Mengenai Saya

Foto saya
tangerang, tangerang, Indonesia
ان اكون احسنهم خلقا ان اكون اوسعهم علم ان اكون اجملهم صورا ان اكون اكثرهم مالا
Diberdayakan oleh Blogger.
RSS
Tampilkan postingan dengan label analisa kualitatif dan kuantitatif. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label analisa kualitatif dan kuantitatif. Tampilkan semua postingan

KROMATOGRAFI DAN EKSTRAKSI PELARUT

Sabtu, Juni 02, 2012 | Label:


BAB 7
KROMATOGRAFI DAN EKSTRAKSI PELARUT

KROMATOGRAFI
Salah satu metoda pemisahan campuran senyawa-senyawa kimia adalah kromatografi; berasal dari bahasa latin     chroma = warna
                            graphien = menulis
Penemu        :   Mikhail Tsweet
             Pemisahan zat warna tanaman (klorofil)
Dengan cara :
Melewatkan larutan yang mengandung zat tanaman pada suatu kolom yang diisi dengan bubuk kalsium karbonat → terbentuk pita-pita warna pada kolom
Perkembangan teknik kromatografi paling pesat dibandingkan dengan pemisahan yang lain : (dekantasi, filtrasi, destilasi dan ekstraksi) dari mulai metode sederhana (kromatografi kertas) sampai metode instrumentasi (HPLC).
Karena perkembangan teknik kromatografi paling pesat, banyak system dan teknik penggunaan yang bervariasi, tetapi ada syarat/ hal yang selalu ada dalam semua teknik kromatografi; yaitu : adanya fasa diam (fasa stasioner) dan fasa gerak (fasa mobile).
Klasifikasi kromatografi didasarkan atas perbedaan fisik fasa diam dan fasa geraknya dan kontak kedua fasa tersebut dengan zat yang akan dipisahkan.
Fasa diam → biasanya berupa zat padat atau cairan yang terserap pada zat padat pendukung yang berbentuk butiran halus.
Fasa gerak → biasanya berupa gas atau cairan

Bebebrapa istilah dalam kromatografi
1.      Koefisien distribusi / koefisien partisis (Kd)
Kd   =    Konsentrasi zat terlarut pada pelarut A
              Konsentrasi zat terlarut pada pelarut B

CA                B   =   fasa gerak (M)
CB                    A   =   fasa diam (S)
Cs
Cm

Jika K besar : populasi sample dalam fasa diam lebih banyak disbanding dalam fasa gerak.
Zat / molekul dengan K besar, akan membutuhkan waktu yang lebih lama di dalam kolom.
2.      Waktu retensi
Waktu yang diperlukan suatu komponenen untuk bergerak sepanjang kolom.
3.      Laju perpindahan dengan koefisien partisi
Rf   =   Jarak yang ditempuh zat terlarut
            Jarak yang ditempuh pelarut

4.      Teori pelat → suatu kolom kromatografi terbagi atas pelat / segment dengan ketebalan tertentu

n   =   4tR2       →  16   tR    2
            W                  W
n     =   Jumlah pelat
tR    =   Waktu retensi
W   =   Lebar puncak elusi
           
Penggolongan (klasifikasi) proses kromatografi :
Fasa gerak
Fasa diam
Jenis kromatografi
Mekanisme
Cair (l)
Padat (S)
Cair (l)
Gas (g)
Gas (g)
Gas (g)
Padat (s)
Cair (L)
Cair (l)
Padat (s)
Cair (l)
Padat (s)
LSC
SLC
LLC
GSC
GLC
Permeation
exclusion
Adsorpsi
Penukar ion
Distribusi partisi
adsorpsi
Partisi
Penyaringan
penyaringan





Prinsip kerja kromatografi adsorpsi
  • Didasarkan pada retensi zat terlarut oleh adsorpsi permukaan
  • Berguna pada pemisahan senyawa-senyawa non polar dan konstituen yang sukar menguap
  • Pemisahan bergantung kesetimbangan yang terbentuk pada : permukaan butiran fasa diam dan fasa cair yang bergerak, serta kelarutan realtif zat terlarut pada fasa geraknya
  • Terjadi kompetisi antara molekul zat terlarut dan pealrut dengan permukaan adsorben.

Prinsip kerja kromatografi penukar ion
  • Terjadi pertukaran kation atau anion antara zat terlarut dalam fasa gerak dengan kation atau anion dalam fasa diam.
  • Biasa digunakan untuk penentuan konsentrasi asam, basa, garam total; pengeluaran ion-ion pengganggu.

Prinsip kerja kromatografi partisi
  • Contoh : - Kromatografi kertas
                           - Kromatografi lapis tipis
  • Pemisahan dipengaruhi oleh distribusi sampel dalam zat cair fasa gerak dan dalam zat cair fasa diam. (partisis zat terlarut dalam fasa diam dan fasa gerak)

Prinsip kerja kromatografi gas (GC)
Fasa gerak : gas
Zat terlarut : gas   *
Fasa diam : gas     *
*bisa dimodifikasi
  • Sampel diinjeksikan dalam injection part, senyawa-senyawa dalam sample akan menguap dan akan dibawa oleh gas pengemban menuju kolom.
PROSEDUR PEMISAHAN TEKNIK KROMATOGRAFI KOLOM
  1. elusi
  2. frontal
  3. pergeseran (displacement)

Elusi        →   Eluent dilewatkan melalui kolom yang dapat menyebabkan differential migration dengan laju aliran tertentu.
Frontal        →   Sampel dialirkan secara kontinyu melalui pengadsorpsi
                   Komponen yang sukar teradsorpsi akan keluar terlebih dulu
Pergeseran → pengaliran suatu reagen yang teradsorpsi lebih kuat


EKSTRAKSI PELARUT
Dasar pemikiran :
Partisi zat-zat terlarut antara dua cairan yang tidak bercampur
Pelarut air tidak bercampur dengan pelarut organik, tetapi ada beberapa zat terlarut yang dapat larut dalam pelarut air dan dalam pelarut organic.
Angka banding konsentrasi pada keadaan kesetimbangan pada T tertentu, merupakan suatu konstanta
[ A]1   =   Tetapan   ~   aA1   =   KDA
[A ]2                             aA2        

[A1 ]   =  konsentrasi terlarut A dalam larutan 1
[A2 ]   =  konsentrasi zat terlarut A dalam larutan 2
a   A1   =   aktivitas zat terlarut A dalam larutan 1
a   A2   =   aktivitas zat terlarut A dalam larutan 2
KDA     =   koefisien distribusi dari zat terlarut A

Contoh :
Asam benzoat dapat larut dalam air, dan dapat pula larut dalam benzene
Tiap spesies (1,2,3) mempunyai nilai KD, tergantung dari aktifitasnya.
Fokus diarahkan pada keberadaan asam benzoate secara kuantitatif, tidak difokuskan pada kenyataan terionisasi atau terjadi dimerisasi sehingga angka banding yang sering digunakan :
            D   =    Jumlah asam benzoate dalam fase benzene
                        Jumlah asam benzoate dalam fase air
            D   =   {HBz}org   +   2{9HBz)2}org
                        {HBz}aq   +   {Bz-}aq
(angka banding distribusi) dipengaruhi oleh  kondisi teretentu (pH,T….)


Contoh :
A. Ekstraksi suatu logam sebagai senyawa chelat. Reagen yang digunakan “oksina”
- Sifat molekul netral
- Tak larut dalam air
- Larut dalam kloroform atau CCl4
B. Ekstraksi suatu logam sebagai senyawa chelat. Reagen yang digunakan “ditizon”
- Ditizon dan sepit / kelat logamnya tidak larut dalam air
- Larut dalam kloroform / CCl4
- Berwarna hijau tua (tanpa logam)
Beberapa rumusan tentang tetapan kesetimbangan dan koefisien distribusi
H2O    +    Mn+aq   +     nHxorg                                  Mxn org      +    nH3O+aq

Kex     =    [Mxn org][ H3O+]naq
                  [Mn+]aq[Hx]norg

Kex     =    KDMxn KnaHx KfMxn
                           KnDHx

Kex     =   DM[ H3O+]naq
     [Hx]norg

DM         =   Kex[Hx]norg
     [ H3O+]naq

DM     =   Angka banding konsentrasi
f         =   Fraksi ion logam total dalam
(1-f)   =   Fraksi ion logam total dalam pelarut cair
Vorg    =   Volume fasa organic
Vaq     =   Volume fasa air

Maka  :
DM   =   [MXn] org
                   [Mn+]aq
         =   f / Vorg
              (1-f) / Vaq
         =       fVaq
             (1-f).Vorg

         =    f. Vaq                                                                ………… 100f   =               100PM
             Vorg - fVorg                                                                            DM   +  (Vaq / Vorg)
                                                                                                                                ↓
                                                                                                                prosentase yang terekstrak

Banyak kelemahan, ekstraksi tidak 100% sempurna


EKSTRAKSI BEGANDA

faq    =               Vaq              n                                            n kali ekstraksi
  Vaq  + KDA Vorg
                                                  Volume pelarut organik

                      Koefisien distribusi

         Volume pelarut aqua     
  

Fasa yang terkestraksi dalam fasa aqua         

DAFTAR PUSTAKA

Day, R.A. and Underwood, A.L. Quantitative Analysis, 6th ed. Prentice-Hall,Inc Engglewood Cliffs, N.J. U.S.A, 2005.

Fisher, Robert B., Quantitative Chemical Analysis, W.B. Sounders Co., Philadelphia, PA, U.S.A.

Khopkar, S.M. Konsep Dasar Kimia Analitik  edisi terjemah. UI Press 2003

Skoog,D.A. and West D.M., Fundamentals of Analitytical Chemistry, 4th eds., Holt Rinehart and Winston,Inc. New York N.Y. 1982.

Vogel A.1. Text Book of Macro and Semimikro Qualititive Inorganic Analysis, 4th ed. Longman London.

Vogel A.1. Text Book of Quantitative Inorganic Analysis, 4th ed. Longman London.





  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS
Read User's Comments(0)
Diposting oleh milan el ikhwan

KOMPLEKSOMETRI DAN KELATOMETRI

Sabtu, Juni 02, 2012 | Label:


BAB 6
KOMPLEKSOMETRI DAN KELATOMETRI

Pengertian :
Jenis titrasi dengan hasil terbentuknya senyawa kompleks antara titran dan titrat
Kompleks  :
·        Suatu satuan  baru yang terbentuk dari satuan-satuan yang berdiri sendiri, tetapi membentuk ikatan baru dalam senyawa kompleks.
Misal :
Kompleks Cu2+ terjadi dari satuan-satuan yang dapat berdiri sendiri yaitu Cu2+, H2O atau Cl-. Kompleks yang terjadi berisi dua komponen atau lebih.
CuSO4
CuSO4.5H2O berwarna biru
CuSO4 dalam NH4OH berwarna biru tua
CuSO4 dalam HCl berwarna hijau
Dalam senyawa kompleks terdiri dari :
·        Ion logam / ion sentral atau inti
·        Komponen lain yang berupa ion atau molekul negative yang disebut ligand.
Jumlah ligan dalam sebuah kompleks berbeda-beda, bisa dua atau bahkan 8. jumlah ikatan dengan ligand disebut bilangan koordinasi.
Ion logam univalent biasanya mempunyai bilangan koordinasi dua jenis.
Muatan sebuah kompleks dapat psitif, negative, atau bahkan nol.
Contoh :
[Pt(NH3)2Cl4)]                                     [Ag(CN)2]-
[Pt(NH3)2Cl5)]-                                    [Zn(NH3)4]2+
Ikatan kovalen koordinat
Ikatan natara inti dan ligand bersifat kovalen.
(sepasang electron dipakai bersama antara kedua atom yang berikatan)
Ikatan kovalen biasa; Kedua pihak masing-masing memebrikan 1e. dalam pembentukan senyawa kompleks; ion logam tidak memberikan e karena bersifat sebagai ion positif.

Ikatan kovalen yang terbentuk karena kedua e disediakan oleh ligand, sehingga disebut ikatan kovalen koordinat.
Jadi ligand haruslah suatu atom / gugus atom yang mempunyai kelebihan pasangan elektron.

Atom / gugus atom yang biasa menjadi ligand :
  1. Atom halogenida (F-, Cl-, Br-, I-)
OH- baik dari basa maupun persenyawaan organic, gugus karbonil (      C = O)

  1. Basa nitrogen (NH3, amina alifatik, pirimidin)
  2. Beberapa gugus atom yang berisi S, P dan As

Ligand Monodentat dan Ligand Polidentat

Ligand monodentat atau unidentat                bergigi Satu  seperti I-, NH3, dan CN-
Ligant polidentat atau monodentat                bergigi banyak, seperti   Etilendiamin
 dietilamin H2N-CH2-CH2-NH2 (donornya atom N)           
Bila ion Zn2+ membentuk kompleks dengan ligand-ligand tersebut, maka akan terbentuk ikatan bentuk cincin (ring) yang berisi enam, empat, atau lima.

Kekuatan suatu kompleks

·         Bila suatu kompleks dilarutkan akan terjadi pengionan, sehingga terbentuk kesetimbangan antara kompleks yang tersisa dan komponennya.

Misal : Ag(NH3)2+                   Ag+   +   2NH3
      
      Kinst   =   [Ag+][NH3]2                                           (a)
                      [Ag(NH3)2]+

·         Bila komponen-komponen suatu kompleks dicampurkan dalam larutan, akan terjadi ikat mengikat sampai tercapai kesetimbangan antara kompleks yang terbentuk, dengan komponen-komponen tersebut.
   Ag+   +   2NH3                                   Ag(NH3)2+

KSt    =   [Ag(NH3)2]+                                             (b)
                   [Ag+][NH3]2

Pers. a) disebutkan sebagai disosiasi
             Kinst disebut sebagai konstatnta ketidakstabilan (instability konstant)

Makin besar K inst makin kurang stabil kompleks makin lemah, makin mudah terpecah kembali menjadi komponen-komponennya.

Makin besar Kst  maka makin stabil kompleks tersebut

Contoh : Kst  =  [Hg(NH2)3]+
                          [Ag+][NH3]2  =  107,23
              Kinst =  10-7,23

Contoh beberapa reaksi pembentukan kompleks :

1. AgCl    +   2NH3                    Ag(NH3)+   +   Cl-   (larut)
2. AgI       +   2NH3                         Ag(NH3)+   +    I-     (tidak larut)
3, AgI       +   2CN-                         Ag(CN)2-    +   I-     (larut)

Larut tidaknya endapan, tergantung dari :
  1. Kestabilan endapan
  2. Konstanta kestabilan kompleks yang terjadi
Bila konstanta kesetimbangan sangat besar, endapan mudah larut, dan jika sebaliknya endapan tidak larut.
No.1)   Kc   =   [Ag(NH3)2+][Cl-]
                                [NH3]
                   =   KSt kompleks  x KSP  x  AgCl
                   =   107,23  x 10-10
                   =   10-2,73                                                   ini kecil, tapi jika NH4OH berlebih, maka  
                                                                        kesetimbangan geser ke kanan, sehingga
                                                                        AgCl menjadi larut
No.2)   Kc  =   10-16  x   107,23
                   =   10-8,77                                      tidak larut AgI                        kelarutannya
                                                                                                             dalam air
                                                                                                             sangat kecil
No.3)  Kc   =   10-16   x   1019,9
                   =   103,9                                         besar                jadi larut

Titrasi dengan senyawa pengkompleks, beberapa Contoh
  1. Titrasi yodida dengan ion merkuri
Hg2+   +   4I-                   HgI42-

  1. Titrasi Liebig
Ag+   +   2CN-                Ag(CN)2-

  1. Titrasi dengan polidentat, khususnya EDTA akan dibahas lebih rinci.
Indikator yang biasa digunakan : indicator I-, AgI dan Mureksida dan EBT

Titrasi dengan EDTA

(Etylendiaminetetraacetic acid)
Asam berbasa empat, sering ditulis H4Y, merupakan asam lemah, EDTA mengalami pengionan bertahap :
           
H4Y                 H+   +   H3Y-                           K1   =   1,02 x 10-2
H3Y-                H+   +   H2Y2-                                   K2   =   2,14 x 10-3
H2Y2-               H+   +   HY3-                                    K3   =   6,92 x 10-7
HY3-                H+   +   Y4-                                        K4   =   5,5 x 10-11
Kelebihan EDTA sebagai pereduksi titrimetrik :
  1. Dengan ion logam selalu membentuk kompleks 1:1  (1 ion logam dengan satu molekul EDTA)
  2. Kestabilan kelat tinggi, kecuali dengan logam alkali
  3. Bereaksi dengan cepat dengan sebagian besar ion logam



Reaksi pembentukan kelat secara umum:

            Mn+   +     Y4-                      MYn-4
           
KMY   =    [MYn-4]
                            [Mn+][Y4-]
Disederhanakan :
            KMY   =   [MY]
                            [M][Y]
Bagaimana jika M adalah Ag+, Ca2+, Al3+ dan Th4+
EDTA terdapat sebagai Na2H2Y.2H2O dan H4Y
Dalam pelarut, terdapat lima spesies :
H4Y                    HY3-                            H2Y2-                        HY3-                       Y4-              

Cara-cara titrasi EDTA
  1. Cara titrasi langsung
Khusus untuk kation yang dapat bereaksi cepat.
-          sering ditambahkan sitrat dan tartrat untuk mencegah pengendapan
-          sering ditambahkan buffer NH3-NH4Cl pH 9-10 untuk membentuk kompleks NH3
  1. Cara  titrasi kembali
Untuk kation yang bereaksi lambat dengan EDTA atau bila tidak ada indicator yang sesuai
Caranya : analat + larutan EDTA berlebih. Kelebihan EDTA dititrasi dengan larutan baku kation dan indicator yang cocok.
  1. Cara tidak langsung
Contoh : penentuan sulfat dengan larutan baku Ba berlebih, kelebihannya dititrasi dengan EDTA
  1. Cara Penggeseran (Diplacement Titration)
Cara ini baik untuk kation yang membentuk kelat-EDTA lebih kuat dari Mg-EDTA / Zn-EDTA.
Analat + Mg-EDTA                Mg2+ dititrasi dengan EDTA. Jika tidak ada indicator untuk kation tersebut.

  1. Cara titrasi alkalimetri
Ditambahkan larutan Na2H2Y berlebih pada analat yang bereaksi netral. Ion H+ yang dibebaskan dititrasi dengan larutan baku basa.

Larutan baku EDTA

Asam bebas H4Y ataupun Na2H2Y.2H2O, dapat diperoleh dengan mudah :
H4Y sebagai bbp dikeringkan beberapa jam pada suhu 130-1450C                lalu dilarutkan dalam basa sesedikit mungkin sampai larut sempurna.
 Na2H2Y.2H2O mengandung 0,3% kelembaban extra, tanpa pengeringan sudah bisa digunakan, tapi jika perlu, bisa dikeringkan pada suhu 800. jika terlalu panas akan terbentuk Na2H2Y, yang sangat higroskopis, ini tidak diharapkan.

Standarisasi Larutan EDTA

EDTA distandarisasi dengan CaCO3 mutu bbp, terutama jika untuk penentuan kadar Ca. CaCO3 sukar larut dalam air, jadi perlu ditambah sedikit HCl, kemudian tambahkan buffer. Kemudian dititrasi dengan EDTA.
Air untuk melarutkan EDTA harus bebas ion, untuk menghindari kation yang dapat memblock indikator.
Larutan EDTA sebaiknya disampan dalam botol poli-etileln tidak dalam gelas, karena akan terjadi pelarutan ion-ion dari gelas sehingga [EDTA] menjadi turun (>1% dalam 1 bulan).

Perhitungan untuk Kurva Titrasi Kompleks (sp EDTA)
·         EDTA (H4Y) dalam larutannya akan terion :
            H4Y                    HY3-                            H2Y2-                        HY3-                       Y4-              

Kelima spesies ini akan ada bersama-sama.
Misal : dibuat larutan N2H2Y 1 M, maka :
[H2Y2-] < 1 M , tepatnya sangat dipengaruhi oleh pH.
Jika pH<<< kesetimbangan geser ke kiri, jadi jumlah terbesar {H4Y] dan jika pH>>> sebaliknya.





·         Berapapun pH larutan EDTA dan spesies manapun yang dominan, jumlah total kelima spesies akan sama dengan jumlah mol yang dilarutkan.
Mn+   +   H2Y2-                                                MYn-4   2H+
M      +   H2Y2-                                   MY   +   2H+
Sangat dipengaruhi pH, jadi harus menggunakakan buffer.

·         Tetapan Kesetimbangan :
K   =   [MY][H+]2                                            [H2Y]   =   CT
            [M][H2Y]                                                a4    =    [ Y-4]
K   =   [MY] [H+]2                                                                                     CT 
            [M] CT                                                                 1   =    a4
      =   [MY] [H+]2 . a4                                                CT       [ Y-4]
            [M][ Y-4]
      =    [MY] . a4[H+]2
            [M] [ Y-4]

  K     =   KMY . a4[H+]2
[H+]2                            [H+]2
          =   K’MY

·         Indikator pada kelatometri tidak berubah warna karena perubahan pH bukan karena daya oksidasi, tapi karena perubahan pM.
pM  =  - log M                               M = konsentrsi kation
·         catatan :
  K       =   K’MY
[H+]2   
K’MY   =   KMY . a4



Contoh :
50 mL Ca2+ 0,01 M dititrasi dengan EDTA 0,01 M pada pH 10. K’CaY  =  1,75 x 1010
Tentukan titik potong pada kurva titrasi pada saat sebelum titik ekivalen saat titik ekivalen dan setelah titik ekivalen!
Reaksi             :           Ca2+   +   H2Y                 CaY   +   2H+
a. 10 mL EDTA
[Ca2+]   =   (0,5 – 0,1) mmol
                   (50 + 10) mL
             =   0,4 mmol
                  60 mL
             =   6,67 x 10-3

pCa      =    - log 6,67 x 10-3
            =    2,18

b. Pada saat titik ekivalen
[Ca2+]   =   [H2Y]         

K’         =   [CaY]
                  [Ca2+][H2Y]  
    
             =   [CaY]
                  [Ca2+]2
           
 =   [CaY]
                      K’
           
  =  0,5 / 100
                  1,75 x 1010
 

[Ca2+]   =  √ 2,86 x 10-13
              = 5,3452 x 10 -7
pCa      = 6,27   

c. Sesudah titik ekivalen
misal  + 60 EDTA
K’         =   [CaY]
                  [Ca2+][H2Y]  
[Ca2+]   =   [CaY]
                  K’ [H2Y]  
             =               0,5 /110
                   (1,75 / 1010‑)(0,1 / 110)
             =   2,86 x 10-10
             =   9,54





Latihan:
  1. 30 mL larutan Fe2+ 0,01 M dititrasi dengan EDTA 0,01 M pada pH 10
K Fe2+ = 2,1 x 1014   a  =  0,35
Tentukan titik-titik potong pada kurva saat :
  1. Sebelum titik ekivalen
  2. Saat titik ekivalen
  3. Setelah titik ekivalen                                       K’  =  K x a

  1. 50 mL larutan Mg2+ 0,01 M dititrasi dengan EDTA 0,01 M pada pH 10
K Mg2+  =  4,9 x 108    a  =  0,35
Buatlah kurva titrasinya ! 

Soal tambahan:
50 mL Ca2+ 0,01 M dititrasi dengan EDTA 0,01 M pada pH 12. KCaY  =  5,0 x 1010
 a  =  0,98 Tentukan titik pada saat sebelum titik ekivalen saat titik ekivalen dan setelah titik ekivalen!
Reaksi             :           Ca2+   +   H2Y                 CaY   +   2H+
            

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS
Read User's Comments(3)
Diposting oleh milan el ikhwan
Langganan: Postingan (Atom)