klorida berupa
gumpalan atau bongkahan karena koagulasi koloid. Endapan diasaring, dan
dicuci dengan air yang mengandung sedikit asam nitrat. Asam nitrat akan menguap selama
pengeringan. Perak klorida disaring dengan porselen dan dikeringkan pada
110 – 130 0C
- Prosedur
Barium Sulfat, berupa endapan kristal, sangat sedikit larut dalam air.
Disaring dengan kertas saring dan dicuci dengan air panas, kemudian kertas
saring dibakar sampai habis.
- Prosedur
Besi (III) Hidroksida untuk analisis batuan.
Contoh soal Analisa Gravimetri;
- Berapa berat ferrosoferat oksida (Fe3O4) yang akan
menghasilkan 0,5430gram ferioksida?
(0,5249 gram)
- 0,5gram
bijih besi yang mengandung Fe3O4 diubah menjadi
ferrioksida dengan berat 0,4110gram, Hitung persen Fe3O4
pada bijih! (79,465%)
3.
Suatu
sampel seberat 0,6238 gram yang
mengandung klorida, dilarutkan dan kloridanya diendapkan sebagai AgCl. Endapan
dicuci, dikeringkan dan ternyata beratnya 0,3571 gram.
Hitunglah prosentase klorida (Cl) dalam sample. (14,16%)
4. Pada sample bijih sebanyak
1,00 gram, berat garam campuran Sodium klorida dan potassium klorida adalah
0,2360 gram. Setelah
ditambahkan perak nitrat, menghasilkan 0,4901 gram endapan perak klorida. Hitung persen natrium oksida dan kalium
oksida pada bijih tersebut! (3,58% untuk Na2O dan 10,63% K2O)
- Dalam sample feldspar seberat 0,4150gram diperoleh
campuran natrium klorida dan kalium
klorida sebanyak 0,0715gram. Pada pemeriksaan kalium lebih lanjut
didapat kalium heksakloro platinat
(K2PtCl6) sebanyak 0,1548gram. Hitung
prosentase Na2O dan K2O dalam sample !!
(3,06%
untuk Na2O dan 7,22% untuk K2O).
6. Sampel alumunium seberat 1,000
gram, dilarutkan dan sulfatnya diendapkan sebagai BaSO4 (Mr=233,4), seberat
0,3486 gram. Asumsi semua sulfat dan alumunium dalam sampel berbentuk
K2Al2(SO4)3.24H2O (Mr=852). Hitung prosentase Al2O3 dalam sampel! (5,08%)
7. Sampel seberat 1 gram mengandung
75% kalium sulfat dan 25% logam sulfat yang lain. Jika kedua larutan logam
tersebut diendapkan jadi barium sulfat menjadi 1,5 gram. Tentukan Mr dari logam
tersebut!
2 komentar:
cara pengerjaan soal nomor 5 bagaimana ya?
cara pengerjaan soal nomor 5 bagaimana ya?
Posting Komentar