GRAVIMETRI

SWATIKA JUHANA, M.Sc

TUJUAN PERKULIAHAN

1. Menjelaskan teknik pengendapan,2. Menjelaskan teknik pemurnian endapan :3. Memilih larutan pencuci4. Memahami dan melakukan teknik penyaringan ,

pengeringan endapan , dan penimbangan

TEKNIK PENGENDAPAN

Ion(10-8) cm

nukleus(10-8 - 10-7) cm

Partikel koloid(10-7 – 10-4) cm

Partikel endapan(10-4) cm

MEKANISME PEMBENTUKAN ENDAPANProses pengendapan dapat digambarkan sebagai berikut:

Partikel endapan terjadi dalam larutan yang lewat jenuh. Pertama terjadi proses nukleasi yaitu terjadinya partikel-partikel yang sangat kecil ( nukleus). Kemudian nukleus ini tumbuh menjadi partikel yang lebih besar.

Teori von Weimarn

Teori von Weimarn tentang supersaturasi. Supersaturasi (super jenuh) merupakan tingkatandimana fase larutan mengandung lebih banyak zatterlarut dibandingkan pada kondisi saturasi(jenuh).

Supersaturasi relatif (RSS) = (Q – S ) / S

Keterangan: Q = konsentrasi dari zat-zat yang dicampurkan sebelum terjadi endapanS = kelarutan endapanQ-S = supersaturasi pada saat mulai pengendapan

Berdasar teori von Weimarn ukuran endapan berbanding terbalikdengan relative supersaturation (RSS)/ super saturasi relatif.Endapan besar dan kasar dengan harga RSS kecil.

Kondisi untuk membuat Q rendah :1. Pengenceran larutan untuk mengurangi konsentrasi

supersaturasi.2. Agen pengendap dimasukkan setetes demi setetes.

Kondisi untuk membuat S tinggi :1. Memanaskan larutan untuk menaikkan temperatur, jadi

pengendapan dilakukan pada larutan panas. 2. Mengatur pH dari larutan

Cara Mengontrol Ukuran Partikel: (memperkecil derajat lewat jenuh)

1. Menaikkan/menurunkansuhu

2. Memperbesar kelarutan3. Larutan harus encer4. Penambahan pereaksi secara

kontinu (bertahap)

Menaikkan/menurunkan suhu

Memanaskan larutan untuk menaikkantemperature, jadi pengendapan dilakukan padalarutan panas. Sehingga kelarutan zat menjadi lebihbesar

Memperbesar kelarutan

Kelarutan yang besar berarti zatpereaksi tidak cepat mengendap.

Larutan Encer

Larutan encer akan memperbesarkelarutan sehingga RSS kecil

Contoh:Pengendapan CaC2O4

Sampel Ca2+ ditambah dengan HCl dan amoniumoksalat, HCl dinetralkan kembali dengan urea. Urea dalam larutan akan terhidrolisa sedikit demi sedikitsehingga ion aksalat terbentuk perlahan. SehinggaRSS kecil, maka endapan yang dihasilkan menjadibesar.

SYARAT-SYARAT

ENDAPAN

DICAPAI DENGAN CARA

Terendapkan

semua/sempurna

Memilih endapan dengan kelarutan sekecil mungkin

Menggeser kesetimbangan: pereaksi berlebih

Mengurangi kelarutan:

Temperatur rendah

Kepolaran larutan dikurangi

Murni Sebelum pengendapan : Menghilangkan kontaminan (secara fisik, dikomplekskan,

oksidasi/reduksi)

Pada pembuatan endapan diusahakan endapan kasar

Setelah terjadi endapan dilakukan digestion/aging, menyaring-mencuci,

rekristalisasi

Kasar 1.Pada pembentukan endapan

Menggunakan larutan &pereaksi yang encer

Menambahkan bahan pengendap tetes demi tetes

Diaduk terus menerus

Larutan&pereaksi dipakai pada temperatur tinggi

Pengaturan pH

Homogeneous precipitation

2. Digestion / aging

Spesifik Menambahkan pereaksi pengendap yang spesifik untuk satukation

PENGENDAPAN DENGAN CARA HOMOGENENOUS ( HOMOGENEOUS PRECIPITATION)

Homogeneous precipitation adalah cara pembentukan endapan dengan menambahkan bahan pengendap tidak dalam bentuk jadi, melainkan sebagai suatu senyawa yang dapat menghasilkan pengendap tersebut.

Contohnya:Pengendapan Ca2+ dengan Homogeneous adalah dengan menambahkan (NH4)2C2O4 sekaligus dan HCl , dalam hal ini Ca oksalat tidak mengendap karena kekurangan ion oksalat , hal ini disebabkan C2O4

2- sudah diikat menjadi asam oksalat oleh HCl. Untuk menetralkan asam tersebut ditambahkan urea dan terhidrolisis dengan lambat sehingga C2O4

2- terbentuk sedikit demi sedikit.Hidrolisis terjadi secara homogen didalam seluruh larutan, demikian pula endapan terjadi secara homogen

TEKNIK PEMURNIAN ENDAPAN :

# Setelah pengendapan sempurnaDilakukan Digestion / Aging adalah : membiarkan endapan terendam dalam larutan induknya untuk waktu lama. Aging hanya efektif untuk endapan teradsorpsi dan teroklusi

# Sebelum endapan terbentuk : Dilakukan pengkomplekskan terhadap ion-ion pengganggu. Pengaturan kondisi reaksi seperti pH yang sesuai.

# Saat proses pengendapan: Dilakukan pembentukan endapan kasar

Pada proses pengendapan

Sesudah proses pengendapan

Pencucian endapan setelah disaring

Aging / digestion

Sebelum proses pengendapan

•Secara fisik (diendapkan)•Dikomplekskan•oksidasi/reduksi

Diusahakan endapan kasar

Pengkristalan ulang

CARA MENGURANGI PENGOTOR

TEKNIK PENCUCIAN Tujuannya : menyingkirkan kotoran yang teradsorpsi pada permukaan endapan maupun yang terbawa secara mekanis.

Cara mencuci endapan:

1. Menyaring sampai larutan habis, lalu memasukkan endapan

kedalam penyaring. Kemudian menuangkan cairan pencuci pada

endapan dan dibiarkan mengalir habis, lalu diberikan lagi cairan

pencuci, begitu seterusnya dan diulang beberapa kali

2. Menyaring dengan dekantasi ( mengenaptuangkan).

Endapan dicuci, diaduk dan dibiarkan sampai endapan mengenap

dan larutan disaring, endapan dibiarkan di dalam

wadah.Dilakukan berulang kali.

Teknik Pemilihan Larutan Pencuci:

1. Lihat kelarutan endapan pada suhu tinggi.

2. Pilih larutan pencuci yang tidak melarutkan endapamterlalu banyak.

◊ tidak digunakan air panas jika endapan larut dalam air panas

◊ ditambahkan ion senama

◊ penambahan bahan organik untuk mengurangi kepolaranair pencuci

3. Untuk endapan koloid maka digunakan elektrolit untukmencegah peptisasi.

1. Efektivitas pencucian akan lebih tinggi karena pada suhu tinggi, rapat massa aquadest akan lebih kecil

2. Aquadest hangat cenderung lebih besar melarutkanpengotor daripada aquadest dingin

3. Aquadest hangat mempunyai viskositas lebih rendahdibandingkan dengan aquadest dingin, sehingga lebihmudah melewati pori-pori kertas saring.

4. Menyingkirkan kotoran yang teradsorbsi padapermukaan endapan

Aquades hangat sebagai pencuci karena:

Cara pencucian yang baik :

1. Menggunakan set cairan pencuci, endapan harus dipastikanbenar benar teraduk. Hal ini dapat diikuti dengan carapenyiraman pada pinggir kertas saring.

2. Frekuensi pencucian yang tinggi dengan volume cairanpencuci yang kecil lebih baik dan efisien dalammenghilangkan pengotor daripada frekuensi pencucianrendah dengan volume cairan pencuci besar.

3. Jika endapan benar-benar tidak larut dalam kondisi panas, cairan pencuci yang hangat lebih baik digunakan akibat daribesarnya kelarutan pengotor dan meningkatkan kecepatanpenyaringan.

Pencucian Berulang Kali

Mendapatkan endapan yang murni karena fraksi pengotor pada akhir pencucian lebih sedikit dibanding satu kali pencucian. Hal ini sesuai denga persamaan:

Ket: Cn = jumlah pengotor yang tersisa dalam endapan setelah n xpencucianCo = jumlah kotoran yang ada semulaVr = volume cairan tertinggal bersama endapanV = volumecairan yang dipakai untuk mencucin = jumlah kali pencucian

Hitung!

Endapan sebanyak 0,2 gram berisi 0,1 gram pengotor dan 0,5 mL cairan. Dengan pencucian 2x10 mL atau 4x5 mL. Htung Cn cara pencucian pertamadan cara pencucian kedua!

TEKNIK PENYARINGAN

Tujuan: Untuk memisahkan endapan dari larutan induk dan cairan pencuci

Teknik penyaringan:Penyaringan umumnya dilakukan dengan caramengenaptuangkan yaitu : setelah endapan mengenap pada dasar wadah (gelas piala), cairan nya dituangkan ke dalam media penyaring.

Alat penyaring:• Kertas saring misal Whatman no 40,41,42 ( nomor menunjukkan banyaknya poripersatuan luas)• Asbes• Cawan gelas atau porselen (masir) yang dasarnya berlubang.

TEKNIK PENGERINGAN ENDAPAN

Tujuan : 1. menghilangkan air dari endapan, 2. menguapkan elektrolit-elektrolit yang berasal dari air

pencuci dan setiap pengotor yang mungkin ada tetapi dapat menguap.

3. Untuk mengubah endapan menjadi senyawa yang lebih tetap untuk ditimbang.

Tahapan-tahapan pemanasan:

1. Pengeringan kertas saring dan endapanBiasanya kertas yang berisi endapan dikeringkan langsung dalam cawan yang sudah diketahui bobot tetapnya dengan cara memanaskan cawan diatas api kecil

2. Karbonisasi kertas saringSetelah kertas saring dan endapan kering, kertas saring dibiarkan mengalami proses karbonisasi secara perlahan sampai seluruh kertas saring berwarna coklat

3. Pengarangan kertas saringKertas saring dianggap telah menjadi arang, bila seluruh kertas saring telah berwarna hitam dan tidak ada gas yang keluar.

4. Penghilangan arang dan pemijaran endapanSetelah proses pengarangan selesai, cawan kemudian dimiringkan dan tutupnya dibuka lalu cawan dipanaskan hingga dasarnya agak berpijar. Kemudian cawan tersebut di pijarkan lebih lanjut di dalam tanur.

Pemijaran

Pada tahap ini digunakan tanur bukan oven karena :1. Tanur dapat digunakan untuk memijarkan hingga suhu yang

sangat tinggi.2. Pada tanur bagian atas terdapat lubang yang berfungsi

sebagai tempat keluarnya uap air dan sisa pembakaran kertassaring.

Tahap pemijaran yang pertama adalah dengan memijarkannyahingga suhu 400℃, hal ini bertujuan untuk mengeringkan kertassaring.

Tahap penimbanganKrus diambil dari muffle dan dimasukkan ke dalameksikator untuk didinginkan dengan alasan :

1. Agar suhunya sama dengan suhu neraca. Perbedaansuhu yang besar dapat mengakibatkan kerusakan pada neraca.

2. Mencegah arus konveksi di udara terbuka yang menyebabkan udara dan krus yang kering cepatmenyerap uap air dari udara dalam jumlah yang tidakterlalu besar. Jika didinginkan dengan eksikator, krusdan endapan akan cepat kering karena di dalameksikator terdapat silica gel yang dapat menyerap uapair.

Penimbangan dilakukan ketika suhu krus sama dengan suhuneraca untuk menghindari kerusakan pada neraca karenaperbedaan suhu yang besar antara krus dan neraca. Selain itujuga menjaga keakuratan penimbangan karena apabila krus masihdalam kondisi panas akan terjadi arus konveksi dan transfer panas yang selanjutnya akan berpengaruh pada hasilpenimbangan.

Fungsi eksikator adalah untuk menghindari penyerapan uap airdari udara oleh endapan, karena eksikator berisi butiran-butiran silica gel yang berfungsi untuk menyerap uap air yang ada diudara.

Syarat-syarat endapan :

1. Kelarutan kecil

2. Kemurnian tinggi

3. Mempunyai susunan tetap dan tertentu

4. Kristal-kristalnya kasar

5. Endapannya bulky (volume/berat besar)

6. Endapan spesifik

Bentuk bentuk endapan:•Endapan kristal, contoh : BaSO4, PbSO4, CaC2O4

•Endapan koloidal•Hidrofil ( gelatinous), contoh : Fe(OH)3, Cr(OH)3, Al(OH)3

•Hidroforb, contoh : AgCl, AgBr, AgI

KOLOID HIDROFIL KOLOID HIDROFORB

Dispersi sangat kental:mirip selai disebut

gel

Dispersi (sol) agak kental

Untuk mengendapkan diperlukan elektrolit

dengan konsentrasi relatif tinggi.

Perubahan bersifat reversibel

Elektrolit dalam konsentrasi rendah akan

mengakibatkan penggumpalan (flokulasi).

Perubahan bersifat takreversibel

Koloid hidrofil mudah berubah muatan

listriknya;dalam suasana asam bermuatan

(+), dalam suasana basa bersifat (-)

Koloid hidroforb mempunyai muatan listrik

tertentu

Pada ultra mikroskop hanya diperagakan

kerucut cahaya baur

Ultra mikroskop memperagakan partikel

bergerak hebat ( gerakan brown)

Syarat-syarat endapan :

1. Kelarutan kecil

2. Kemurnian tinggi

3. Mempunyai susunan tetap dan tertentu

4. Kristal-kristalnya kasar

5. Endapannya bulky (volume/berat besar)

6. Endapan spesifik

Kelarutan: jumlah maksimal zat terlarut yang dapatlarut dalam pelarut pada suhu tertentu sehinggalarutan tepat jenuh.

Penambahan Pereaksi Pengendap

Sebagai pereaksi pengendap dapat digunakan

senyawa anorganik atau senyawa organik tetapi

dipilih yang spesifik dan mudah menguap.

Mengapaharusdipilihyang mudahmenguap?

Contoh, utuk mengendapkan ion :

Fe3+ lebih baik digunakan pereaksi NH4OH dari pada KOH atau NaOH

Ba2+ lebih baik digunakan pereaksi H2SO4 dari pada Na2SO4

atau K2SO4

Ag+ lebih baik digunakan pereaksi HCl dari pada KCl atau NaCl.