kimia anlitik kompelsometri

LAPORAN PRAKTIKUM

KIMIA ANALITIK I

PERCOBAAN III

KOMPLEKSOMETRI

I. TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan percobaan praktikum ini adalah menentukan kesadahan total, kesadahan tetap, dan kesadahan sementara.

II. TINJAUAN PUSTAKA

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. Reaksi–reaksi 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)₂

Hg²⁺ + 2Cl^- HgCl₂

(Khopkar, 2002).

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 (Basset, 1994).

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

(Khopkar, 2002).

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 (Rival, 1995).

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 (Harjadi, 1993).

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 (Khopkar, 2002).

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 (Rival, 1995).

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 (Basset, 1994).

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 (Harjadi, 1993).

III. ALAT DAN BAHAN

A. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah buret, statif, erlenmeyer, pipet volum 10 mL, gelas ukur 10 mL, gelas ukur 100 mL, gelas arloji, neraca analitik, kertas saring, pipet volum 50 mL, pembakar bunsen.

B. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah larutan ZnCl 0,01 M, larutan buffer pH 10, aquades, indikator EBT-NaCl, larutan EDTA 0,01 M, cuplikan air sumur.

IV. PROSEDUR KERJA

A. Pembentukan Larutan EDTA

1. Dimasukkan 10 ml larutan ZnCl₂ ke dalam labu Erlenmeyer 250ml

2. Ditambahkan 2 ml larutan buffer pH = 10 dan 40 ml akuades

3. Ditambahkan 0,05 gram indikator EBT – NaCl

4. Dititrasi dengan larutan EDTA 0,01 M sampai larutan berubah warna dari merah ke biru dengan sangat jelas

5. Dilakukan duplo

B. Penentuan Kesadahan Total

1. Dipipet 50,0 ml cuplikan air (air sumur)

2. Ditambahkan 1 ml larutan buffer pH = 10

3. Ditambahkan 0,05 gram indikator EBT – NaCl

4. Dititrasi dengan larutan EDTA 0,01 M sampai warna larutan berubah dari merah menjadi biru

5. Dilakukan duplo

C. Penentuan Kesadahan Tetap

1. Diambil 250 ml cuplikan air (air sumur) dan memasukkan dalam gelas beker

2. Dididihkan selama 30 menit

3. Didinginkan, menyaring dengan kertas saring

4. Ditampung filtrat kedalam labu Erlenmeyer 250 ml tanpa pembilasan kertas saring

5. Diambil 50 ml filtrat dan ditambahkan 1 ml larutan buffer pH =10

6. Ditambahkan 0,05 gram EBT – NaCl

7. Dititrasi dengan larutan EDTA 0,01 M hingga larutan berwarna biru jelas

8. Dilakukan duplo

D. Penentuan Kesadahan Sementara

1. Kesadahan sementara diperoleh dari kesadahan total dikurangi kesadahan tetap.

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil dan Perhitungan

1. Hasil

No.	Langkah Percobaan	Hasil Percobaan
1. 2.	* Penentuan Kesadahan Total - 25,0 ml cuplikan air sumur di pipet+ 1 ml buffer pH 10 + 50 mg campuran EBT-NaCl. Dikocok dengan baik. - Menitrasi dengan larutan baku EDTA. - Dititrasi secara duplo * Penentuan Kesadahan Tetap - 125 ml cuplikan air diambil ke dalam gelas kimia dan mendidihkan selama 30 menit. Mendinginkan larutan ini. - Disaring g filtrat ke dalam labu takar 250 ml tanpa pembilasan kertas saring. - Dititrasi secara duplo	Titrasi 1 : Volume EDTA = 0,3 ml Titrasi 2 Volume EDTA = 04 ml Vrata-rata = 0,35 ml Perubahan warna = Ungu – Biru muda Titrasi 1 : Volume EDTA = 0,3 ml Titrasi 2 Volume EDTA = 0,3 ml Vrata-rata = 0,3 ml Perubahan warna = Ungu – Biru muda

2. Perhitungan

a. Pembakuan larutan ZnCl₂

Diketahui : massa ZnCl₂ = 0,6814 gram

Volume _larutan = 500 ml = 0,5 L

BM ZnCl₂ = 136,38 gr/mol

Ditanya : Molaritas ZnCl₂

Jawab : Molaritas ZnCl₂ =

=

= 0,0099 M

b. Pembakuan EDTA

———-

c. Penentuan Kesadahan Total

Diketahui : V_EDTA = 0,35mL = 0,00035 L

M _EDTA = 0,01 M

V_sampel = 10 mL = 0,01 L

BM CaO = 56,08 g/mol

Ditanya : Kesadahan total sebagai CaO = … ?

Jawab : Berat CaO = M _EDTA x V _EDTA x BM CaO

= 0,01 x 0,00035 x 56,08

= 1,9628 x 10^-4 g

= 0,19628 mg

ppm CaO	=	Berat CaO
		Vsampel
	= =	0,19628
		0,01
	=	19,628 ppm

d. Penentuan Kesadahan Tetap

Diketahui : V_sampel = 10 mL = 0,01 L

Molaritas EDTA = 0,01 M

V_EDTA = 0,3 mL = 0,00003 L

BM CaO = 56,08 g/mol

Ditanya : Kesadahan Tetap sebagai CaO = … ?

Jawab : Berat CaO = M _EDTA x V_EDTA x BM CaO

= 0,01 x 0,0003 x 56,08

= 1,6824x 10^-4g

= 0,16824 mg

ppm CaO	=	Berat CaO
		Vsampel
	= =	0,16824
		0,01
	=	16,824 ppm

e. Penentuan Kesadahan Sementara

Diketahui : Kesadahan Total = 19,628 ppm

Kesadahan Tetap = 16,824 ppm

Ditanya : Kesadahan Sementara = … ?

Jawab :

Kesadahan Sementara = Kesadahan Total – Kesadahan Tetap

= 19,628 - 16,824

= 2,804 ppm

B. Pembahasan

Pada percobaan ini mencoba menentukan tingkat kesadahn suatu sampel air dengan menggunakan reaksi pembentukkan ion kompleks. Mula-mula melakukan standarisasi titran dalam hal ini adalah EDTA. Titran ini distandarisasi menggunakan larutan ZnCl₂ yang volume dan molaritasnya telah diketahui. Dari hasil titrasi ternyata molaritas EDTA yang terukukur adalah 6,986.10 ^-3 M. Langkah selanjutnya adalah penentuan kesadahan cuplikan air yaitu pada kesadahan tetap, kesadahan sementara, dan kesadahan total dari air sumur yang diamati. Pada penentuan kesadahan tetap didapatkan nilai CaO sebesar 1,2145 mg dengan nilai ppm sebesar 24,29. Sedangkan kesadahan total didapatkan massa CaO sebesar 3,761 mg dan nilai ppm CaO sebesar 75,22, dan yang terahkir kesadahan sementara dalam air sumur sebagai CaO didaptkan nilia ppm yang didapatkan dari kesadahan tetap dengan kesdahan total sebesar 50,93 ppm. Dalam air sumur selalu terlarut sejumlah garam kalsium dan atau magnesium baik dalam bentuk garam klorida maupun garam sulfat. Adanya garam-garam ini menyebabkan air menjadi sadah yaitu tidak dapat menghasilkan busa jika dicampur dengan sabun. Ukuran kesadahan air dinyatakan dalam ppm (satu per sejuta bagian). Bila ion kalsium dititrasi dengan EDTA, terbentuk suatu kompleks kalsium yang relatif stabil.

Ca2+ + H2Y2- CaY2- + 2H+

Pada percobaan ini seharusnya larutan sampel jika dititrasi akan mengalmi perubahan warna dari merah menuju biru. Hal itulah yang menjadi bukti bahwa terdapat kesadahan di dalm sampel air yang digunkana. Namun ternyata pda percobaan ini, air sampel yang digunakan langsung berubah menjadi biru setelah ditambahkan indikator EBT-NaCl. Titrasi in sendiri seharusnya dilakukan pada pH 10 dan konstan sepanjang titrasi. Sedangkan EBT-NaCl itu sendiri dapat menjadi indikator logam dapat juga mnejadi indiktor pH. Oleh karena itu, pH larutan perlu dijaga dengan menambahkan larutan buffer pada larutan yang akan dititrasi. Seperti kita ketahui air ayang sadah berarti mengandung ion Ca²⁺ dan Mg²⁺. Ion Ca²⁺ akan lebih dahulu bereaksi dan kemudian disusul dengan ion Mg²⁺ sehingga menimbulkan perubahan warna darimerah menjai biru. Reaksi pada ion Mg²⁺ yang akan terjadi sandainya dialakukan penitrasian adalah :

MgD^- (merah) + H₂Y^2- MgY^2- + HD^2- (biru) + H⁺

Adanya perubahan warna dari merah menjadi biru pada tanpa penitrasian pada percobaan ini mungkin disebabkan oleh adanya pengompleks yang lebih kuat di alam (dalam sampel air sumur), atau mungkin juga memang di dalam sampel tersebut tidak memiliki atau mengandung ion Ca²⁺ dan Mg²⁺.

VI. KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah :

1. Kesadahan merupakan besar konsentrasi Ca dan Mg dalam air ataupun dapat diartikan sebagai daya serap air untuk mengendapkan sabun.

2. Kesadahan total dari sampel air sumur pada percobaan ini sebesar 75,22 ppm.

3. Kesadahan tetap dari sampel air sungai sumur sebesar 24,29 ppm.

4. Kesadahan sementara diperoleh dari selisih besarnya kesadahan total dengan kesadahan tetap yaitu sebesar 50,93 ppm.

DAFTAR PUSTAKA

Basset, J. dkk. 1994. Buku Ajar Vogel:Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Terjemahan A. Hadyana Pudjaatmaka dan L. Setiono. Penerbit Buku Kedokteran EGC. Jakarta.

Harjadi, W. 1993. Ilmu Kimia Analitik Dasar. PT Gramedia. Jakarta.

Khopkar. 2002. Konsep Dasar Kimia Analitik. UI Press. Jakarta.

Rival, Harrizul. 1995. Asas Pemeriksaan Kimia . UI Press. Jakarta.