ANALISIS KUANTITATIF KLASIKAnalisis data merupakan salah satu
proses penelitian yang dilakukan setelahsemua data yang diperlukan
guna memecahkan permasalahan yang diteliti sudahdiperoleh secara
lengkap. Ketajaman dan ketepatan dalam penggunaan alat
analisissangat menentukan keakuratan pengambilan kesimpulan, karena
itu kegiatan analisisdata merupakan kegiatan yang tidak dapat
diabaikan begitu saja dalam prosespenelitian. Kesalahan dalam
menentukan alat analisis dapat berakibat fatal terhadapkesimpulan
yang dihasilkan dan hal ini akan berdampak lebih buruk lagi
terhadappenggunaan dan penerapan hasil penelitian tersebut. Dengan
demikian, pengetahuandan pemahaman tentang berbagai teknik analisis
mutlak diperlukan bagi seorangpeneliti agar hasil penelitiannya
mampu memberikan kontribusi yang berarti bagipemecahan masalah
sekaligus hasil tersebut dapat dipertanggungjawabkan
secarailmiah.Secara garis besarnya, teknik analisis data terbagi ke
dalam dua bagian, yaknianalisis kuantitatif dan kualitatif. Yang
membedakan kedua teknik tersebut hanyaterletak pada jenis datanya.
Untuk data yang bersifat kualitatif (tidak dapat diangkakan)maka
analisis yang digunakan adalah analisis kualitatif, sedangkan
terhadap data yangdapat dikuantifikasikan dapat dianalisis secara
kuantitatif, bahkan dapat pula dianalisissecara kualitatif.Analisis
kuantitatif merupakan pengolahan data dengan menggunakan kaidah
matematik/statistik terhadap data berupa angka atau numerik. Angka
atau numerik dapat berupa hasil pengukuran langsung (yang
menggambarkan representasi) dari suatu kuantitas atau hasil
konversi dari kualitas (yang dikuantifikasi).Aspek kuantitif
analisis dan sistem konsentrasi dalam teknik pembuatan larutan,
metoda analisis dan aplikasinya, meliputi:I. Analisis gravimetriII.
Analisis volumetri: 1) Titrasi asam-basa 2) Titrasi asam basa bebas
air3) Titrasi redoks4) Titrasi pembentukan kompleks5) Titrasi
pengendapan
Pada aplikasi perhitungannya, analisis kuantitatif didalamnya
terdapat perhitungan- perhitungan dasar dasar seperti perhitungan
sistem konsentrasi, diantaranya : fraksi massa, fraksi mol,
molaritas, molalitas, dan normalitas.
A. Sistem Konsentrasi1. Fraksi MassaFraksi Massa mrupakan salah
satu cara yang digunakan untuk menjabarkan komposisi sebuah
campuran dalam satuan tanpa dimensi, dengan rumus umum :
Sebagai contoh : NaCl Na= 23 Cl= 35,5
2. Fraksi MolFraksi mol disebut juga dengan fraksi jumlah, yang
didefinisikan sebagaijumlah molekul suatu konsistuen dibagi dengan
jumlah total semua molekul . Konsep ini merupakan salah satu cara
menunjukkan komposisi campuran dengan satuan tak berdimensi. Fraksi
mol kadang-kadang dilambangkan dengan huruf Yunani (chi).Contoh :
Berapa bobot Na dalam 10 gram NaCl ?Na= 23, mol= gr/Ar = 10/23 =
0,43
3. Molaritassalah satu ukuran konsentrasi larutan. Molaritas
suatu larutan menyatakan jumlah mol suatu zat per liter larutan.
Misalnya 1.0 liter larutan mengandung 0.5 mol senyawa X, maka
larutan ini disebut larutan 0.5 molar (0.5 M). Umumnya konsentrasi
larutan berair encer dinyatakan dalam satuan molar. Keuntungan
menggunakan satuan molar adalah kemudahan perhitungan dalam
stoikiometri, karena konsentrasi dinyatakan dalam jumlah mol
(sebanding dengan jumlah partikel yang sebenarnya). Kerugian dari
penggunaan satuan ini adalah ketidaktepatan dalam pengukuran volum.
Selain itu, volum suatu cairan berubah sesuai temperatur, sehingga
molaritas larutan dapat berubah tanpa menambahkan atau mengurangi
zat apapun. Selain itu, pada larutan yang tidak begitu encer,
volume molar dari zat itu sendiri merupakan fungsi dari
konsentrasi, sehingga hubungan molaritas-konsentrasi tidaklah
linear, dengan rumus umum :g M = BM x Vol (liter)Contoh : 10 g NaOH
dilarutkan dalam air hingga volume menjadi 500 mlHitung konsentrasi
molar (molaritas) larutan ini!BM NaOH = 40 g/mol 10 g NaOH = 10
g/(40g/mol) = 0,25 mol NaOHmolaritas larutan: 0,25 mol NaOH 1000 ml
x = 0,5 mol/liter = 0,5 M 500 ml liter
4. MolalitasMolalitas adalah satuan konsentrasi yang menyatakan
jumlah mol zat yang terdapat didalam 1000 gram pelarut. Molalitas
diberi lambang dengan huruf m. Sebagai contoh didalam botol di
laboratorium tertera label bertuliskan 0.5 m CuSO4, hal ini berarti
didalam larutan terdapat 0.5 mol CuSO4 dalam 1000 gram pelarut.
Penggunaan satuan konsentrasi molalitas, ketika kita mempelajari
sifat- sifat zat yang ditentukan oleh jumlah partikel misalnya
kenaikan titik didih atau penurunan titik beku larutan.
5. NormalitasNormalitas yang bernotasi (N) merupakan satuan
konsentrasi yang sudah memperhitungkan kation atau anion yang
dikandung sebuah larutan. Normalitas didefinisikan banyaknya zat
dalam gram ekivalen dalam satu liter larutan. Secara sederhana gram
ekivalen adalah jumlah gram zat untuk mendapat satu muatan. Dengan
rumus umum :
g N = BE x vol (liter)Contoh : 10 g H2SO4 dilarutkan dalam air
hingga volume menjadi 500 ml Hitung konsentrasi normal (Normalitas)
larutan ini!H2SO4 2H+ + SO4= 1 mol H2SO4 (( 2 mol H+ , H2SO4
disebut bermartabat 2, n=2 BE H2SO4 = 98/2 = 49 g/ekiv atau grek
atau ekivalen 10 g H2SO4 = 10 g x ( 1 grek/49 g) = 0,204 grek
Konsentrasi H2SO4 : 0,204 grek 1000 ml x = 0,408 grek/liter =
0,408 ekiv/l 500 ml liter = 0,408 N
B. Metoda analisisI. Analisis gravimetriMerupakan analisis kimia
yang didasarkan pada penimbangan atau analisis dimana sampel
dilarutkan ke dalam akuades. Kemudian analit diubah menjadi bentuk
endapan yang dapat dipisahkan dan ditimbang. Endapan terbentuk
terutama untuk analit-analit yang dalam bentuk garamnya adalah
garam sukar larut. Dengan demikian sebagian besar garam analit
tersebut akan mengendap. Namun demikian ada sejumlah sedikit analit
yang tidak terendapkan dan masih dalam bentuk ionnya yang terlarut
dalam larutan akuades.Bamyaknya ion yang terlarut dalam larutan
tergantung dari besarnya konstanta hasil kali kelarutan (Ksp).Dalam
menimbang suatu zat kimia harus dengan timbangan atau neraca dengan
ketelitian 0,1mg 0,0001 g.
Syarat dalam menimbang , diantaranya :a. Neraca ditempatkan pada
alas/meja yang kokoh, tidak bergoyangb. Neraca dalam keadaan
mendatar (water pas atau mata kucing ditengah)c. Dalam kondisi
kosong, harus menunjukkan 0,0000 gramd. Tidak boleh menimbang bahan
kimia secara langsung diatas pinggane. Bahan kimia harus diletakkan
pada alas timbang ( Botol timbang, kaca arloji, cawan petri, atau
kertas saring)f. Tidak boleh menimbang bahan kimia dalam keadaan
panasg. Tidak boleh ada zat kimia yang berceceranh. Sewaktu
menimbang, pintu neraca harus ditutupi. Setelah selesai menimbang,
neraca di nol kanj. Sebelum meninggalkan neraca, neraca harus
dibersihkan
Langkah dari analisis gravimetri, diantaranya :a. Samplingb.
Penimbangan sampelc. Pengeringand. Penimbangane. Pelarutan f.
Pengaturan kondisi larutang. Pengendapan ( penambahan reagen
pengendap)h. Pencernaan (digestion)i. Penyaringan endapanj.
Pencucian endapank. Pemanasan endapanl. Pemijaranm. Penimbangann.
Perhitungan akhirContoh soal :Suatu sampel mengandugn senyawa besi
karbonat (FeCO3) dan senyawa inert dilarutkan ke dalam akuades.
Larutan kemudian dioksidasi dengan pereaksi sehingga besi
terendapkan. Endapan kemudian disaring dan dibakar sehingga
didapatkan senyawa besi (III) oksida (Fe2O3) sebanyak 1,0 g.
Berapakah kandungan besi karbonat dalam sampel?Jawab :Massa besi
karbonat dalam sampel adalah,Massa FeCO3 = massa Fe2O3 x 2 x Ar Fe
x Mr FeCO3 Mr Fe2O3 1 x Ar Fe = 1,0 g Fe2O3 x 2 x 56 g Fe x 116 g
FeCO3 160 g Fe2O3 1 x 56 g Fe = 1,45 g FeCO3Jadi kadungan besi
karbonat dalam sampel awal adalah 1,45 g.II. Analisis
volumetriAnalisa volumetri merupakan bagian dari kimia analisa
kuantitatif, di mana penentuan zat dilakukan dengan jalan
pengukuran volume larutan atau berat zat yang diketahui
konsentrasinya, yang dibutuhkan untuk bereaksi secara kuantitatif
dengan larutan zat yang dibutuhkan tadi.Dalam volumetri, penentuan
dilakukan dengan jalan titrasi yaitu, suatu proses di mana larutan
baku (dalam bentuk larutan yang telah diketahui konsentrasinya)
ditambahkan sedikit demi sedikit dari sebuah buret pada larutan
yang ditentukan atau yang dititrasi sampai keduanya bereaksi sampai
sempurna dan mencapai jumlah equivalen larutan baku sama dengan nol
equivalen larutan yang dititrasi dan titik titrasi ini dinamakan
titik equivalen atau titik akhir titrasi.Untuk mengetahui
kesempurnaan berlangsungnya reaksi antara larutan baku dan larutan
yang dititrasi digunakan suatu zat kimia yang dikenal sebagai
indikator, yang dapat membantu dalam menentukan kapan penambahan
titran harus dihentikan. Bila reaksi antara larutan yang dititrasi
dengan larutan baku telah berlangsung sempurna, maka indikator
harus memberikan perubahan visual yang jelas pada larutan (misalnya
dengan adanya perubahan warna atau pembentukan endapan). Titik pada
saat indikator memberikan perubahan disebut titik akhir titrasi dan
pada saat itu titrasi harus dihentikan.Dalam volumetri dikenal 2
macam larutan baku, yaitu baku primer dan baku sekunder.A.Baku
PrimerYaitu larutan dimana kadarnya dapat diketahui secara
langsung, karena diperoleh dari hasil penimbangan. Pada umumnya
kadarnya dapat dinyatakan dalam N (mol.Equivalen/L) atau M (mol/L).
Contoh larutan baku primer adalah : NaCl, asam oksalat, Natrium
Oksalat.B.Baku SekunderYaitu larutan dimana konsentrasinya
ditentukan dengan jalan pembekuan, dengan larutan baku primer atau
dengan metode gravimetri yang tepat. Contoh : NaOH (dibakukan
dengan primer asam oksalat).Syarat-syarat suatu bahan baku adalah
:1. Susunan kimianya diketahui dengan pasti2. Harus murni dan mudah
dimurnikan3. Dapat dikeringkan dan tidak bersifat higroskopis4.
Stabil, baik dalam keadaan murni, maupun dalam larutannya5. Dapat
larut dalam pelarut yang cocok dan dapat bereaksi secara
sthokiometri dengan larutan yang akan dibakukan atau dengan zat
yang akan ditentukan kadarnya6. Bobot equivalennya besar, agar
pengaruh kesalahan penimbangan dapat diperkecil
Bentuk-bentuk dari analisa volumetri :1) Titrasi asam-basa Salah
satu aplikasi stoikiometri larutan adalah titrasi. Titrasi
merupakan suatu metode yang bertujuan untuk menentukan banyaknya
suatu larutan dengan konsentrasi yang telah diketahui agar tepat
habis bereaksi dengan sejumlah larutan yang dianalisis atau ingin
diketahui kadarnya atau konsentrasinya. Suatu zat yang akan
ditentukan konsentrasinya disebut sebagai titran dan biasanya
diletakkan di dalam labu Erlenmeyer, sedangkan zat yang telah
diketahui konsentrasinya disebut sebagai titer atau titrat dan
biasanya diletakkan di dalam buret. Baik titer maupun titran
biasanya berupa larutan.Titrasi biasanya dibedakan berdasarkan
jenis reaksi yang terlibat di dalam proses titrasi, sebagai contoh
bila melibatkan reaksi asam basa maka disebut sebagai titrasi asam
basa atau aside alkalimetri, titrasi redox untuk titrasi yang
melibatkan reaksi reduksi oksidasi, titrasi kompleksometri untuk
titrasi yang melibatkan pembentukan reaksi kompleks dan lain
sebagainya.PRINSIP TITRASI ASAM BASATitrasi asam basa melibatkan
asam maupun basa sebagai titer ataupun titrant. Kadar larutan asam
ditentukan dengan menggunakan larutan basa atau sebaliknya. Titrant
ditambahkan titer tetes demi tetes sampai mencapai keadaan
ekuivalen ( artinya secara stoikiometri titrant dan titer tepat
habis bereaksi) yang biasanya ditandai dengan berubahnya warna
indikator. Keadaan ini disebut sebagai titik ekuivalen, yaitu titik
dimana konsentrasi asam sama dengan konsentrasi basa atau titik
dimana jumlah basa yang ditambahkan sama dengan jumlah asam yang
dinetralkan : [H+] = [OH-]. Sedangkan keadaan dimana titrasi
dihentikan dengan cara melihat perubahan warna indikator disebut
sebagai titik akhir titrasi. Titik akhir titrasi ini mendekati
titik ekuivalen, tapi biasanya titik akhir titrasi melewati titik
ekuivalen. Oleh karena itu, titik akhir titrasi sering disebut juga
sebagai titik ekuivalen.Pada saat titik ekuivalen ini maka proses
titrasi dihentikan, kemudian catat volume titer yang diperlukan
untuk mencapai keadaan tersebut. Dengan menggunakan data volume
titran, volume dan konsentrasi titer maka bisa dihitung konsentrasi
titran tersebut.NAMApH RANGEWARNATIPE(SIFAT)
Biru timol1,2-2,8merah kuningasam
Kuning metil2,9-4,0merah kuning basa
Jingga metil3,1 4,4merah jingga basa
Hijau bromkresol3,8-5,4kuning biruasam
Merah metil4,2-6,3merah kuning basa
Ungu bromkresol5,2-6,8kuning unguasam
Biru bromtimol6,2-7,6kuning biruasam
Merah fenol6,8-8,4kuning merahasam
Ungu kresol7,9-9,2kuning unguasam
Fenolftalein8,3-10,0t.b. merahasam
Timolftalein9,3-10,5t.b. biruasam
Kuning alizarin10,0-12,0kuning ungu basa
RUMUS UMUM TITRASIPada saat titik ekuivalen maka mol-ekuivalen
asam akan sama dengan mol-ekuivalen basa, maka hal ini dapat
ditulis sebagai berikut:mol-ekuivalen asam = mol-ekuivalen
basaMol-ekuivalen diperoleh dari hasil perkalian antara normalitas
(N) dengan volume, maka rumus diatas dapat ditulis sebagai
berikut:N asam x V asam = N asam x V basaNormalitas diperoleh dari
hasil perkalian antara molaritas (M) dengan jumlah ion H+ pada asam
atau jumlah ion OH- pada basa, sehingga rumus diatas menjadi:(n x M
asam) x V asam = (n x M basa) x V basaKeterangan :N = NormalitasV =
VolumeM = Molaritasn = Jumlah ion H +(pada asam) atau OH- (pada
basa)INDIKATOR ASAM BASATABEL DAFTAR INDIKATOR ASAM BASAIndikator
yang sering digunakan dalam titrasi asam basa yaitu indikator
fenolftalein. Tabel berikut ini merupakan karakteristik dari
indikator fenolftalein.pH< 008.28.212.0>12.0
KondisiSangat asamAsam atau mendekati netralBasaSangat basa
WarnaJinggaTidak berwarnapink keunguanTidak berwarna
2) Titrasi asam basa bebas airTitrasi titrimetri dalam
lingkungan bebas air, pelarut mengambil bagian yang amat penting
untuk reaksi stoikiometri, dimana pelarut tersebut dapat mengambil
bagian dalam reaksi. Ada tiga teori yang menerangkan reaksi
netralisasi dalam suatu pelarut yaitu teori ikatan hidrogen, teori
Lewis dan teori Bronsted. Titrasi bebas air adalah suatu titrasi
yang tidak menggunakan air sebagai pelarut. Tetapi digunakan
pelarut organik seperti alkohol, eter atau pelarut-pelarut organik
lain karena senyawa tersebut tidak dapat larut dalam air, disamping
itu kurang reaktif dalam air seperti misalnya garam-garam amina,
dimana garam-garam ini dirombak lebih dahulu menjadi basa yang
bebas larut dalam air, sari dengan pelarut organik lain dan
direaksikan dengan asam baku berlebih, yang kemudian pelarutnya
diuapkan dan barulah kelebihan asam ditentukan kembali dengan basa
baku sedangkan senyawa-senyawa organik yang mengandung nitrogen
ditentukan dengan metode Kjeldahl, dimana senyawa-senyawa yang
berupa garam natrium diasamkan dahulu, kemudian senyawa yang tidak
larut dalam air disari dengan pelarut lain (organik), pelarut
diuapkan dan sisa dikeringkan dan ditimbang. Pada pelarut asam
lemah dan basa lemah dalam lingkungan bebas air harus diperhatikan
pengaruh pelarut bukan air terhadap tetapan ionisasi, tetapan
dissosiasi, tetapan asam asam dan basa senyawa yang hendak
dititrasi. Yang tidak kalah penting adalah pengaruh konstante
dialetrik pada reaksi protolisis pada pelarut bukan air. Jenis dan
pengaruh pelarut dalam titrasi ini harus mendapat perhatian. Pada
dasarnya pelarut dibedakan menjadi dua jenis pelarut yaitu
:1.Pelarut aprotikPelarut aprotik adalah pelarut yang tidak dapat
memberikan proton, yaitu pelarut yang tidak terdisosiasi menjadi
proton dan anion pelarut. Sebagai contoh adalah pelarut benzen.
Penggunaan pelarut aprotik dalam titrasi bebas air adalah karena
pelarut ini tidak dapat menyetingkatkan pada keasaman/kebasaan asam
dan basa yang bereaksi sesamanya. Selain itu garam yang terjadi
pada titrasi tidak akan diuraikan secara protolitik oleh pelarut.
Kerugiannya adalah sifatnya yang sedikit polar atau nonpolar yang
mempunyai daya larut yang amat kecil, selain itu hantaran suatu
larutan akan sangat dikurangi.2.Pelarut protikPelarut protik adalah
pelarut yang menunjukkan disosiasi sendiri menjadi proton dan anion
pelarut. Secara praktis pelarut yang seperti ini selalu dapat
memberi dan menerima proton. Pelarut yang seperti ini dinamakan
pelarut amfiprotik atau pelarut amfolit. Pada penggunaan pelarut
aprotik keadaan ideal ini hampir tercapai. Jika dilakukan dengan
pelarut amfiprotik maka pelarut akan bertindak sebagai peserta pada
proses netralisasi dan tetapan inisiasi, disosiasi keasaman dan
kebasaan tentu akan dipengaruhiPengaruh pelarut aprotik terhadap
titrasi bebas air adalah senyawa HCl yang dilarutkan akan tidak
bereaksi dengan pelarut, karena itu kekuatan asamnya tidak
berkurang. Sebagai ukuran untuk kekuasaan asam adalah afinitas
proton. Makin kuat proton terikat makin sedikit proton yang
diberikan dan asamnya akan semakin meningkat/kuat. Begitupun dengan
basa.
3) Titrasi redoksTitrasi Reduksi oksidasi (redoks) adalah suatu
penetapan kadar reduktor atau oksidator berdasarkan atas reaksi
oksidasi dan reduksi dimana redoktur akan teroksidasi dan oksidator
akan tereduksi.Teori oksidasi reduksiSecara umum oksidasi diartikan
sebagai reaksi pengikatan oksigen dan reduksi sebagai pelepasan
oksigen. Berdasarkan konsep elektron dari suatu zat, istilah redok
digunakan untuk reaksi-reaksi dimana terjadi pelepasan dan
pengikatan elektron. Pelepasan elektron disebut oksidasi sedangkan
pengikatan elektron disebut reduksi.Oksidasi : Fe2+ Fe3+ + eReduksi
: Ce4+ + E Ce3+Redoks : Fe2+ Ce4+ Fe3+ + Ce3+Pada reaksi redoks
jumlah elektron yang dilepaskan oleh reduktor selalu sama dengan
jumlah elektron yang diikat oleh oksidator. Hal ini analog dengan
reaksi asam basa, dimana proton yang dilepaskan oleh asam dan
proton yang diikat oleh basa juga selalu sama. Oleh karena elektron
tidak tampak pada keeluruhan reaksi maka penlisan reaksi lebih
mudah bila dipisahkan menjadi dua bagian yaitu bagian oksidasi dan
bagian rduksi, masing-masing dikenal sebagai setengah reaksi (lihat
contoh reaksi di atas).Oleh karena reaksi berlangsung dalam larutan
air maka untuk menyempurnakan koeffien reaksi air (H+ atau OH-)
bila perlu dapat diikutsertakan dalam reaksi. Misalnya dalam
oksidasi senyawa besi (II) dengan kalium permanganat, reaksi dapat
ditulis sebagai berikut :Oksidasi : Fe2+ Fe3+ + e 5xReduksi : MnO4-
+ 8 H+ + 5 e- Mn2+ + H2O Redoks : 5 Fe2+ MnO4 8 H + 5 Fe3+ + Mn2+ +
4 H2OAgar dapat digunakan sebagai dasar titrasi, maka reaksi redoks
harusmemenuhi persyaratan umum sebagai berikut :1. Reaksi harus
cepat dan sempurna.2. Reaksi berlangsung secara stiokiometrik,
yaitu terdapat kesetaraan yang pasti antara oksidator dan
reduktor.3. Titik akhir harus dapat dideteksi, misalnya dengan
bantuan indikator redoks atau secara potentiometrik.Oleh karena itu
banyak unsur-unsur mempunyai lebih dari satu tingkat oksidasi, maka
dikenal beberapa macam titrasi redoks yaitu :1. Titrasi
permanganometri.2. Titrasi Iodo-Iodimetri3. Titrasi Bromometri dan
Bromatometri4. Titrasi serimetriPereaksi RedoksSuatu sampel
biasanya mengandung campuran spesi kimia dalam bentuk teroksidasi
dan tereduksi.Untuk keperluan penetapan seluruh spesi harus dibuat
dalam kondisi tereduksi atau seluruhnya dibuat dalam kondisi
teroksidasi.Untuk mengubah seluruh spesi kimia menjadi dalam bentuk
teroksidasi seluruhnya diperlukan pereaksi oksidasi (Oksidator),
sedangkan untuk mengubah seluruh spesi kimia menjadi dalam bentuk
tereduksi seluruhnya diperlukan pereaksi reduksi (Reduktor).Bobot
ekivalenBobot ekivalen suatu zat pada titrasi redoks adalah bayakna
mol zat itu yang ekivalen dengan mol 0,1 mol Cl/Br/I atau 1 mol
elektron. Contoh :1. As2O3 + 2 O As2O5BE As2O3 = mol2. Ca(Ocl)2 + 4
HCl CaCl2 + 2 H2O+ 2 Cl2BE Ca(Ocl)2 = mol3. H2O2 + 2 HI 2 H2O+ I2BE
H2O2 = mol4. 2 KmnO4 + 3H2SO4 K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O+ 5 OBE KMnO4 =
1/5 molAtau :MnO4- + e- Mn2+MnO4- + 8H+ + 5 e- Mn2+ + H2OBE KMnO4 =
1/5 molUntuk melengkapkan koefisien pada reaksi oksidasi atau
reduksi dapat dilakukan prosedur sebagai berikut :1. Tulis reaktan
dan produk.2. Samakan jenis unsur. Untuk O dipakai H2O Untuk H
dipakai H+ (pada media asam) atau OH (pada media basa).1. Samakan
jumlah unsur.2. Samakan muatan dengan penambahan elektron pada
bagian reaktan atau produk.Contoh : reaksi reduksi dari KmnO41.
MnO4- Mn2+2. MnO4- + H+ Mn2+ + 2 H2O3. MnO4- + 8 H+ Mn2+ + 4 H2O4.
MnO4- + 8 H+ + 5 e- Mn2+ + 4 H2OBilangan oksidasiUntuk menentukan
bobot ekivalen pada titrasi redoks dapat juga dilakukan tanpa
melengkapkan koefisien reaksi, yaitu dengan menggunakan bilangan
oksidasi(tingkat oksidasi). Perubahan bilangan oksidasi menunjukkan
jumlah elektron yang diikat atau dilepaskan pada reaksi
redoks.Untuk menetapka bilangan oksidasi digunakan ketentuan
berikut :1. Bilangan oksidasi dari ion sederhana (monnoatomik) sama
dengan muatannya.2. Jumlah bilangan oksidasi dari molekul adalah
nol.3. Jumlah bilangan oksidasi dari atom-atom yang menyusun ion
sama dengan muatan dari ion tersebut.4. Bilangan oksidasi dari H =
+1 (kecuali pada gas Hidrogen dan hidrida, masing-masing adalah -1,
0 dan +2).5. Bilangan oksidasi dari H = +1 (kecuali pada gas
Hidrogen dan hidrida, masing-masing adalah 0 dan -1).6. Bilangan
oksidasi dari logam, yaitu sama dengan valensinya dan diberi tanda
positif.Contoh :1. MnO4- + 5 e- Mn2+Pada MnO4- bilangan oksidasi
dari O = 4 x -2 = -8 (muatan -1)Jadi bilangan oksidasi dari Mn =
+7Jadi dari Mn7+ menjadi Mn2+ diperlukan 5 e.BE MnO4-1. MnO4-
MnO2Pada MnO2 bilangan oksidasi O = -4, sehingga bilangan oksidasi
dari Mn = +4. jadi dari Mn7+ menjadi Mn+4 diperlukan 3 e.BE MnO4- =
1/3 molIndikator redoksDisamping secara potensiometrik (dengan
mengukur loncatan potensial larutan), titik akhir dari titrasi
redoks dapat juga ditetapkan secara visual apabila sistem redoks
itu sendiri memperlihatkan peruabahan warna pada titik akhir
titrasi (misalnya KmnO4), atau dengan menambahkan indikator redoks.
Indikator adalah senyawa organik yang bila dioksidasi dengan atau
direduksi akan mengalami perubahan warna. Perbedaan warna dari
bentuk tereduksi dengan bentuk teroksidasi harus tajam, sehingga
penggunaannya dapat sesedikit mungkin untuk mengurangi kesalahan
titrasi.Inok + n e InredWarna indikator oksidasi tidak sama dengan
warna indikator reduksi. Daerah perubahan warna dari suatu
indikator redoks dua warna berada pada daerah potensial tertentu.
Hal ini analog dengan indikator asam basa dimana perubahan warna
juga terjadi pada trayek pH tertentu. Untuk indikator satu warna,
warna titik akhir (intensitas warna) ditentukan oleh konsentrasi
indikator itu. Tentu saja indikator yang dipilih harus mempunyai
daerah transisi perubahan warna pada titik ekivalen, atau disekitar
titik ekivalen. Indikator harus mempunyai potensial standard (E0)
harga E0 dari oksidator dan reduktor. Misalnya pada penetapan
senyawa besi (II) secara serimetri, indikator yang baik adalah
ferroin (0-fenanthrolin besi (II) sulfat.4) Titrasi pembentukan
kompleksReaksi pembentukan senyawa kompleks atau senyawa koordinasi
yang dipakai sebagai dasar penentuan titimetri adalah senyawa
kompleks yang terbentuk dari kation logam dengan anion/molekul
netral.
Dimana :M+n= kation logamL= anion atau molekul netral (memiliki
pasangan elektron bebas)ML= senyawa kompleks
Contoh senyawa kompleks dengan bilangan koordinasi 4
Cu 2+ + 4NH3 [Cu(NH3)4]2+
+2CuNH3NH3
NH3
H3NCu 2+ + 2en [Cu(en)2]2++2CH2CH2
Titrasi kompleksometri yaitu titrasi berdasarkan pembentukan
persenyawaan kompleks (ion kompleks atau garam yang sukar mengion),
Kompleksometri merupakan jenis titrasi dimana titran dan titrat
saling mengkompleks, membentuk hasil berupa kompleks. Reaksireaksi
pembentukan kompleks atau yang menyangkut kompleks banyak sekali
dan penerapannya juga banyak, tidak hanya dalam titrasi. Karena itu
perlu pengertian yang cukup luas tentang kompleks, sekalipun disini
pertama-tama akan diterapkan pada titrasi. Contoh reaksi titrasi
kompleksometri :Ag+ + 2 CN- Ag(CN)2Hg2+ + 2Cl- HgCl2
Salah satu tipe reaksi kimia yang berlaku sebagai dasar
penentuan titrimetrik melibatkan pembentukan (formasi) kompleks
atau ion kompleks yang larut namun sedikit terdisosiasi. Kompleks
yang dimaksud di sini adalah kompleks yang dibentuk melalui reaksi
ion logam, sebuah kation, dengan sebuah anion atau molekul
netral.Titrasi kompleksometri juga dikenal sebagai reaksi yang
meliputi reaksi pembentukan ion-ion kompleks ataupun pembentukan
molekul netral yang terdisosiasi dalam larutan. Persyaratan
mendasar terbentuknya kompleks demikian adalah tingkat kelarutan
tinggi. Selain titrasi komplek biasa seperti di atas, dikenal pula
kompleksometri yang dikenal sebagai titrasi kelatometri, seperti
yang menyangkut penggunaan EDTA. Gugus-yang terikat pada ion pusat,
disebut ligan, dan dalam larutan air, reaksi dapat dinyatakan oleh
persamaan :M(H2O)n + L = M(H2O)(n-1) L + H2O
Asam etilen diamin tetra asetat atau yang lebih dikenal dengan
EDTA, merupakan salah satu jenis asam amina polikarboksilat. EDTA
sebenarnya adalah ligan seksidentat yang dapat berkoordinasi dengan
suatu ion logam lewat kedua nitrogen dan keempat gugus
karboksil-nya atau disebut ligan multidentat yang mengandung lebih
dari dua atom koordinasi per molekul, misalnya asam
1,2-diaminoetanatetraasetat (asametilenadiamina tetraasetat, EDTA)
yang mempunyai dua atom nitrogen penyumbang dan empat atom oksigen
penyumbang dalam molekul.Suatu EDTA dapat membentuk senyawa
kompleks yang mantap dengan sejumlah besar ion logam sehingga EDTA
merupakan ligan yang tidak selektif. Dalam larutan yang agak asam,
dapat terjadi protonasi parsial EDTA tanpa pematahan sempurna
kompleks logam, yang menghasilkan spesies seperti CuHY-. Ternyata
bila beberapa ion logam yang ada dalam larutan tersebut maka
titrasi dengan EDTA akan menunjukkan jumlah semua ion logam yang
ada dalam larutan tersebut.Selektivitas kompleks dapat diatur
dengan pengendalian pH, misal Mg, Ca, Cr, dan Ba dapat dititrasi
pada pH = 11 EDTA. Sebagian besar titrasi kompleksometri
mempergunakan indikator yang juga bertindak sebagai pengompleks dan
tentu saja kompleks logamnya mempunyai warna yang berbeda dengan
pengompleksnya sendiri. Indikator demikian disebut indikator
metalokromat. Indikator jenis ini contohnya adalah Eriochrome black
T; pyrocatechol violet; xylenol orange; calmagit;
1-(2-piridil-azonaftol), PAN, zincon, asam salisilat, metafalein
dan calcein blue.Satu-satunya ligan yang lazim dipakai pada masa
lalu dalam pemeriksaan kimia adala ion sianida, CN-, karena
sifatnya yang dapat membentuk kompleks yang mantap dengan ion perak
dan ion nikel. Dengan ion perak, ion sianida membentuk senyawa
kompleks perak-sianida, sedagkan dengan ion nilkel membentuk
nikel-sianida. Kendala yang membatasi pemakaian-pemakaian ion
sianoida dalam titrimetri adalah bahwa ion ini membentuk kompleks
secara bertahap dengan ion logam lantaran ion ini merupakan ligan
bergigi satu.Titrasi dapat ditentukan dengan adanya penambahan
indikator yang berguna sebagai tanda tercapai titik akhir titrasi.
Ada lima syarat suatu indikator ion logam dapat digunakan pada
pendeteksian visual dari titik-titik akhir yaitu reaksi warna harus
sedemikian sehingga sebelum titik akhir, bila hampir semua ion
logam telah berkompleks dengan EDTA, larutan akan berwarna kuat.
Kedua, reaksi warna itu haruslah spesifik (khusus), atau sedikitnya
selektif. Ketiga, kompleks-indikator logam itu harus memiliki
kestabilan yang cukup, kalau tidak, karena disosiasi, tak akan
diperoleh perubahan warna yang tajam. Namun, kompleks-indikator
logam itu harus kurang stabil dibanding kompleks logam-EDTA untuk
menjamin agar pada titik akhir, EDTA memindahkan ion-ion logam dari
kompleks-indikator logam ke kompleks logam-EDTA harus tajam dan
cepat. Kelima, kontras warna antara indikator bebas dan
kompleks-indikator logam harus sedemikian sehingga mudah diamati.
Indikator harus sangat peka terhadap ion logam (yaitu, terhadap pM)
sehingga perubahan warna terjadi sedikit mungkin dengan titik
ekuivalen. Terakhir, penentuan Ca dan Mg dapat dilakukan dengan
titrasi EDTA, pH untuk titrasi adalah 10 dengan indikator
eriochrome black T. Pada pH tinggi, 12, Mg(OH)2 akan mengendap,
sehingga EDTA dapat dikonsumsi hanya oleh Ca2+ dengan indikator
murexide.Kesulitan yang timbul dari kompleks yang lebih rendah
dapat dihindari dengan penggunaan bahan pengkelat sebagai titran.
Bahan pengkelat yang mengandung baik oksigen maupun nitrogen secara
umum efektif dalam membentuk kompleks-kompleks yang stabil dengan
berbagai macam logam. Keunggulan EDTA adalah mudah larut dalam air,
dapat diperoleh dalam keadaan murni, sehingga EDTA banyak dipakai
dalam melakukan percobaan kompleksometri. Namun, karena adanya
sejumlah tidak tertentu air, sebaiknya EDTA distandarisasikan
dahulu misalnya dengan menggunakan larutan kadmium.
Indikator Titrasi Kompleks Indikator titrasi kompleks disebut
indikator metalokromik yaitu suatu senyawa organik yang dapat
membentuk kompleks dengan kation logam.Syarat-syarat yang harus
dipenuhi oleh indikator adalah :1. Membentuk kompleks berwarna
dengan ion logam atau melepas ion logam menjelang titik akhit
titrasi, larutan harus berwarna kuat.2. Reaksi harus spesifik dan
selektif3. Kompleks logam-indikator harus cukup stabil, akan tetapi
stabilitas kompleks ini harus lebih rendah dari stabilitas kompleks
analit-titran, sehingga memungkinkan mengusir ion logam dari
kompleks indikator-logam pada titik akhir titrasi.4. Perbedaan
warna antara kompleks indikator-logam dengan warna indikator bebas
harus jelas dan kontras.5. Kesemua syarat-syarat di atasharus dapat
dipenuhi pada pH titrasi yang dilakukan.
5) Titrasi pengendapan
Argentometri merupakan titrasi pengendapan sample yang
dianalisis dengan menggunakan ion perak. Biasanya, ion-ion yang
ditentukan dalam titrasi ini adalah ion halida (Cl-, Br-, I-)
.Hasil kali konsentrasi ion-ion yang terkandung suatu larutan jenuh
dari garam yang sukar larut pada suhu tertentu adalah konstan.
Misalnya suatu garam yang sukar larut AmBn dalam larutan akan
terdisosiasi menjadi m kation dan n anion.AmBn Ma++ Nb-Hasil kali
kelarutan = (CA+)M (CB-)N titrasi argentometri adalah titrasi
dengan menggunakan perak nitrat sebagai titran dimana akan
terbentuk garam perak yang sukar larut. Jika larutan perak nitrat
ditambahkan pada larutan kalium sianida maka mula-mula akan
terbentuk endapan putih yang pada pengadukan akan larut membentuk
larutan kompleks yang stabil.Titik akhir ditandai dengan
terbentuknya endapan putih yang permanent.salah satu kesulitan
dalam menentukan titik akhir ini terletak pada fakta dimana perak
sianida yang diendapkan oleh adanya kelebihan ion perak yang agak
lebih awal dari titik ekuivalen, sangat lambat larut kembali dan
titrasi ini makan waktu yang lama.Larutan jenuh dapat dicapai
dengan penambahan zat ke dalam pelarut secara terus menerus hingga
zat tidak melarut lagi dengan cara menaikkan lagi konsentrasi
ion-ion tertentu hingga terbentuk endapan.Faktor yang mempengaruhi
kelarutan yaitu suhu, sifat pelarut, ion sejenis, aktivitas ion,
pH, hidrolisis, hidroksida logam, dan pembentukan senyawa
kompleks.Pada kebanyakan garam anorganik, kelarutan meningkat jika
suhu naik. Sebaiknya proses pengendapan, penyaringan dan pencucian
endapan dilakukan dalam keadaan larutan panas kecuali untuk endapan
yang dalam larutan panas memiliki kelarutan kecil cukup disaring
setelah terlebih dahulu didinginkan di lemari es. Kebanyakan garam
anorganik larut dalam air dan tidak arut dalam pelarut organik.Air
memiliki momen dipol yang besar dan tertarik oleh kation dan anion
membentuk ion hidrat.Teknik penambahan ion sejenis dilakukan oleh
analis untuk tujuan :1) Menyempurnakan pengendapan2) Pencucian
endapan dengan larutan yang mengandung ion sejenis dengan
endapanUntuk larutan yang mengandung Ag, jika ditambahkan NaCI maka
mula-mula terbentuk suspensi yang kemudian terkoagulasi
(membeku).Laju terjadinya koagulasi menyatakan mendekamya titik
ekivalen.Penambahan NaCI ditersukan sampai titik akhir
tercapai.Perubahan ini dilihat dengan tidak terbentuknya endapan
AgCI pada cairan supernatan.Akan tetapi sedikit NaCI harus
ditambahkan untuk menyempurnakan titik akhir.Penentuan Ag sebagai
AgCI dapat dilakukan dengan pengukuran turbidimetri yaitu dengan
pembauran sinar.Jika AgNO3 ditambahkan ke NaCI yang mengandung zat
berpendar fluor, titik akhir ditentukan dengan berubahnya warna
dari kuning menjadi merah jingga.Jika didiamkan, tampak endapan
berwarna, sedangkan larutan tidak berwarna disebabkan adanya
adsorpsi indikator pada endapan AgCI.Warna zat yang terbentuk dapat
berubah akibat adsorpsi pada penukaan.Semua indikator adsorpsi
bersifat ionik.Selain indikator adsorpsi tersebut terdapat pula
indikator-indikator adsorpsi yang digunakan dalam titrasi
pengendapan, yaitu turunan krisodin.Indikator tersebut merupakan
indikator asam basa dan indikator reduksi oksidasi dan memberikan
perubahan warna yang reversibel dengan brom.Indikator ini berwarna
merah pada suasana asam clan kuning pada suasana basa.Indikator ini
juga digunakan untuk titrasi ion I" dengan ion Ag+.Kongo merah
adalah indikator asam basa lainnya.Selain kelemahan, indikator
adsorpsi mempunyai beberapa keunggulan.Indikator ini memberikan
kesalahan yang kecil pada penentuan titik akhir titrasi.Perubahan
warna yang disebabkan adsorpsi indikator biasanya tajam.Adsorpsi
pada permukaan berjalan baik jika endapan mempunyai luas permukaan
yang besar.Warna adsorpsi tidak begitu jelas jika endapan
terkoagulasi.Kita tidak dapat menggunakan indikator tersebut karena
koagulasi.Koloid pelindung dapat mengurangi masalah
tersebut.Indikator-indikator tersebut bekerja pada batasan
daerah-daerah pH tertentu juga pada konsentrasi tertentu saja,
yaitu pada keadaan yang sesuai dengan peristiwa adsorpsi dan
desorpsi saja.Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kelarutan: a.
Kelarutan bertambah dengan naiknya temperatur. Kadangkala endapan
yang baik terbentuk pada larutan panas, tetapi jangan dilakukan
penyaringan terhadap larutan panas karena pengendapan dipengaruhi
oleh faktor temperatur.Garam-garam anorganik lebih larut dalam
air.Berkurangnya kelarutan di dalam pelarut organik dapat digunakan
sebagai dasar pemisahan dua zat.Kelarutan endapan dalam air
berkurang jika lanitan tersebut mengandung satu dari ion-ion
penyusun endapan, sebab pembatasan Ks.p (konstanta hasil kali
kelarutan).Baik kation atau anion yang ditambahkan, mengurangi
konsentrasi ion penyusun endapan sehingga endapan garam
bertambah.Pada analisis kuantitatif, ion sejenis ini digunakan
untuk mencuci larutan selama penyaringan.b. Beberapa endapan
bertambah kelarutannya bila dalam lanitan terdapat garam-garam yang
berbeda dengan endapan. Hal ini disebut sebagai efek garam netral
atau efek aktivitas.Semakin kecil koefesien aktivitas dari dua buah
ion, semakin besar hasil kali konsentrasi molar ion-ion yang
dihasilkan.Kelarutan garam dari asam lemah tergantung pada pH
larutan. Jika garam dari asam lemah dilarutkan dalam air, akan
menghasilkan perubahan (H). Kation dari spesies garam mengalami
hidrolisis sehingga menambah kelarutannya c. Kelarutan garam yang
sedikit larut merupakan fungsi konsentrasi zat lain yang membentuk
kompleks dengan kation garam tersebut. Beberapa endapan membentuk
kompleks yang larut dengan ion pengendap itu sendiri.Mula-mula
kelarutan berkurang (disebabkan ion sejenis) sampai melalui
minuman. Kemudian bertambah akibat adanya reaksi kompleksasiAda
beberapa metode dalam titrasi argentometri yang dibedakan
berdasarkan indikator yang digunakan pada penentuan titik akhir
titrasi, antara lain:a. Metode MohrMetode Mohr biasanya digunakan
untuk menitrasi ion halida seperti NaCl, dengan AgNO3 sebagai
titran dan K2CrO4 sebagai indikator.Titik akhir titrasi ditandai
dengan adanya perubahan warna suspensi dari kuning menjadi kuning
coklat. Perubahan warna tersebut terjadi karena timbulnya Ag2CrO4,
saat hampir mencapai titik ekivalen, semua ion Cl- hamper berikatan
menjadi AgCl. Larutan standar yang digunakan dalam metode ini,
yaitu AgNO3, memiliki normalitas 0,1 N atau 0,05 N.Indikator
menyebabkan terjadinya reaksi pada titik akhir dengan titran,
sehingga terbentuk endapan yang berwarna merah-bata, yang
menunjukkan titik akhir karena warnanya berbeda dari warna endapan
analat dengan Ag+ .b. Metode VolhardMetode Volhard menggunakan
NH4SCN atau KSCN sebagai titrant, dan larutan Fe3+ sebagai
indikator.Sampai dengan titik ekivalen harus terjadi reaksi antara
titrant dan Ag, membentuk endapan putih.Konsentrasi indikator dalam
titrasi Volhard juga tidak boleh sembarang, karena titrant bereaksi
dengan titrat maupun dengan indikator, sehingga kedua reaksi itu
saling mempengaruhi.Penerapan terpenting cara Volhard ialah untuk
penentuan secara tidak langsung ion-ion halogenida: perak nitrat
standar berlebih yang diketahui jumlahnya ditambahkan sebagai
contoh, dan kelebihannya ditentukan dengan titrasi kembali dengan
tiosianat baku. Keadaan larutan yang harus asam sebagai syarat
titrasi Volhard merupakan keuntungan dibandingkan dengan cara-cara
lain penentuan ion halogenida karena ion-ion karbonat, oksalat, dan
arsenat tidak mengganggu sebab garamnya larut dalam keadaan asam.c.
Metode FajansDalam titrasi Fajans digunakan indikator
adsorpsi.Indikator adsorpsi ialah zat yang dapat diserap pada
permukaan endapan (diadsorpsi) dan menyebabkan timbulnya warna.
Penyerapan ini dapat diatur agar terjadi pada titik ekivalen,
antara lain dengan memilih macam indikator yang dipakai dan pH.Cara
kerja indikator adsorpsi ialah sebagai berikut: indikator ini ialah
asam lemah atau basa lemah organik yang dapat membentuk endapan
dengan ion perak. Misalnya fluoresein yang digunakan dalam titrasi
ion klorida. Dalam larutan, fluoresein akan mengion (untuk mudahnya
ditulis HFl saja).HFl(aq) H+(aq) +Fl-(aq)Ion Fl- inilah yang
diserap oleh endapan AgX dan menyebabkan endapan berwarna merah
muda.Karena penyerapan terjadi pada permukaan, dalam titrasi ini
diusahakan agar permukaan endapan itu seluas mungkin supaya
perubahan warna yang tampak sejelas mungkin, maka endapan harus
berukuran koloid. Penyerapan terjadi apabila endapan yang koloid
itu bermuatan positif, dengan perkataan lain setelah sedikit
kelebihan titrant (ion Ag+).Suatu kesulitan dalam menggunakan
indikator adsorpsi ialah, bahwa banyak diantara zat warna tersebut
membuat endapan perak menjadi peka terhadap cahaya
(fotosensifitasi) dan menyebabkan endapan terurai.Titrasi
menggunakan indikator adsorpsi biasanya cepat, akurat dan
terpercaya.Sebaliknya penerapannya agak terbatas karena memerlukan
endapan berbentuk koloid yang juga harus dengan cepat.
Penggunaan indikator adsorpsi harus diperhatikan 8 hal :1.
Endapan tidak boleh terkoagulasi membentuk agregat, tetapi harus
tetap terdispersi sebagai koloid. (perlu koloid pelindung, misalnya
dextrin)2. Konsentrasi indikator harus cukup rendah supaya tidak
membentuk endapan.3. Indikator tidak boleh terserap terlalu kuat
atau terlalu lemah.4. pH larutan harus diperhatikan karena
indikator adalah asam organik lemah yang sangat tergantung kepada
pH.5. Indikator dipilih yang bermuatan berlawanan dengan muatan ion
titran.6. Hindarkan titrasi larutan yang memiliki konsentrasi
tinggi (pekat) karena: menyebabkan flokulasi ; menurunkan jumlah
indikator yang terserap karena adanya kompetisi dengan anion
sehingga perubahan warna tidak tajam7. Jangan diaduk-aduk terlalu
kuat (suhu dapat berubah)8. Hindarkan titrasi larutan yang terlalu
encer, perubahan warna kurang peka (titrasi larutan klorida <
0,005 M jarang dilakukan).
TEKHNIK PEMISAHANPemisahan senyawa kimia tertentu dari
campurannya diperlukan baik untuk tujuan pemurnian ataupun analisis
kimia. Dalam tujuan pemurnian, berguna untuk mendapatkan kualitas
bahan yang baik dan murni, sedangkan dalam tujuan analisis kimia
pemisahan diperlukan dengan alasan: untuk memperkecil gangguan
(interferensi) dan menaikkan kepekaan analisis, dan ada pula
konstituen kimia yang baru dapat diukur setelah dipisahkan lebih
dahulu. Hubungan pemisahan dalam analisis dapat dilihat pada urutan
atau tahap-tahap analisis sebagai berikut:1. Sampling2.
Persiapan/preparasi sampel3. Pelarutan4. Perlakuan awal (pengaturan
kondisi larutan)5. Pemisahan konstituen analit6. Pengukuran
analit7. Analisis data, perhitungan dan pelaporan.
I.1. Parameter keberhasilan pemisahan Berdasarkan produk
terdapat 2 parameter yang perlu diperhatikan yaitu % kemurnian dan
kuantitas. Misalnya campuran zat A, B, dan C. Zat A dipisahkan dari
campurannya, maka kemurnian A adalah:mA% A = x 100 % mA + mB +
mC
m = massa atau mol
Kuantitas A yang diperoleh dinyatakan dengan:
w A A = x 100 % mA
wA = bobot A yang diperoleh dari pemisahan mA = bobot A dalam
sampel
Uji kemurnian zatKemurnian zat dapat diuji dengan berbagai cara
sesuai dengan sifat-sifat zat. Cara-cara yang lazim yaitu :
pemeriksaan titik leleh untuk zat padat, sedangkan untuk cairan:
titik didih, indeks refraksi, putaran optik dan sebagainya. Urutan
kemurnian pelarut1. HPLC atau spectroscopy grade2. Pro analisis
(PA)3. Reagent grade4. Pure grade5. Farmaceutic6. Technical
grade.Selain dua kriteria keberhasilan diatas ada empat kriteria
lain yang penting untuk diperhatikan yaitu: factor perolehan
kembali (recovery factor), faktor pemisahan, efisiensi dan
efektifitas pemisahan. Keempat kriteria ini merupakan gambaran
unjuk kerja (performance) suatu teknik pemisahan.
Faktor perolehan kembaliFactor perolehan kembali (R) adalah
angka banding jumlah komponen terpisahkan atau terisolasi terhadap
jumlah komponen dalam sampel. Untuk zat i, facotr perolehan
kembali, Ri adalah:
Qi Qi = jumlah zat i yang terpisahkan Ri = Qo = Jumlah zat i
dalam sampel QoZat yang berhasil dipisahkan disebut isolat. Isolat
dapat dikatakan kuantitatif apabila faktor perolehan kembali = 1,
yaitu diperoleh kembali 100 %, jika harga ini dicapai berarti
pemisahan sempurna.Faktor pemisahanFaktor pemisahan (separation
factor) adalah perbandingan faktor perolehan kembali setiap
komponen dalam campuran. Dalam sistem biner, misalnya sampel
mengandung zat A dan zat B, faktor pemisahan A terhadap B
adalah:QA/QoA S A/B = QB/QoB
Untuk isolat A kuantitatif, RA = 1, maka faktor pemisahan B
adalahQB SB/A = = RB QoB
Efisiensi pemisahanEfisiensi pemisahan diartikan : semakin
sedikit pekerjaan yang dilakukan dalam pemisahan dianggap semakin
efisien.
Efektifitas pemisahanEfektifitas pemisahan diartikan : dengan
pekerjaan pemisahan yang dilakukan diperoleh hasil pemisahan yang
semurni mungkin. Dalam praktek, haruslah dipilih metoda pemisahan
yang efektif dan efisien.
I.2. Metoda pemisahan Beberapa metoda pemisahan yang dapat
disebut diantaranya: penyaringan, pengayakan, kristalisasi,
pengendapan, volatilisasi, adsorbsi, distilasi, ekstraksi,
kromatografi dan sebagainya. Proses pemisahan ini ada yang
melibatkan proses mekanik, kesetimbangan kimia dan fisika,
kesetimbangan fasa, atau pemisahan secara listrik. Suatu metoda
pemisahan disebut atau diberi nama berdasarkan proses yang
terlibat.
Klasifikasi pemisahan berdasarkan proses yang
terlibatMekanikFisikKimia
Sieving & exclusi (size)1. PartisiPerubahan kimia
-Dialisis
GLCPengendapan
-Exclusi kromatografiLLCElektrodeposisi
-FiltrasiGSCMasking
-Ultra filtrasiEkstraksi cair(pseudoseparation)
-Sentrifugasi (density)Zona elektroforesisiIon exchange
2.Perubahan keadaan
Distilasi
Sublimasi
Kristalisasi
Pemisahan yang melibatkan proses mekanik yaitu didasarkan kepada
perbedaan ukuran zat yang dipisahkan ada empat.1. Dialisis, proses
pemisahan menggunakan membran semipermeabel, yaitu suatu membran
yang hanya dapat dilewati molekul tertentu disebabkan karena ukuran
besarnya molekul. 2. Filtrasi dan ultra filtrasi menggunakan
penyaring (kertas atau yang lainnya) dengan memanfaatkan gaya
gravitasi. 3. Sentrifugasi suatu proses pelepasan muatan karena
perputaran cepat dan memanfaatkan gaya gravitasi.Pemisahan yang
melibatkan proses fisik meliputiproses partisi dan perubahan
keadaan. 1. Ekstraksi cair cair merupakan salah satu contoh proses
partisi. 2. Distilasi merupakan salah satu contoh proses isolasi
berdasarkan perbedaan fasa, meskipun demikian fasa uap dikembalikan
ke fasa cair ditempat yang terpisah.Klasifikasi berdasarkan
perbedaan fasaFasa awalFasa kedua
GasCairPadatan
GasTermal difusiGLCGSC
CairDistilasiHPLCLSC
Ekstraksi cair
Dialisis
Ultra filtrasi
PadatanSublimasiZona refining
Leaching
Keterangan : GLC = gas liquid chromatography suatu teknik
pemisahan yang menggunakan zat cair yang disalutkan pada permukaan
partikel padat, dan dikemas dalam sebuah kolom. Zat cair ini
selanjutrnya disebut fasa diam (stationery fase). Campuran zat yang
akan dipisahkan dimasukkan ke dalam kolom, kemudian dielusi
(didorong) dengan gas inert, yaitu gas Helium atau hidrogen. Gas
pengelusi ini selanjutnya disebut fasa gerak (mobile fase) GSC =
sama dengan GLC tetapi fasa diamnya padatan, tanpa disalut dengan
cairan. HPLC = GLC tetapi fasa geraknya berupa cairan. Leaching ,
proses pencucian. Analit dalam fasa padat diekspose kedalam aliran
zat cair, sehingga terlepas dari fasa padat menuju ke fasa cair.I.
DISTILASI
Distilasi adalah proses pemisahan yang didasarkan kepada
perbedaan titik didih (atau tekanan uap) komponen-komponen yang
dipisahkan. Prinsip pelaksanaannya: cairan yang mengandung
komponen-komponen itu dididihkan dan uap yang terbentuk didinginkan
kembali sehingga menjadi cair (disebut : distilat) dan ditampung
ditempat lain yang terpisah.
Klasifikasi dan penamaan distilasi dapat ditabelkan sebagai
berikut:Berdasarkan cara pemasukan bahan( umpan )Berdasarkan tahap
pemanasanBerdasarkan cara pengubahan analit menjadi uap.
1. Bacth distilation (sekali umpan)2. Distilasi kontinyu (umpan
terus menerus)1. Distilasi tunggal (sekali )2. Distilasi terfraksi
(beberapa tahap pemanasan)1. Distilasi biasa2. Distilasi uap3.
Distilasi vakum4. Distilasi ekstraktif
1.1. Titik didih dan tekanan uapMendidih dan menguap melibatkan
kesetimbangan fasa. Menurut hukum fasa Gibbs, F = C P + 2. F =
derajat kebebasan, C = banyaknya komponen, dan P = banyak fasa.
Jika banyak komponen sama dengan banyak fasa, F = 2, artinya ada
dua variabel yang menentukan sistem, yaitu suhu (T) dan tekanan
(P). Jika tekanan dapat dibuat konstan maka hanya variabel suhu
yang perlu diperhatikan.Pada saat cairan mendidih terjadi
kesetimbangan cair-uap. Menurut Clapeyron :dP Hv = dT T V P =
tekanan uap, Hv = entalpi penguapan, T = suhu mutlak, dan V =
perbedaan volume yang diduduki oleh satu mol zat dalam fasa uap dan
fasa cair. V identik dengan volume zat dalam fasa gas. Menururt
persamaan gas ideal, V = RT/P, R = 1,987 cal mol-1 der-1Sehingga
persamaan Clapeyron menjadi:dP Hv = x PdT RT2
atau dP Hv = x dT P RT2 HvHasil integrasi persamaan ini
diperoleh: ln P = + C RTDengan mengukur tekanan uap pada berbagai
suhu dapat dibuat plot ln P terhadap 1/T dapat dihasilkan grafik
garis lurus dengan nilai intersept = C dan kemiringan garis (slope)
adalah Hv/R, sehingga panas penguapan zat dapat dihitung Hv = R x
slope.
ln P
tg = slope = Hv/R intersept = C 1/T
Tekanan Uap LarutanTekanan uap larutan yaitu tekanan uap pelarut
diatas larutan pada saat terjadi ke setimbangan. Tekann uap larutan
lebih kecil dar pelarut murni dan oleh Hukum Rault dinyatakan :
P larutan = X pelarut . Popelarut P P tekanan uap pelarut
murni
T 0 X pelarut 1 Gambar 1 : Diagram P-T dan diagram P-X
Hukum DaltonDua cairan A dan B dicampur menjadi larutan, tekanan
uap larutan adalah PA = XA + PoAPB = XB + PoBPt = PA + PBHK.Dalton
= XA + PoA + XB + PoB
Larutan ideal dan non idealLarutan ideal mengikuti Hk. Rault
(tekanan uap larutan dapat dihitung dengan rumusan Hk.Rault),
sedangkan larutan non ideal menyimpang dari Hk.Rault. penyimpangan
mungkin positif, yaitu tekanan uap larutan lebih besar dari
perhitungan tekanan uap larutan ideal, atau sebaliknya yaitu
penyimpangan negatif.
P
Xa 1 Xa 1 Xa 1 1 Xb 1 Xb 1 Xb
Gambar 2. Diagram P-X larutan ideal dan non ideal
Gaya TarikHsTemp saat pelarutanSifat penyimpangancontoh
AA, BB =AB00idealBenzen chhoroform
AA, BB ABNegatifNaikNegatifAseton air
AA, BB ABNegatifTurunpositifEtilalkohol air
DistilasiLarutan padatcair (pelarutnya cairan) jika dipanaskan
pelarutnya menguap dan uap ini dapat dicairkan kembali dengan cara
pendinginan dan ditampug di tempat lain. Cara pemisahan inin
disebut distilasi.Cairan yang diperoleh disebut Distilat. Distilasi
dapat dilakukan dengan cara biasa, distilasi terfraksi, dan
distilasi vakum. Distilasi terfraksi dilakukan jika komponen yang
dipisahkan memiliki perbedaan tekanan uap kecil.Distilasi vakum
dilakukan jika komponen yang dipisahkan dapat rusak jika terkena
panas.
Distilasi terfraksi Campuran caircair dimana kedua cairan mudah
menguap masingmasing dapat dipisahkan dengan cara distilasi
terfraksi. Misal campuran benzenatoluena. Pada 20oC tekanan uap
murni benzena PBo =75 mmHg dan Po toluena =22 mmHg. Campuran
terdiri dari 30 mol benzena dan 70 mol toluena
Po toluena = X toluena. Po toluena= 0,70 x 20 mmHg = 15,40 mmHg
Pobenzena = 0,30 x 75 mmHg = 22,50 mmHg Tekanan uap total = 15,40 +
22,50 = 37,90 mmHgJika uap ini didinginkan sehingga mencair, maka
komposisi cairan adalah:15,40 mmHg X toluena = = 0,60 = 60 % 37,90
22,50 mmHg X benzena = = 0,40 = 40 %37,90 mmHgkemudian cairan ini
diuapkan lagi akan diperoleh distilat dengan komposisi: X toluena =
83,6 % X benzena = 16,4 %Dengan beberapa kali penyulingan/tingkatan
akan diperoleh toluena dan benzena murni.
Ekstraksi Asam LemahAsam lemah dalam fasa air akan terionisasi,
dalam fasa organik tidak terionisasi
Fasa organik [HA]o
KdFasa air [HA]aA- + H+Ka
Ka =,[A-]a =Ka
Kd =Angka banding distribusi D D = Total asam dalam fasa
organikTotal asam dalam fasa air
D =
=
D =
% ekstraksi dan faktor pemisahan
% ekstraksi = % E = fo =
% E = atau % E =
Kd = atau D =
Faktor Pemisahan
S = D1= harga D untuk komponen 1D2= harga D untuk komponen 2
Pemisahan kuantitatif, 99% zat terpisahkan dari zat lainnya
untuk 1 kali ekstraksi.Supaya minimal 99 % terekstraksi
S =
=
=
= x
= x = 99 x 99 = 9801 104
