91
1 MODUL MATA PELAJARAN KIMIA ANALISIS I DI SUSUN OLEH: Dra. Any Guntarti, M.Si.,Apt Mustofa Ahda, M.Sc FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS AHMAD DAHLAN YOGYAKARTA 2014

Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

1

MODUL MATA PELAJARAN

KIMIA ANALISIS I

DI SUSUN OLEH:

Dra. Any Guntarti, M.Si.,Apt

Mustofa Ahda, M.Sc

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS AHMAD DAHLAN

YOGYAKARTA

2014

Page 2: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

2

KATA PENGANTAR

Assalammu’alaikum Wr.Wb.

Alhamdulillahirobbil’alamiin, puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Alloh SWT,

sehingga kami dapat menyelesaikan bahan ajar mata kuliah Kimia Analisis 1.

Mata Kuliah Kimia Analisis 1 diberikan di semester 2 dengan bobot 2 sks.Buku ajar

ini tidak terlepas dari bantuan dan dorongan dari berbagai pihak baik moril maupun materiil.

Maka pada kesempatan ini selaku pengampu mata kuliah kimia analisis 1 mengucapkan

banyak terimakasih yang tak terhingga kepada :

1. Dekan Fakultas Farmasi Dr. Dyah Aryani P, Ph.D., M.Si., Apt.

2. Bapak Mustafa Ahda, M.Sc. selaku tim teaching

3. Semua pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah membantu

terselesainya bahan ajar mata kuliah kromatografi.

Semoga Alloh SWT membalas semua amal ibadah kita dengan pahala yang

setimpal.

Wassalammu’alaikum Wr.Wb.

Yogyakarta, 1 Februari 2014

Page 3: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

3

DAFTAR ISI

Halaman Judul I

Kata Pengantar 2

Daftar Isi 3

BAB I PENDAHULUAN KIMIA ANALISIS 4

BAB II LAJU DAN KECEPATAN REAKSI 12

BAB III TAHAPAN ANALISIS 23

BAB IV IDENTIFIKASI KATION 27

BAB V IDENTIFIKASI ANION 37

BAB VI STATISTIK DAN ANALISIS 42

BAB VII KSP 52

BAB VIII DASAR-DASAR ANALISIS KUANTITATIF 60

BAB IX GRAVIMETRI 68

BAB X PENGANTAR VOLUMETRI 78

BAB XI ARGENTOMETRI 85

DAFTAR PUSTAKA 91

Page 4: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

4

BAB I PENDAHULUAN KIMIA ANALISIS

A. Kompetensi Dasar Mahasiswa dapat mengenal ilmu analisis kualititatif dan kuantitatif

B. Indikator Pencapaian Kompetensi

1. Mampu menjelaskan ilmu analisis

2. Mampu menjelaskan sejarah

3. Mampu menjelaskan pentingnya analisis kualitatif dan kuantitatif

C. Pokok Bahasan : pendahuluan

Sub Pokok Bahasan :

1. Ruang Lingkup Kimia Analisis

2. Aplikasi Kimia Analsis

3. Pentingnya memahami kimia analisis

4. Kasus kimia Analisis

MATERI : PENDAHULUAN KIMIA ANALISIS

Kimia analisis merupakan cabang ilmu kimia farmasi yang mempelajari tentang

identifikasi (kualitatif) dan banyaknya suatu senyawa dalam suatu sampel sediaan. Kimia

analisis dibantu oleh ilmu lain yaitu ilmu statistik yang bertujuan untuk membantu

menginterprestasikan data-data yang diperoleh selama proses analisis. Sampel disini dapat

berupa senyawa organik dan senyawa organik. Selain itu sediaan sampel secara fisik dapat

dalam bentuk sediaan obat, sediaan makanan, sediaan kosmetika, bahan hayati (darah,

saliva, urin, feses, cairan tubuh lainnya), sampel lingkungan, bahan impurity.

Secara umum kimia analisis dibedakan analisis kualitatif dan kuantitatif. Kimia

analisis kualitatif dapat diartikan dengan dibantu pertanyaan APA . Sedangkan untuk kimia

analisis kuantitatif dapat dibantu dengan pertanyaan BERAPA.

Page 5: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

5

Materi yang akan dibahas dalam mata kuliah kimia analisis 1 (semester 2) yaitu :

No Minggu Ke Materi Dosen

1 1 Pendahuluan Kimia Analisis Any Guntarti

2 2 Laju dan Kecepatan Reaksi Mustafa Ahda

3 3 Tahapan Analisis Any Guntarti

4 4 Identifikasi Kation Any

5 5 Identifikasi Kation Any

6 6 Identifikasi Anion Mustafa

7 7 Statistik Dalam Analisis Mustafa

UTS

8 8 KSP Mustafa

9 9 Dasar- Dasar Analisis Kuantitatif Mustafa

10 10 Gravimetri Mustafa

11 11 Gravimetri Mustafa

12 12 Pengantar Volumetri Any

13 13 Argentometri Any

14 14 Argentometri Any

UAS

Kimia Analisis kuantitatif dapat dibedakan menjadi :

1. Analisis Kuantitatif secara konvensional yang meliputi :

a. Metode Netralisasi (Asidi-Alkalimetri).

b. Metode Oksidimetri (Permanganometri, Iodimetri, Idometri, Bromometri,

Bromatometri, Serimetri, Yodatometri)

c. Metode Argentometri

d. Metode Kompleksometri

e. Metode Khusus ( Nitrimetri, Titrasi Toluen, ....

2. Analisis Instrumental yang terdiri dari :

a. Spektrofotometri (UV, Visibel, Fluorosenci, Serapan Atom)

Page 6: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

6

b. Kromatografi (Densitometri, Kromatografi Cair Kinerja Tinggi/KCKT,

Kromatografi Gas/KG)

Dalam mempelajari kimia analisis kualitatif lebih sulit dibandingkan analisis

kuantitatif. Hal yang harus diperhatikan dalam analisis kualitatif yaitu :

2. Jenis reaksi yang terjadi.

3. Mengetahui dan faham sifat analit/senyawa yang akan dianalisis.

Sedangkan hal yang harus diperhatikan dalam analisis kuantitatif yaitu :

1. Melakukan pengukuran ulang/replikasi.

2. Mengetahui jumlah zat aktif dalam sampel sediaan.

3. Setiap pengukuran pasti ada errornya/kesalahan.

4. Memperhatikan kriteria metode yang dipilih.

5. Dibantu oleh statistik untuk mengambil kesimpulan

Ruang lingkup yang akan dipelajari dalam kimia analisis kualitatif adalah :

1.Analisis Organoleptis yang meliputi warna, bau , rasa.

Misal :

� Warna : vitamin B1, B2, B6, B12

� Bau : kunyit, kencur, kunci

� Rasa : tanin, alkaloida, saponin

2. Kandungan bahan dalam sampel

Misal :

� Sampel Obat : Vitamin C, Parasetamol, Antalgin, Theofillin, dll

� Sampel Makanan : glukosa, protein, lemak

� Bahan Tambahan Makanan (BTM) : sakarin, Na Benzoat, Na Nitrit

� BTM yang dilarang : Rhodamin, Boraks, Formalin

� Sampel Kosmetika : shampo, kosmetika rambut, antiperspiran, bedak, tabir surya, dll

� Sampel Limbah : Limbah industri, Limbah Rumah Sakit, Limbah Rumah Tangga

� Sampel cairan hayati : darah, urin, feses, saliva, dll

� Dll

Page 7: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

7

3. Data Spektrofotometri

Misal

� Panjang gelombang (nm) Ultra Violet, Visibel, fluorosenci

Respon Absorbansi (A), Emisi (I)

Spektrum beta-karoten standart

Spektrum Beta karoten pada paprika warna kuning

Page 8: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

8

• Bil gelombang (cm-1) IR

Respon gugus fungsi

Data spektogram IR ekstrak etanol kulit buah manggis

4. Data kromatografi

Misal

• Kromatografi planar : Rf/Rh

Main chemical constituents are - Hydroxyanthraquinone Rhein

(Rf 0.45) � non polar

- Tannin (Rf 0.02) � polar

Page 9: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

9

Kromatografi kolom : tR

Data kuantitatif : AUC (Area Under Curva)

Page 10: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

10

Kasus-kasus yang Hubungannya dengan Ilmu Kimia Analisis adalah :

1.Tragedi Talidomida

Merupakan senyawa obat turunan amfetamin. Terjadi tragedi sekitar tahun 1955 –

1961. Obat ini digunakan oleh Ibu hamil sebagai anti muntah dan penenang. Karena

penggunaannya terlalu berlebihan, maka banyak bayi lahir cacat bawaan, yaitu tidak punya

tangan dan kaki. Akhirnya pada tahun 1962 amfetamin dilarang digunakan

2. Tragedi Minamata (Jepang) dan Teluk Buyat (Indonesia)

Minamata adalah nama dari sebuah teluk yang ada di Jepang. Nippon Nitrogen

Fertilizer, 1908, cikal bakal Chisso Co Ltd dengan produksi utama pupuk urea menggunakan

merkuri sebagai katalisator dan kemudian membuang limbahnya langsung ke teluk

Minamata. Tahun 1956 kecurigaan mulai muncul setelah direktur RS Chisso melaporkan ke

Pusat Kesehatan Masyarakat Minamata atas masuknya gelombang pasien dengan gejala

sama : kerusakan sistem saraf. Pada tahun 1963 para peneliti dari Universitas Kumamoto

sudah menyebutkan bahwa penyebabnya adalah senyawa metil-merkuri yang ada pada

kerang teluk tersebut dan pada limbah yang ada di sana. Pada tahun 1965, efek dari limbah

merkuri menyebar ke Prefektur Niigata daerah tetengga dari Minamata, dan pada tahun

1968 pemerintah Jepang baru menyadari bahwa sumbernya adalah senyawa metil-merkuri

yang dibuang Chisso. Pada level yang ringan ditemukan orang-orang dengan mulut kebal

sehingga tidak peka terhadap rasa dan suhu, hidung tidak peka bau, mudah lelah, dan

sering sakit kepala. Suatu hal yang sepertinya berupa keluhan biasa-biasa saja, tetapi

membuat hidup sehari-hari menjadi susah.

Pada level berikutnya, mereka yang terserang sistem sarafnya, termasuk otak, tidak

bisa mengendalikan gerakan-gerakan tangan dan kakinya, telinga berdenging sampai tuli,

daya pandang mata menyempit, bicara susah, dan gerakan tubuh secara keseluruhan jadi

sulit. Sebagian lagi pingsan, gila, atau mati dalam sebulan setelah serangan penyakit ini.

Yang mengerikan, banyak bayi-bayi yang dilahirkan dengan cacat bawaan.

Akibat penggunaan logam Hg yang berlebihan dan mencemari lingkungan, sehingga

terjadi bioakumulasi didalam Teluk Minamata dan teluk Buyat. Timbul pencemaran

lingkungan dengan munculnya gejala-gejala keracunan logam Hg.

Page 11: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

11

3. Tragedi Napoleon

Seorang Raja dari Negara Perancis, yang awalnya meninggal dengan dugaan

akibat serangan jantung. Kurang lebih 10 tahun, dibongkar makamnya, diambil sampel

rambutnya. Diuji laboratorium kadar As (logam arsen) sangat tinggi. Kesimpulan, Napoleon

meninggal karena diracun.

4. Keracunan Obat, Makanan, Kosmetika, Bahan Tambahan Makanan/BTM.

Misalnya : Keracunan Al (khelating agent) protein

Boraks, Rhodamin, Formalin, merupakan BTM yang dilarang

Sakarin, Benzoat, NaNO2 , merupakan BTM tetapi ada batasannya

Pemutih untuk kosmetika (hidroquinon, Hg)

5. Limbah Lingkungan / Pencemaran

Misalnya : Pencemaran Udara : SO2, CO2, NO2, CH4

Pencemaran Tanah : pestisida, logam berat

Pencemaran Air : limbah organik, unorganik, mikroba.

Pencemaran emisi : radiasi

Pencemaran Bahan Berbahaya (lab., HC, dll)

Page 12: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

12

BAB II

LAJU REAKSI

A. Kompetensi Dasar Mahasiswa dapat memehami tentang laju reaksi dalam reaksi kimia

B. Indikator Pencapaian Kompetensi

1. Mampu menjelaskan definisi laju reaksi

2. Mampu menjelaskan factor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

3. Mampu menjelaskan hubungan konsentrasi terhadap laju reaksi

C. Pokok Bahasan : pendahuluan

Sub Pokok Bahasan :

1. Definisi laju reaksi dan

2. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

3. Hubungan konsentrasi terhadap laju reaksi

MATERI : LAJU REAKSI

Definisi Laju

Reaksi kimia dapat berlangsung secara cepat dan dapat juga berlangsung secara

lambat. Hal ini karena reaksi kimia sangat tergantung pada laju reaksinya. Oleh karena itu

maka memahami laju reaksi suatu reaksi kimia sangat penting. Reaksi kimia sendiri selalu

berkaitan dengan perubahan reaktan menjadi produk. secara singkat apabila senyawa A

berubah menjadi senyawa B dapat dituliskan sebagai berikut :

Reaksi kimia:

A → B

dimana : A sebagai Pereaksi atau reaktan

B sebagai produk

Perubahan senyawa A menjadi B diikuti dengan adanya penurunan konsentrasi A dan

penambahan konsentrasi B. Hal ini sering kita kenal dengan istilah laju. Laju reaksi

didefinisikan sebagai penurunan konsentrasi reaktan persatuan waktu ataupun penambahan

konsentrasi produk persatuan waktu (Gambar 1).

Page 13: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

13

Gambar 1. Perubahan produk dan pereaksi selama waktu t

Misalkan peruaian N2O5 membentuk NO2 dan O2 maka definisi laju reaksinya :

reaksi :

a. Berkurangnya konsentrasi N2O5 dalam satuan waktu

b. Bertambahnya mol NO2 dan O2 dalam satuan waktu

definisi laju reaksi kimia dapat ditentukan dengan persamaan secara matematis yang

ditulis sebagai berikut :

Contoh penerapan definisi laju reaksi sebagai berikut :

Persamaan laju reaksi dapat ditulis

Persamaan Laju Reaksi

Laju reaksi memiliki hubungan kuantitatif dengan perubahan konsentrasi dan persamaan

laju reaksinya dapat dituliskan :

dimana : k sebagai konstanta laju reaksi

x sebagai orde reaksi

Page 14: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

14

Contoh penerapan persamaan laju reaksi dalam reaksi peruaian N2O5 ialahH

Reaksi

Persamaan laju reaksi peruaian N2O5 dapat dituliskanH

Persamaan laju reaksi peruaian N2O5 secara lengkap dapat dituliskan sebagai berikutH

sehingga persamaan lajunya dapat dituliskan menjadi

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

a. Luas permukaaan sentuh zat yang bereaksi

Pengaruh luas permukaan sentuh mampu mempengaruhi laju reaksi didasarkan

pada proses tumbukan. semakin besar proses tumbukan terjadi maka laju reaksi

akan meningkat. Hal ini berarti apabila luas permukaan sentuh meningkat maka

ukuran partikel molekul tersebut makin kecil sehingga kemungkinan tumbukan

semakin banyak dan mampu meningkatkan laju reaksi. Kasus pada benda yang

memiliki luas permukaan yang kecil maka proses tumbukan yang terjadi semakin

kecil sehingga laju reaksinya semakin lambat. Ilustrasi pengaruh luas permukaan

sentuh seperti Gambar 2.

Page 15: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

15

Gambar 2. Ilustrasi pengaruh luas permukaan dalam pembentukan produk

b. Konsentrasi zat yang bereaksi

Luas permukaaan sentuh dan konsentrasi reaktan/pereaksi merupakan factor

internal dalam mempengaruhi laju reaksi. konsentrasi reaktan dapat meningkatkan

laju reaksi karena semakin tinggi konsentrasi maka jumlah partikelnya akan semakin

banyak sehingga kemungkinan proses tumbukan akan semakin besar terjadi

sehingga pembentukan produk semakin cepat. Oleh karena itu maka reaksi akan

lebih cepat terjadi.

c. Suhu lingkungan saat bereaksi

Laju reaksi sangat dipengaruhi oleh suhu lingkungan. suhu dan katalis merupakan

factor eksternal yang mempengaruhi laju reaksi. pengaruh suhu terhadap laju reaksi

karena mampu meningkatkan energy kinetic dari reaktan/pereaksi sehingga molekul

yang mencapai energy aktivasi tumbukannya semakin meningkat dan hal ini

menyebabkan meningkatkan laju reaksinya. Hal ini sesuai seperti apa yang

dikemukakan oleh Arrhenius pada persamaan berikut :

Dimana :

k = konstanta laju

A = faktor frekuensi

Ea = energi aktivasi (J/mol)

R = kostanta gas (8,314 J/K.mol)

T = suhu mutlak (K)

Page 16: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

16

d. Katalis yang digunakan dalam reaksi

Penggunaan katalis berfungsi untuk menurunkan energy aktivasi sehingga mampu

memperbanyak terjadinya tumbukan (Gambar 3). Oleh karena itu penggunaan

katalis dapat mempercepat laju reaksi. Pengaruh katalis dalam reaksi :

a. Terlibat dalam jalannya reaksi akan tetapi akan dilepaskan kembali setelah

reaksi

b. Mempercepat laju reaksi

c. Menurunkan energy aktivasi, tetapi tidak menurunkan energy enthalpi

Gambar 3. katalis dalam menurunkan energy aktivasi suatu reaksi

Orde reaksi

Orde reaksi merupakan pangkat konsentrasi yang menunjukkan tinggkat reaksi suatu zat

dan yang perlu diperhatikan bahwa orde reaksi tidak ditentukan berdasarkan koefisien

reaksinya akan tetapi berdasarkan hasil eksperimental.

beberapa jenis orde reaksi yang umum ialahH

a. Orde Nol

Suatu reaksi yang memiliki orde reaksi nol maka laju reaksinya tidak dipengaruhi

oleh konsentrasi (konstan).

Oleh karena itu laju reaksinya digambarkan seperti Gambar 4.

Gambar 4. Laju reaksi dengan orde reaksi nol

Page 17: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

17

b. Orde Satu

Laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi pereaksi/reaktan. Apabila

konsentrasi dinaikkan dua kali maka laju reaksinya akan lebh cepat dua dua kali dari

semula.

Gambar 4. menunjukkan hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi dimana

kenaikan konsentrasi dapat meningkkatkan laju reaksinya (Gambar 5)

Gambar 5. Laju reaksi dengan orde 1

c. Orde Dua

Laju reaksi pada reaksi yang memiliki orde reaksi dua maka kenaikan laju reaksinya

akan sebanding dengan kenaikkan konsentrasinya pangkat dua. apabila

konsentrasinya dinaikkan dua kali maka laju reaksinya akan lebih cepat empat kali

dibandingkan semula.

Hubungan laju reaksi dengan konsentrasi untuk reaksi yang memiliki orde dua

seperti Gambar 6.

Gambar 6. Laju reaksi dengan orde 2

d. Orde Tiga

Reaksi yang memiliki orde tiga maka laju reaksinya akan sebanding dengan

kenaikkan konsentrasinya pangkat 3.

Page 18: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

18

Hubungan laju reaksi dengan konsentrasi pada reaksi yang memiliki orde 3 seperti

Gambar 7.

Gambar 7. Laju reaksi dengan orde 3

Penentuan Orde Reaksi

Orde reaksi itu tidak ditentukan dari koefisien reaksi, akan tetapi orde reaksi ditentukan dari

hasil eksperimental. Penentuan orde reaksi dapat ditentukan dengan cara membandingkan

antara dua percobaan dan senyawa lain harus dibuat tetap.

Contoh :

Hasil eksperimen suatu peruaian N2O5 sebagai berikut :

Reaksi

Berapa orde reaksi NO dan Br2 dan orde reaksi totalnyaH.?

jadi orde reaksi NO adalah 1

Page 19: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

19

Jadi Orde reaksi Br2 adalah 2

Orde reaksi total adalah 1+2 = 3

maka persamaan laju reaksinya dapat dituliskanH

Penentuan orde reaksi dapat juga ditentukan dari hasil integral berdasarkan hasil

eksperimental dengan mengamati perubahan konsentrasi reaktan/pereaksi dan produk

dalam waktu.

Hasil integral beberapa orde sebagai berikut :

Reaksi :

A → B

a. Orde nol

Proses reaksi kimia yang laju reaksinya memiliki orde nol dapat ditentukan proses

laju reaksinya dengan membuat plot grafik antara [At] vs t. Hal ini karena hasil

integralnya memilki persamaan :

Grafik antara [At] vs t, akan membentuk suatu grafik linier seperti Gambar 8.

Gambar 8. ploting [At] vs t

Page 20: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

20

b. Orde Satu

Prose reaksi kimia yang laju reaksinya memiliki orde satu maka proses laju reaksinya

dapat ditentukan dengan membuat plot ln [At] vs t. Hal ini karena hasil integralnya

memiliki persamaan :

Grafik antara ln [At] vs t, akan membentuk suatu grafik linier seperti gambar 9.

Gambar 9. Ploting ln[At] vs t

c. Orde dua

Reaksi yang laju reaksinya memiliki orde 2 maka penentuan laju reaksinya dapat

dilakukan dengan membuat plot 1/[At] vs t. Hal ini karena hasil integralnya seperti

persamaan :

Grafik antara 1/[At] vs t, akan membentuk grafik linier seperti gambar 10.

Gambar 10. Ploting 1/[At] vs t

Page 21: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

21

Hasil grafik tersebut kemudian dicari harga korelasinya (r), dimana harga r

yang mendekati 1 atau -1 yang dipilih bahwa reaksi tersebut mengikuti orde yang

harga r mendikati 1 atau -1. Ringkasan tentang laju reaksi dan waktu paruh seperti

tabel berikut :

Contoh Soal

1. Tentukan orde reaksi total dan laju reaksinya berdasarkan data dan reaksi berikut.

Dari reaksi 2NO(g) + Br2(g) → 2NOBr(g)

No. (NO) mol/l (Br2) mol/l Kecepatan Reaksi

mol / 1 / detik

1. 0.1 0.1 12

2. 0.1 0.2 24

3. 0.1 0.3 36

4. 0.2 0.1 48

5. 0.3 0.1 108

2. Pada penentuan kecepatan reaksi :

As. Salisilatawal (M) As. Asetat anhidrat awal (M) Kecepatan reaksi (M/s)

0.1 0.20 0.02

0.2 0.20 0.08

0.3 0.20 0.18

0.3 0.40 0.36

0.3 0.60 0.54

Page 22: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

22

Data di atas tentukan:

a. orde reaksi x

b. orde reaksi y

c. orde reaksi total

d. persamaan laju reaksi

e. ketetapan laju reaksi

3. Tentukan orde dan persamaan laju reaksinya dari data berikut ini.

Page 23: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

23

BAB III

TAHAPAN DALAM ANALSIS

A. Kompetensi Dasar

Mahasiswa dapat menjelaskan dan memahami tahapan dalam analisis kualitatif dan

kuantitatif

B. Indikator Pencapaian Kompetensi

1. Mampu menjelaskan teknik pengambilan sampel

2. Mampu menjelaskan teknik preparasi sampel sebelum analisis

3. Mampu menjelaskan kesalahan-kesalahan dalam proses analisis

4. Mampu menjelaskan kriteria suatu metode.

C. Pokok Bahasan : Tahapan Analisis

Sub Pokok Bahasan :

1. Cara Pengambilan

2. Preparasi sampel

3. Kesalahan dalam analisis

4. Kriteria suatu metode analisis

MATERI : TAHAPAN ANALISIS

Dalam suatu analisis, tahapan sangatlah menentukan keberhasilan tujuan

analisisnya. Oleh karena mahasiswa perlu memahami dan merencanakan bagaimana

tahap-tahap dalam analisis. Dalam analisis kuantitatif, tahapan analisisnya yaitu :

1.Pengambilan sampel

Pengambilan sampel merupakan masalah yang sangat penting dalam analisis kimia.

Sebab untuk mengetahui kadar suatu senyawa tertentu dalam sejumlah bahan/obat yang

diambil dari bahan/obat yang diselidiki, yang disebut SAMPEL. Cara pengambilan sampel

padat berbeda dengan cara pengambilan zat cair, dan berbeda pula dengan gas.

Berdasarkan prinsip tersebut dikenal 2 macam cara pengambilan sampel dalam analisis

yaitu :

Page 24: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

24

a. Random / acak : Cara pengambilan sampel ini dilakukan terhadap bahan

yang serba homogen atau dianggap serba sama. Misalnya : larutan sejati,

batch tablet, ampul dan sebagaimana.

b. Representatif : Jika yang diambil sampelnya tidak homogen. Dalam hal ini

pengambilannya harus dilakukan pada tempat yang berbeda (atas,

bawah, tengah, samping, dsb). Kemudian dicampur secara homogem,

kemudian sampel diambil secara random untuk dianalisis. Cara ini

biasanya dilakukan untuk sampel nabati, misalnya : serbuk opium, daun

digitalis.

2. Mengubah analit

Mengubah analit disesuaikan dengan tujuan analisisnya. Yaitu mengubah analit

berdasarkan sifat kimia yang digunakan. Misalnya senyawa bentuknya garam, ingin

digunakan dalam bentuk bebasnya (apakah asam atau basa), maka diawali dengan proses

salting out. Sehingga akan sesuai dengan metode yang dipilih.

3.Pengukuran

Pengukuran disini merupakan hasil pengolahan data yang diperoleh dari proses

percobaan di laboratorium. Pengukuran harus memenuhi syarat kaidah pengukuran secara

kuantitatif. Alat yang digunakan, timbangan yang digunakan, dll.

4. Perhitungan

Dalam kimia analisis untuk menampilkan hasil akhir dibantu dengan ilmu statistika,

yang mempunyai tujuan untuk menginterprestasikan data yang diperoleh. Walaupun

berbeda tetapi jika uji statistik menyatakan tidak berbeda, maka yang dipilih sesuai dengan

kesimpulan uji statistik.

validasi analisis

Penimbangan

Tujuan penimbangan dalam kimia analisis adalah untuk mengetahui kuantita bahan

dalam analisis. Neraca analitik mempunyai ketelitian baca : 0,1 mg. Daya muat 100 – 200 g.

Ada 4 sikap menimbang menimbang

1. Skip nol (a)

Page 25: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

25

2. Sikap setimbang (b)

3. Sikap setimbang + 1 mg (c)

4. Sikap nol (d)

Kepekaan : b – c = e

Sikap nol rata-rata : a + d / 2 = f

Berat sampel = berat (g) + (b-f/e) mg

Syarat-syarat neraca yang baik :

1.Akurat/teliti.

2.Stabil.

3.Peka (pada muatan rata-rata harus menunjukkan berat sampai 0,1 mg)

Cara Preparasi sampel sebelum dianalisis

1.Mengetahui Senyawa aktif yang dianalisis

a. Tunggal, atau campuran.

b. Kenali sifat fisika kimia

2. Jenis sampel, apakah bentuk sediaan cair, padat, gas, semi padat.

3. Perkiraan Kadar.

4. Pemilihan Metode.

Faktor-Faktor dalam pemilihan metode :

1. Tujuan analisis

2. Macamnya bahan yang akan digunakan

3. Jumlah bahan

4. Validasi yang diinginkan

5. Lamanya waktu yang diinginkan

6. Peralatan yang tersedia

Page 26: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

26

Kesalahan dalam analisis kuantitatif 1.Kesalahan random / indeterminate error

Kesalahan ini biasanya merupakan kesalahan kecil sehingga nilai rata-rata yang

diperoleh tidak begitu menyimpang jauh dari nilai sesungguhnya (true value) Kesalahan ini

akan diperkecil dengan melakukan pengukuran yang berulang-ulang. Kesalahan random

dapat digambarkan sebgai kurva normal. Kesalahan random tidak bisa dihindari tetapi dapat

diminimalkan.

2. Kesalahan sistematik / determinate error

Kesalahan ini berbeda dengan kesalahan random, kesalahan ini bersifat

ajeg/konstan yang menyebabkan penyimpangan tertentu dari rata-rata. Diantaranya :

kesalahan personal dan operasi, kesalahan alat dan pereaksi, kesalahan metode. Untuk

menghindari kesalahan ini dapat dengan : kalibrasi, penetapan blangko, penetapan kontrol,

penetapan satu seri PK, PK dengan berbagai metode.

3. Gross error

- diulang

- dideteksi dari awal

Sumber Kesalahan

1. Sampling

2. Penimbangan

3. Alat

4. Personil

5. Prosedur

6. Metoda

Kriteria Suatu Metoda 1.Tepat (Precise) : Dalam satu seri pengukuran dapat diperoleh hasil yang satu sama lain

hampir sama. Dalam hal ini seringkali ada 2 istilah yaitu (a) Keterulangan (repeatibility) yaitu

ketepatan pada kondisi percobaan yang sama baik orangnya, alatnya, tempat, dan

waktunya dan (b) Ketertiruan (reproducibility) yaitu ketepatan pada kondisi percobaan yang

berbeda baik orangnya, peralatan, tempat, dan waktunya.

2. Teliti (accurate) : nilai rata-rata sangat dekat dengan nilai sesungguhnya (true value)

x = ц

3. Selektif : Untuk senyawa campuran

4. Sensitif : Untuk kadar rendah

5. Spesifik : Hanya senyawa tertentu

6. Praktis :Mudah dan murah

Page 27: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

27

BAB IV PEMISAHAN DAN IDENTIFIKASI KATION

A. Kompetensi Dasar

Mahasiswa dapat memahami pemisahan dan identifikasi kation golongan I, II. III

B. Indikator Pencapaian Kompetensi

1.Mampu menjelaskani pemisahan kation gologan I

2. Mampu menjelaskani pemisahan kation gologan II

3.Mampu menjelaskani pemisahan kation gologan III

4.Mampu menjelaskani pemisahan kation gologan IV

5.Mampu menjelaskani pemisahan kation gologan V

C. Pokok Bahasan : Penggolongan dan Identifikasi Golongan

Sub Pokok Bahasan :

1.Pemisahan golongan I dan identifikasinya

2.Pemisahan golongan II dan identifikasinya.

3.Pemisahan golongan III dan identifikasinya.

4.Pemisahan golongan IV dan identifikasinya.

5.Pemisahan golongan V dan identifikasinya.

MATERI : IDENTIFIKASI KATION

Dalam analisis kualitatif kation dan anion, ada tiga skala yaitu Zat yang dirujuk dalam

konstituen mayor apabila kandungan zat yang dirujuk > 1 %, konstituen minor apabila zat

yang dirujuk 0,01 – 1 %, sedangkan yang termasuk trace elemen < 0,01 %. Istilah tersebut

sangatlah kasar, yang harus diingat adalah konsentrasi ion-ion tidak berubah. Untuk pilihan

analisis biasanya menggunakan analisis makro dan semimikro. Tehnik penggunakan

semimikro mempunyai keuntungan, yaitu :

1.Lebih hemat dalam skala laboratorium.

2. Kecepatan reaksi lebih tinggi dengan penggunaan bahan yang kecil.

3. Ketajaman pemisahan lebih efisien.

4. Pengguaan H2S yang lebih sedikit.

5. Ruangan lebih hemat/kecil.

6. Bahan-bahan untuk latihan kuantitas yang lebih sedikit.

Page 28: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

28

Analisis kualitatif menggunakan 2 macam uji, yaitu uji kering dan uji basah.

A. Uji kering

Uji ini jarang digunakan, tetapi seringkali uji kering ini memberikan manfaat dalam

waktu yang singkat dalam skala tertentu. Jenis-jenis uji reaksi kering :

1. Uji pemanasan

zat ditaruh dalam tabung reaksi kecil, dipanasi dalam sebuah nyala Bunsen. Hasil

pengamatan dapat berupa peristiwa sublimasi, penguapan, pelelehan, penguraian,

perubahan warna, keluarnya gas tertentu yang dapat dikenali.

2. Uji Pipa Tiup

Dengan menggunakan nyala Bunsen, dapat diamati suatu nyala mereduksi dan nyala

mengoksidasi.

3. Uji Nyala

Dapat dipelajari dari sturuktur nyala Bunsen tak terang. Struktur nyala Bunsen tak

terang terdiri dari 3 bagian. Yaitu (1) kerucut biru dalam ADB , yang terdiri dari sebagian

besar dari gas yang terbakar (2) ujung terang D, (3) selubung luar ACBD, disini terjadi

pembakaran sempurna.

Bagian-bagian utama nyala, menurut Bunsen, dinyatakan seperti dalam gambar dibawah ini

Zona temperatur bawah (a) dimanfaatkan untuk menguji zat-zat yang atsiri (mudah

menguap).

Bagian terpanas nyala (b) yang digunakan sebagai pelelehan dan terletak kira-kira

sepertiga ketinggian nyala dan sama jauh dari selubung dalam dan selubung luar.

Zona mengoksidasi bawah (c) terletak pada batas luar b ,digunakan untuk mengoksidasi

yang larut dalam manik boraks, Na2CO3.

Zona pengosida atas (d) terdiri dari ujung tidak terang dari nyala , banyak oksigen di zona

ini, tidak sepanas di zona c., semua proses oksidasi dapat dilakukan disini.

Page 29: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

29

Zona mereduksi atas (e) adalah ujung kerucut biru dalam, kaya akan Karbon yang dapat

memijar, digunakan untuk mereduksi kerak menjadi logam.

Zona mereduksi bawah (f) terletak pada pinggir dalam dari selubung disebelah kerucut

biru, disini gas –gas pereduksi bercampur dengan oksigen dari udara, kurang kuat bila

dibandingkan dengan e dalam hal mereduksi

.

5. Uji Manik Boraks

Sehelai kawat platinujm digunakan untuk uji manik boraks. Ujung kawat dibelokkan

menjadi suatu lingkaran kecil. Lingkaran dipanasi dalam nyala Bunsen sampai membara,

kemudian dengan cepat dibenamkan dalam bubuk boraks Na2B4O7.10H2O. Zat padat yang

menempel ditaruh dalam bagian yang terpanas; maka garam akan membengkak ketika

melepaskan air kristalnya dan akan menyusut sebesar lingkaran dalam kawat platina.

Bentuk manik mirip kaca, tembus cahaya, tidak berwarna, terbentuk Natrium metaborat dan

anhidrida borat. Reaksi :

Na2B4O7 2NaBO2 + B2O3

Manik yang kharasteristik berwarna, dihasilkan dengan garam Cu, Fe, Cr, Mn, Co

dan Ni. Manik borat berwarna karena terbentuknya borat berwarna. Misal garam Cu dalam

nyala mengoksid diperoleh :

Na2B4O7 2NaBO2 + B2O3

CuO + B2O3 Cu (BO2)2

6. Uji Manik Fosfat

Manik fosfat dibuat sama dengan manik boraks, hanya disini digunakan garam

Natrium amonium hidrogen fosfat tetrahidrat : Na(NH4)HPO4.4H2O. Manik tidak

berwarna,tembus cahaya, mengandung natrium metafosfat :

Na(NH4)HPO4 NaPO3 + H2O + NH3

Bereaksi dengan oksida logam untuk membentuk metafosfat, yang seringkali

berwarna. Manik fosfat biru diperoleh dengan garam Co.

NaPO3 + CoO NaCoPO4

7. Uji Manik Natrium Karbonat

Uji manik ini disiapkan dengan melelehkan sedikit Na2CO3 pada lingkaran kawat

platina pada nyala Bunsen, dihasilkan pantulan putih tidak tembus cahaya. Jika

Page 30: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

30

pantulan ini dibasahi, dibenamkan ke dalam sedikit KNO3, dan sedikit serbuk Mn,

kemudian seluruhnya dipanasi dalam nyala mengoksid, akan terbentuk warna hijau

dari Na manganat.

MnO + Na2CO3 + O2 Na2MnO4 + CO2

Manik berwarna kuning diperoleh dengan senyawa Cr, yang disebabkan produksi Na

kromat.

2Cr2O3 + 4Na2CO3 + 3O2 4Na2CrO4 + 4CO2

8. Uji spektroskopi

Terbentuknya nyala yang berwariasi karena adanya monokromator. Dipelajari di

Mata kuliah Spektroskopi

B. Uji Basah

Uji ini dibuat zat dalam larutan-larutan. Suatu reaksi berlangsung (a) terbentuk

endapan, (b) pembebasan gas, (c) perubahan warna,. Mayoritas reaksi analisis kualitatif

dengan menggunakan reaksi basah.

Diiantara alat yang digunakan untuk reaksi basah yaitu : tabung reaksi, gelas piala,

labu erlenmeyer, batang pengaduk, pipet tetes, pipet volume, pipet ukur, dll. Proses yang

melibatkan reaksi basah adalah :

- Pelarutan

- Pengendapan

- Penyaringan

- Pencucian

- Reaksi warna.

-

Untuk analisis kualitatif golongan kation, dibagi dalam lima golongan berdasarkan

sifat-sifat kation tersebut terhadap beberapa reagensia, disebut reagensia golongan secara

sistematik. Hal ini akan memberikan informasi ada dan tidaknya kation dan dapat juga untuk

memisahkan golongan selanjutnya.

Reagensia golongan yang digunakan secara umum untuk klasifikasi kation yaitu :

asam klorida (HCl), asam sulfida (H2S), ammonium sulfida (NH4)2S dan ammonium karbonat

(NH4)2CO3. Klasifikasi ini didasarkan apakah kation dapat bereaksi dengan reagensia-

reagensia ini, dengan membentuk endapan atau tidak.

Page 31: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

31

Jadi klasifikasi disini secara umum didasarkan atas perbedaan kelarutan dari klorida

, sulfida, dan karbonat dari kation tersebut. Kelima golongan kation dan ciri-ciri khas

golongan-golongan ini adalah:

Golongan 1

Kation golongan ini membentuk endapan dengan asam klorida. Yaitu : Pb/timbel,

Hg/merkuri, Ag/perak.

Golongan II

Golongan kation ini tidak bereaksi dengan HCl tetapi membentuk endapan dengan asam

Sulfida (hidrogen sulfida) dalam suasana asam mineral encer.

Ion –ion golongan ini IIA : Hg(II), Cu, Bi, Cd, tidak dapat larut dalam amonium polisulfida.

Ion-ion golongan IIB : As (III,IV), Sb (III, IV), Pb (II, III, IV), larut dalam amonium polisulfida.

Golongan III

Kation golongan ini tidak bereaksi dengan HCl encer dan H2S dalam suasana asam mineral

encer. Tetapi membentulk endapan dengan larutan amonium sulfida dalam suasana netral

atau amoniakal.

Ion-Ion golongan III A : Fe (II. III)., Cr (III), Al.

Ion–ion Golongan III B: Co (II), Ni (II), Zn dan Mn

Golongan IV

Kation golongan ini tidak bereaksi dengan kation pada golongan I, II, III. Kation golongan IV

membentuk endapan dengan amonium karbonat dengan adanya amonium klorida, dalam

suasana netral atau sedikit asam.

Ion-ion golongan IV : Ca. Ba, Sr

Golongan V

Disebut golongan sisa, yaitu kation-kation yang tidak bereaksi dengan reagensia

sebelumnya.

Page 32: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

32

Ion-ion golongan V : Mg, Na, K, NH4

Hal-hal yang harus diperhatikan dalam mempelajari reaksi ion :

1. Stabilitas reagensia yang digunakan

2. Hati-hati karena reagensia bersifat racun.

3. Reagensia yang sangat beracun, diberi tanda khusus (RACUN/BAHAYA)

4. Reagensia dalam bentuk Molaritas (M)

Penjelasan Per Golongan Kation.

Kation Golongan I

Page 33: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

33

Kation Golongan II

Page 34: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

34

Kation Golongan III

Page 35: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

35

Kation Golongan IV

Page 36: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

36

Kation Golongan V

Untuk uji analisis secara lengkap tiap ion dapat dilihat buku :

Vogel Analisis anorganik kualitatif mikro dan semimikro

Page 37: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

37

BAB V

PEMISAHAN DAN IDENTIFIKASI ANION

A. Kompetensi Dasar

Mahasiswa dapat memahami proses pemisahan dan identufukasi anion

B. Indikator Pencapaian Kompetensi

1.Mampu menjelaskan tentang proses pemisahan dan identifikasi anion

2.Mampu menjelaskan penggolongan anion dan memahami dasar identifikasinya

C. Pokok Bahasan : Pengantar Volumetri

Sub Pokok Bahasan :

1. Pembagian golongan anion

2. Pemisahan dan identifikasi anion

MATERI : PEMISAHAN DAN IDENTIFIKASI ANION

Penggolongan Anion

Identifikasi anion merupakan salah satu analisis kualitatif untuk melihat ada tidaknya

suatu anion tertentu dalam suatu sampel. Identifikasi merupakan hal penting yang harus

dilakukan pertama karena ini mendukung untuk analisis kuantitatif dalam menentukkan

jumlah kadar senyawa yang terdapat dalam suatu sampel. Diagram mengenal adanya anion

dan kation dalam suatu senyawa seperti gambar 1.

Gambar 1. Ilustrasi Identifikasi anion dalam suatu senyawa

Page 38: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

38

Materi identifikasi anion ini tidak hanya sebagai dasar analisis kualitatif saja

melainkan dapat juga digunakan sebagai proses pemisahan anion. Oleh karena itu, Materi

identifikasi anion ini akan dikelompokkan menjadi sekitar 5 golongan agar mudah

memahami dasar pemisahan anion yang saling bercampur dalam satu sampel.

Penggolongan anion berdasarkan ketidaklarutan suatu garam menjadi 5 golongan

a. Golongan I : Garam Ca tidak larut

b. Golongan II : Garam Ba tidak larut

c. Golongan III : Garam Zn tidak larut

d. Golongan IV : Garam Ag tidak larut

e. Golongan V : Garam sisanya.

Pembagian anion berdasarkan pembentukan garam yang tak larut merupakan cara

memudahkan memahami prinsip pemisahan anion misalnya garam Ca tak larut hanya akan

terjadi bila Ca bereaksi dengan anion-anion seperti :

Sedangkan Golongan II yang membentuk garam Ba tak larut biasanya Ba2+ akan

bereaksi membentuk endapan seperti :

Golongan III merupakan anion yang jika bereaksi dengan Zn2+ akan membentuk

endapan garam Zn tak larut contoh garam Zn tak larut adalah

Sedangkan untuk golongan IV ialah anion yang membentuk garam Ag tak larut jika

bereaksi dengan Ag+, Contohnya seperti berikut :

Page 39: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

39

Sedangkan anion golongan lima merupakan anion sisanya yang tidak membentuk

garam tak larut dengan Ca2+, Ba2+, Zn2+ dan Ag+ contohnya sebagai berikut :

Pemisahan dan identifikasi anion

Pembagian golongan seperti ini membantu proses pemisahan dan identifikasi anion

dalam suatu sampel. Berikut ini contoh kasus dalam identifikasi anion dan proses

pemisahannya. Metode pemisahan ini dilakukan karena dalam suatu campuran bisa jadi

hasil satu dengan yang lain dapat menganggu hasil analisis. Metode pemisahan dalam

identifikasi dapat dilakukan dengan mengendapkan salah satunya dan melarutkan yang

satunya dengan agen pengendap. Gambar . merupakan ilustrasi proses pemisahan anion

dalam suatu campuran.

Misal Proses identifikasi tanpa pemisahan

Apabila dalam suatu sampel diduga mengandung suatu anion SO42- dan CO3

2- maka

bagaimana proses identifikasinyaH?

Kasus ini identifikasi tanpa pemisahan maka sampel ditambahkan agen pengendap

yaitu Ca dan Ba. Hal ini Ca akan membentuk endapan tak larut seperti golongan I dan Ba

juga akan membentuk endapan tak larut seperti golongan II. Kelemahan tidak dipisahkan

ternyata baik Ba dan Ca akan mengendapkan anion SO42- dan CO3

2- dengan endapan putih

semua. Untuk membedakan endapan anion apa perlu uji selanjutnya dengan penambahan

asam akan timbul gas CO2 yang menandakan endapan tersebut berasal dari anion CO32-.

Hal ini akan menjadi masalah jika dalam identifikasi anion S2- dan CO32- yang mana

Ag akan membentuk endapan hitam seperti Ag2S dan endapan putih Ag2CO3. Warna yang

terbentuk menjadi tidak murni hitam atau putih. Oleh karena itu, proses pemisahan lebih

baik dilakukan supaya endapan yang terbentuk bisa dipastikan. Proses pemisahannya

dengan mengendapkan CO32- dengan Ca sehingga membentuk endapan tak larut seperti

golongan I.

Misal proses identifikasi dengan pemisahan

kasus I

Apabila dalam suatu sampel diduga mengandung suatu anion S2- dan CO32- maka

bagaimana proses pemisahan dan identifikasinyaH?

Page 40: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

40

Kasus II

Apabila suatu sampel diduga terdapat kandungan anion berupa Cl dan CO32- maka

bagaimana metode pemisahan dan identifikasinyaH?

Kasus ini akan menganalisis kandungan anion Cl yang merupakan golongan 4 dan

anion CO32- yang merupakan golongan 1 maka pertama ditambahkan larutan Ca2+ dengan

skema identifikasinya sebagai berikut :

Sampel X (Uji kualitatif S2-dan CO3

2-

ditambahkan Ca dalam keadaan Alkalis/netral

Golongan I

endapan CaCO3

Golongan IV

Tapisan

ditambah HCl akan

muncul gas (+) CO32-

ditambah Pb asetat

muncul endapan hitam

( + ) S

Sampel X (Uji kualitatif Cl dan CO32-

ditambahkan Ca dalam keadaan Alkalis/netral

Golongan I

endapan CaCO3

Golongan IV

Tapisan CaCl2

ditambah HCl akan

muncul gas (+) CO32-

ditambah AgNO3

dalam asam muncul

endapan putih ( + ) Cl

Page 41: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

41

Contoh soal :

1. Apabila suatu sampel diduga mengandung CO32- dan SO4

2- Bagaimana metode

pemisahasan dan identifikasinyaH?

2. Apabila suatu sampel diduga mengandung Br- dan I-, Bagaimakah metode

pemisahan dan identifikasinya..?

3. Apabila suatu sampel diduga mengandung CN-, SO42- dan NO2

-, Bagaimana metode

pemisahan dan identifikasinyaH?

4. Apabila sampel diduga mengandung CNS-, CO32- dan I-, Bagaimana metode

pemisahan dan identifikasinyaH?

Page 42: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

42

BAB VI

STATISTIKA

A. Kompetensi Dasar

Mahasiswa dapat memahami penghitungan statistika dalam kimia analisis

B. Indikator Pencapaian Kompetensi

1.Mampu menjelaskan tentang mean, SD, dan CV

2.Mampu menjelaskan proses uji t dalam analisis

3.Mampu menjelaskan proses penolakan data dan menuliskan hasil akhir

4. Mampu menjelaskan proses penentuan regresi linier

C. Pokok Bahasan : Pengantar Volumetri

Sub Pokok Bahasan :

1. mean, SD, dan CV

2. Aplikasi Uji t

3. Menolak data dan menyatakan hasil akhir data

4. Regresi linier

MATERI: STATISTIKA

Statistika adalah ilmu yang mempelajari bagaimana proses perencanaan,

pengumpulan, dilanjutkan menganalisis, menginterpretasi, dan mempresentasikan data.

Singkatnya, statistika adalah ilmu yang berkenaan dengan data.

Statistik dibagi menjadi dua yaitu :

• Statistika deskriptif berkenaan bagaimana digambarkan atau disimpulkan, baik

secara numerik (misalnya menghitung rata-rata dan deviasi standar) atau secara

grafis (dalam bentuk tabel atau grafik), untuk mendapatkan gambaran sekilas

mengenai data tersebut, sehingga lebih mudah dibaca dan bermakna.

• Statistika inferensial berkenaan dengan permodelan data dan melakukan

pengambilan keputusan berdasarkan analisis data, misalnya melakukan pengujian

hipotesis, melakukan estimasi pengamatan masa mendatang (estimasi atau

prediksi), membuat permodelan hubungan (korelasi, regresi, ANOVA, deret waktu),

dan sebagainya.

Page 43: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

43

Ilmu statistika sangat penting karena pengukuran suatu sampel harus memiliki

presisi dan akurasi yang baik. presisi ialah ketepatan pengulangan atau repeatability, adalah

sejauh mana pengulangan pengukuran dalam kondisi yang tidak berubah mendapatkan

hasil yang sama sedangkan akurasi ialah kedekatan pengukuran kuantitas terhadap nilai

yang sebenarnya. ilustrasi akurasi dan presisi seperti Gambar 1, 2 dan 3.

Gambar 1. Ilustrasi Akurasi dan Presisi

Gambar 2. Ilustrasi presisi suatu data

Gambar 3. Ilustrasi tentang akurasi dan presisi; a) Akurasi dan Presisi baik, b) akurasi jelek

dan presisi baik, c) Akurasi bagus dan Presisi jelek, d) Akurasi dan Presisi jelek

Page 44: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

44

Pengujian-pengujian dalam statistika

A. Rata-rata (mean)

Metode statistik tidak lepas dari hal mencari rata-rata suatu data. Rata-rata atau

means dapat dihitung secara langsung terhadap suatu himpunan data. Rumus

matematis rata-rata sebagai berikut :

misal :

Lima mahasiswa Farmasi UAD mendapatkan nilai kimia analisis sebagai berikut :

Berapakah rata-rata nilai kimia analisis di Farmasi UAD ?

Kelima nilai anak tersebut ialah : 56, 62, 52, 48, 68 kg.

B. Standar Deviasi

Standar Deviasi atau simpangan baku merupakan suatu nilai yang menunjukkan

tingkat variansi suatu kelompok data. kuadrat dari simpangan baku dinamakan

varians. simbul simbul simpangan baku untuk data sampel “S” dan untuk data

populasi “µ “ (tho).

Secara matematis perhitungan varians dan simpangan baku sebagai berikut :

sehingga rumus varians dapat dituliskan :

C. CV

Koefisien korelasi atau simpangan baku nisbi (sbn) biasanya digunakan dalam

membandingkan kesaksamaan beberapa hasil sehingga aturan CV dalam analisis

tidak boleh lebih dari 5%. Persamaan dalam menentukan besarnya CV sebagai

berikut :

100x

x

SCV =

Page 45: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

45

CV = koefisien variasi

S = simpangan standar

= rata-rata

D. Uji t

Pengujian statistik dimaksudkan untuk menganalisis suatu data.

Uji t satu sampel

Uji t satu sampel digunakan untuk membandingkan rerata sampel dengan nilai rerata

populasi atau nilai standar tertentu. Persaamaan dalam menentukan t hitungnya

sebagai berikut :

Dimana x : nilai rerata sampel

Mo : nilai rerata populasi (standar)

S : simpangan baki sampel

N : populasi sampel

Contoh kasus :

Mahasiswa Farmasi UAD melakukan penelitian kadar nikotin terhadap suatu sampel.

Batas kadar nikotin yang diharuskan sebesar 20 mg/g. Hasil analisis kadar nikotin

yang diperoleh sebesar :

20, 19, 18, 21, 24, 22, 20

Apakah kadar nikotin dalam sampel tersebut diluar ambang batas yang ditetapkan ?

Bila menggunakan α = 5%

x

Page 46: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

46

Jawab

Cari t hitungnya dahulu dan dibandingkan t tabel

Kesimpulan

Apabila t hitung > t tabel maka Ho ditolak artinya berbeda signifikan

Apabila t hitung < t tabel maka Ho diterima artinya tidak berbeda

Uji t dua sampel

a. Uji t berpasangan

Statistika tentang uji t berpasangan ialah membandingkan hasil yang

diperoleh antara sesudah dan sebelum perlakuan dan masih dalam satu sampel

yang sama.

Biasanya uji t ini untuk membandingkan hasil yang diperoleh berbeda

atau tidak setelah adanya perlakuan. Jika adanya perbedaan hasil maka

perlakuan yang dilakukan berpengaruh terhadap perubahannya. Persamaan

yang digunakan dalam uji t berpasangan ialah :

Dimana :

d : merupakan rata-rata selisih pengukuran

Sd : standar deviasi selisih pengukuran

Contoh kasunya :

Mahasiswa meminum obat pelangsing untuk mengurangi berat badannya. Hasil

sebelum dan sesudah minum dilakukan penimbangan dan hasilnya sebagai

berikut :

No Sebelum Sesudah

1 77 76

2 78 78

3 82 80

4 92 90

5 84 83

Kesimpulan :

Apabila t hitung > t tabel maka Ho ditolak artinya berbeda signifikan

Apabila t hitung < t tabel maka Ho diterima artinya tidak berbeda

Page 47: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

47

b. Uji t dua sampel bebas

Uji t dua sampel bebas data dilakukan pertama dengan menguunakan uji F

terlebih dahulu untuk melihat kehomogenitas variansi kedua sampel. Uji F

dirumuskan dengan :

Dimana

S2 merupakan varian sampel 1 dan 2

Kesimpulan

Jika F hitung < F table maka varians homogeny (Ho diterima)

Bila kedua sampel tersebut homogeny kemudian dilakukan uji t dengan rumus :

Bila kedua sampel tersebut heterogen kemudian uji t dirumuskan dengan :

Kesimpulan :

E. Menolak data

Penolakan data berfungsi untuk melihat data yang termasuk pencilan. Hal ini sangat

penting karena dalam analisis pasti ada data yang mungkin menjadi pencilan.

Metode penolakan data langkah-langkahnya adalah :

Page 48: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

48

Penolakan data dapat menggunakan 2 metode

a. Menggunakan d

Kemudian untuk membuktikan penolakan data :

b. Menggunakan SD

Kemudian untuk membuktikan penolakan data :

Cara menghitung penolakan data :

a. Hasil yang menyimpang dipisahkan

b. Sisa data dihitung rata-rata dan SD nya

c. Kemudian hitung lagi proses penolakan data menggunakan d atau SD

Contoh kasus :

Penentapan kadar NaCl dalam sampel sebagai berikut :

95,72; 95,81; 95,83; 95,92; 96,18 mg/g.

Apakah ada data yang ditolak ? jika menggunakan batas kepercayaan (p) = 95%

Page 49: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

49

F. Menyatakan hasil akhir

Menyatakan data dalam bentuk hasil akhirnya menjadikan hal penting dalam

analisis. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan interval data dalam suatu populasi

yang disampling dalam proses analisis. Persamaan dalam menyatakan hasil akhir

ialahH

a. Menggunakan SD

Menyatakan hasil akhirnya menjadi :

b. Menggunakan CV

Menyatakan hasil akhirnya menjadi :

c. Menggunakan t table dengan dipengaruhi oleh α (derajat kebebasan)

G. korelasi (r)

Penentuan korelasi (r) dalam analisis menjadi sangat penting karena korelasi

berhubungan saling kebergantungan antara dua variable yang dapat mencapai nilai

mendekati dari -1 dan +1.

Page 50: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

50

Gambar 4. a) korelasi positif, b) korelasi negative, c) dan d) korelasi nol

Tanda positif (+) berlaku untuk hubungan searah atau hubungan positif

sedangkan tanda negative (-) berlaku untuk hubungan tak searah atau negative.

Apabila nilai korelasi itu nol (0) maka ini menandakan bahwa kedua data tersebut

tidak memiliki korelasi (gambar). Menghitung harga r dapat diperoleh dengan rumus :

Hasil harga r yang diperoleh perlu dilakukan pengujian tentang korelasi yang

ada menunjukkan gemaris yang berguna. Oleh karena itu, pembuktian koefisien

korelasi memang benar-benar berarti maka perlu dilakukan pengujian yaitu uji t

dengan uji t dua arah. Persamaan uji t tersebut ialahH

Hasil uji t hasil hitungan ini kemudian dibandingkan dengan nilai dalam tabel

uji pada tingkat kepercayaan yang diinginkan, jika nilai t hitung lebih besar dari nilai t

tabel maka kita simpulkan ada korelasi yang berarti dalam dua data tersebut.

( ) ( )2

222 .

.

∑ ∑∑ ∑

∑ ∑ ∑−−

−=

yynxxn

yxxynr

Page 51: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

51

Selain itu, dalam analisis regresi linier nilai korelasi suatu data tersebut dapat

digunakan apabila nilai korelasi terhitung lebih besar dibandingkan nilai kritik

koefisiensi pada tabel batas kepercayaan 95% atau 99% seperti tabel berikut :

N α : 0,95 α : 0,99 N α : 0,95 α : 0,99

5 0,75 0,87 18 0,44 0,56

6 0,71 0,83 20 0,42 0,54

7 0,67 0,80 25 0,38 0,49

8 0,63 0,77 30 0,35 0,45

9 0,60 0,74 40 0,30 0,39

10 0,58 0,71 50 0,27 0,35

12 0,53 0,66 60 0,25 0,33

14 0,50 0,62 80 0,22 0,28

16 0,47 0,59 100 0,20 0,25

Page 52: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

52

BAB VII

HASIL KALI KELARUTAN

A. Kompetensi Dasar

Mahasiswa dapat memahami hasil kali kelarutan dan proses pembentukan endapan

B. Indikator Pencapaian Kompetensi

1. Mampu menjelaskan tentang hubungan kelarutan dan Ksp

2. Mampu menjelaskan terjadinya pengendapan

3. Mampu menjelaskan pengendapan hydrogen sulfida

C. Pokok Bahasan : Pengantar Volumetri

Sub Pokok Bahasan :

1. Definisi Ksp

2. Hubungan Kelarutan dan Ksp

3. Prediksi pengendapan

4. Pengndapan hydrogen sulfide (H2S)

MATERI : HASIL KALI KELARUTAN

Definisi Ksp

Hasil kali kelarutan atau Solubility product constants (Ksp) merupakan gambaran dari

suatu larutan jenuh pada senyawa ion yang kelarutannya rendah pada kondisi

kesetimbangan. Secara sederhana hasil kali kelarutan didefinisikan sebagai hasil kali

konsentrasi ion-ion suatu elektrolit dalam larutan jenuh. Misal reaksi berikut ini :

sehingga dalam kesetimbangan memiliki konstanta kesetimbangan :

Page 53: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

53

Karena konsentrasi AxBy yang terlarut tidak berubah pada kondisi jenuh maka

persamaan menjadi :

Harga K merupakan konstanta dan konsentrasi AxBy merupakan tetapan baru maka

simbul Ksp sehingga persamaannya menjadi :

Oleh karena itu maka Ksp didefinisikan dengan hasil kali konsentrasi ion-ionnya

dipangkatkan dengan koefisien ionnya.

Contoh :

1. Larutan jenuh AgCl sebanyak 0,0015 g yang dilarutkan dalam 1 L maka hitunglah

Kspnya! (BM AgCl : 143,3)

2. Sebanyak 3,57 10-2 g Ag2CrO4 dilarutkan dalam 1 L air. hitunglah berapa Ksp

Ag2CrO4! (BM Ag2CrO4 : 331,7)

Hubungan Ksp dengan kelarutan (s)

Besarnya Ksp memiliki hubungan dengan kelarutan (s) yang dapat dijelaskan seperti

berikut :

Page 54: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

54

Kelarutan (s) dapat dilihat sangat tergantung juga dengan koefisien dari hasil ion-

ionnya. Beberapa hubungan kelarutan senyawa dengan Kspnya seperti tabel 1.

Tabel 1. Penentuan kelarutan beberapa senyawa dari harga Kspnya

Contoh :

1. Ksp CaCO3 sebesar 3,8 x 10-9. maka berapakah kelarutannya dalam air dengan

satuan mol/L dan gram/L?

Pengaruh Ion Senama/Sejenis

Penambahan ion sejenis dapat menyebabkan terjadinya penggeseran

kesetimbangan. Oleh karena itu, penambahan ion sejenis mampu menyebabkan perubahan

kelarutan suatu zat menjadi lebih kecil. Misalnya reaksi :

Endapan AgCl yang terbentuk akan bertambah karena adanya efek ion senama yaitu

Cl-. Hadirnya ion Cl- akan menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kiri sehingga akan

menyebabkan endapan AgCl yang terbentuk akan lebih banyak pada larutan NaCl

dibandingkan pada air.

Contoh :

1. Ksp AgCl sebesar 1,6 x 10-10. tentukanlah kelarutan AgCl dalam larutan

a. Larutan AgNO3 0,1 M dan 0,2

b. Larutan NaCl 0,2 M dan 0,05 M

Page 55: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

55

Kelarutan Hidroksida

a. Senyawa Basa

Senyawa yang bersifat basa dan garam-garam yang dapat terhidrolisis dapat

menurun kelarutannya dengan naiknya pH. Hal ini karena ada peningkatan jumlah OH-

sehingga menyebabkan pergeseran kesetimbangan kearah kiri dan menyebabkan endapan

bertambah. Misalnya kelarutan Fe(OH)2 dalam NaOH

Penambahan NaOH pada larutan Fe(OH)2 menyebabkan terbentuknya endapan

Fe(OH)2 yang lebih banyak dibandingkan dengan pelarut air.

Senyawa basa seperti Fe(OH)2 jika ditambahkan dengan asam maka endapan akan

melarut sehingga dapat dikatakan bahwa penambahan asam mampu memperbesar

kelarutan endapan tersebut daripada dalam air.

b. Garam dari asam lemah

Kelarutan suatu garam dari asam lemah sangat dipengaruhi kondisi pH. Contohnya

kelarutan BaCO3 dalam NaOH akan menurun. Hal ini karena asam lemah dari garam

tersebut akan terhidrolisis oleh air seperti berikut :

Oleh karena itu dengan adanya penambahan NaOH pada larutan BaCO3 dapat

menyebabkan penambahan ion OH- sehingga kesetimbangan bergeser ke kiri membentuk

ion karbonat bertambah. Semakin banyaknya ion karbonat dapat menyebabkan endapan

BaCO3 semakin banyak sehingga BaCO3 dalam NaOH lebih banyak dibandingkan dalam

air.

Endapan BaCO3 ini akan larut apabila ditambahkan asam kuat, sehingga

penambahan asam akan meningkatkan kelarutan BaCO3. Hal ini juga berlaku untuk garam-

garam dari basa lemah yang akan mudah larut dengan penambahan basa kuat.

NH4Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2O

Page 56: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

56

Contoh kasus pengendapan dan kelarutan hidroksida

1. Pada pH berapakah Fe(OH)3 dalam larutan FeCl3 mulai megendap jika Ksp Fe(OH)3

sebesar 3,8 10-38?

2. Pada pH berapakah Fe(OH)3 mengendap sempurna jika [Fe3+] dalam larutan tidak

lebih dari 10-5 M

Faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan

a. Temperatur

Kelarutan akan meningkat dengan naiknya suhu sehingga pembentukan endapan

akan berkurang. Oleh karena itu, senyawa yang kelarutannya rendah maka biasanya

proses pelarutannya dibantu dengan penggunaan suhu dalam melarutkan.

b. Sifat alami pelarut

Garam anorganik mudah larut dalam air dengan bentuk ion-ionnya dibandingkan

dalam pelarut organic seperti alcohol dan asam asetat. Perbedaan ini dapat

digunakan untuk meisahkan campuran antara dua zat. Hal ini karena setiap pelarut

memiliki kapasitas yang berbeda dalam melarutkan suatu zat.Hal ini juga berlaku

dengan zat yang berbeda memiliki kelarutan yang berbeda pada pelarut tertentu.

c. Pengaruh ion sejenis

Kelarutan endapan akan berkurang jika dilarutkan dalam larutan jika dilarutkan

dengan senyawa yang mengandung ion sejenis dibandingkan dalam larutan air. Hal

ini dapat jijelaskan seprti reaksi berikut :

Penambahan NaOH akan menyumbangkan ion sejenis OH- sehingga mampu

mengurangi/menurunkan kelarutan konsentrasi Fe(OH)2 sehingga endapan Fe(OH)2

akan makin terbentuk. Aplikasi ini biasanya digunakan dalam proses pencucian

endapan dalam proses penentuan kadar secara gravimetric.

d. Pengaruh pH

Kelarutan suatu senyawa sangat dipengaruhi oleh pH laruta. Apabila larutan tersebut

merupakan garam dari asam lemah maka kelarutan akan menurun dengan

meningkatnya pH. Misalnya endapan AgI akan semakin melarut jika konsentrasi H

besar karena ion I- akan bergabung membentuk HI.

Page 57: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

57

e. Pengaruh hidrolisis

Garam dari asam lemah dilarutkam dalam air maka akan dihasilkan perubahan

konsentrasi H+, sehingga kenaikan konsentrasi H+ (pH menurun) akan

menyebabkan kation garam mengalami hidrolisis dan hal ini akan menyebabkan

peningkatan kelarutan garam tersebut.

f. Pengaruh ion kompleks

Pembentukan kompleks mampu meningkatkan kelarutan garam-garam yang tidak

mudah larut. Pembentukan kompleks tidak akan terlepas dari atom pusat dan ligan

dalam pembentukan kompleks.

Contoh :

Endapan AgCl akan meningkat kelarutannya jika ditambahkan dengan NH3 hal ini

karena akan terbentuknya senyawa kompleks Ag(NH3)2Cl

Menprediksi Pengendapan Campuran dua larutan yang direaksikan

Apabila kita mencampurkan dua larutan seperti AgNO3 dan HCl kita dapat

melakukan prediksi apakah larutan tersebut dapat muncul endapan atau tidak dengan

membandingkan hasil kali konsentrasi ion-ionnya (Qsp) dengan Kspnya.

Suatu endapan mulai terbentuk saat larutan tersebut tepat jenuh sehingga sudah

tidak dapat melarutkan zat terlarut lagi. Hubungan antara Qsp dan Ksp dalam memprediksi

pembentukan endapan sebagai berikut :

Contoh :

1. Suatu larutan dibuat dengan mencampurkan 750 mL Ce(NO)3 4 x 10-3 M dengan

300 ml KIO3 2 x 10-2 M. Apakah muncul endapan Ce(IO3)3? buktikan!

Page 58: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

58

2. Sebanyak 25.0 mL potassium chromate 0,002 M dicampurkan 75.0 mL Pb(II)

nitrate 0,000125 M. Apakah terbentuk endapan Pb(II) chromate . jika Ksp Pb(II)

chromate sebesar 1.8 x 10-14 ?

3. 200 ml larutan yang pHnya 8 dimasukkan 0,001 mg FeCl2 (Mr = 127). Apakah

campuran tersebut telah membentuk endapan ? (Ksp. Fe(OH)2 = 4 x 10-14).

4. Selidiki, apakah terbentuk endapan Mg(0H)2 jika kedalam 1 L larutan MgCl2 10-4

ditambah 1 L larutan NH3 0,01 M. jika Ksp Mg(OH)2 = 1,8 X 10-11 dan Kb NH3= 10-5

Pengendapan Sulfida

Pengendapan sulfide karena H2S sering digunakan dalam analisis kualitatif

anorganik sehingga H2S dapat digunakan sebagai pereaksi. Syarat logam dapat

mengendap apabila Qsp lebih besar dari harga Kspnya. Pengaturan pH dapat menyelidiki

logam mana yang dapat mengendap lebih dahulu, Hal ini dapat diamati dengan mlihat

korelasi [H+] dengan [S2-].

H2S merupakan asam lemah diprotik sehingga akan terdissosiasi dalam dua tahap yaituH

Perkalian dua persamaan 1 dan 2 maka akan menghasikkan :

Pada suhu kamar molaritas larutan jenuh H2S mendekati 0,1 M, karena merupakan asam

lemah maka dissosiasi diabaikan dan nilai [H2S] = 0,1 M. Persamaannya kemudian menjadi

:

Page 59: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

59

Contoh :

1. Suatu larutan yang mengandung 0,1 M CuSO4 dan 0,1 M MnSO4 apa yang akan terjadi

jika :

a. Larutan diasamkan hingga pH 2, lalu dijenuhkan dengan gas H2S!

b. Larutan ditambahkan larutan ammonium sulfide dan pH dibuat 10!

(Jika diketahui : Ksp CuS = 1x 10-44 dan Ksp MnS = 1,4 x 10-15)

Page 60: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

60

BAB VIII

DASAR ANALISIS KUANTITATIF

A. Kompetensi Dasar

Mahasiswa dapat memahami dasar analisis kuantitatif seperti proses penimbangan,

pembuatan larutan dan penentuan reaksi pembatas

B. Indikator Pencapaian Kompetensi

1. Mampu menjelaskan tentang dasar analisis kuantitatif

2. Mampu menjelaskan kesetaraan reaksi kimia dan reaksi pembatas

3. Mampu menjelaskan tentang pembuatan larutan dan peng hitungan konsentrasi larutan

C. Pokok Bahasan : Pengantar Volumetri

Sub Pokok Bahasan :

1. Penimbangan

2. Konsep mol

3. Konsentrasi larutan

4. Pereaksi pembatas

MATERI: DASAR ANALISIS KUANTITATIF

Industri farmasi sangat memerlukan ahli-ahli analisis dibidang kefarmasihan. Analisis

kimia meliputi analisis kualitatif dan kuantitatif. Analisis kualitatif ialah analsis yang

mengidentifikasi ada tidak suatu senyawa ada pada sampel sedang analisis kuantitatif ialah

menentukan jumlah kadar senyawa yang ada pada sampel uji. Khusus dalam analisis

kualitatif perlu memperhatikan sebagai berikut :

I. Menimbang Bahan

Menimbang suatu sampel menjadi hal yang diperhatikan dalam analisis kuantitatif.

Kesalahan dalam menimbang dapat membuat kesalahan dalam analisis. Penimbangan

suatu sampel biasanya menggunakan alat timbang analitik. Jenis-jenis timbangan analitik

yaitu :

a. Alat timbangan Makro/timbangan analitik (kepekaan : 0,1 mg)

b. Alat timbangan Semimikro (kepekaan (0,01 mg)

c. Alat timbangan Mikro (kepekaan 0,001 mg)

Page 61: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

61

Perbedaan masing-masing alat timbangan tersebut ialah :

Misal :

1. Suatu sampel sebanyak 20 mg ditimbang dengan timbangan analitik maka

kesalahan penimbangannya sebesar : (0,1/20) x 100% = 0,5 %

2. Suatu sampel sebanyak 100 mg ditimbang dengan timbangan analitik maka

kesalahan penimbangannya sebesar : (0,1/100) x 100% = 0,1 %

Dua kasus tersebut menandakan bahwa apabila sampel yang kita gunakan semakin

sedikit maka diharuskan penggunaan alat timbangan yang kepekaannya lebih baik hal ini

karena akan mengurangi kesalahan-kesalahan dalam penimbangan.

Menimbang suatu sampel dapat dilakukan dengan saksama (timbang saksama) dan

lebih kurang (timbang lebih kurang). Perbedaan diantara keduanya ialah :

a. Timbang dengan saksama

b. Timbang lebih kurang

Proses penimbangan yang dilakukan dalam penentuan jumlah analit dibedakan menjadi dua

yaitu :

a. Penimbangan Langsung

Cara menimbang langsung :

- berat botol timbang kosong = 10.2368 g

- berta botol timbang + zat = 10.8796 g -

� berat zat = 0.6428 g

b. Penimbangan tidak langsung

Cara menimbang tidak langsung

- berat botol timbang + zat = 12.3456 g

- berat botol timbang + zat sisa = 11.6952 g -

���� berat zat = 0.6504 g

II. Mengenal Konsep mol

Mempelajari konsep mol merupakan dasar dalam mendalami analisis kuantitatif. Hal

ini karena dengan pemahaman konsep mol maka kita akan mampu memahami proses

pembuatan larutan (berkaitan dengan konsentrasi larutan) dan juga memahami prinsip

Page 62: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

62

reaksi (seperti reaksi pembatas dll). Beberapa alur dasar pemahaman konsep mol di

ilustrasikan seperti Gambar 1.

Gambar 1. Prinsip dasar perhitungan konsep Mol

III. Membuat Konsentrasi Larutan

Larutan merupakan campuran homogen antara zat terlarut (zarut) dan pelarutnya

(solven). Pelarut murni ialah air dan ada juga kadang kala menggunakan pelarut cair lainnya

seperti benzene, kloroform, eter dan alcohol. Proses pembuatan larutan bertujuan untuk

menghasilkan konsentrasi larutan tersebut. Misalnya Mahasiswa membuat larutan dengan

alcohol 20 mL dan air sebagai pelarut sebanyak 80 mL artinya konsentrasi alcohol tersebut

sebesar 20%. Oleh karena itu, perlunya kita mengenal beberapa satuan konsentrasi larutan.

a. Molalitas

Molalitas menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam setiap kilo gram (1000 gram)

pelarut

b. Molaritas

Molaritas menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam setiap liter larutan.

M = LtrxMr

gr =

mL

1000x

Mr

gr

Page 63: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

63

c. Normalitas

Normalitas menyatakan jumlah ekivalen zat terlarut dalam setiap liter larutan.

Massa ekuivalen adalah massa zatyang diperlukan untuk menangkap atau

melepaskan 1 mol elektron dalam reaksi (reaksi redoks)

d. Persen

Persen dalam analisis terbagi menjadi 4 jenis :

1. Persen berat (%W)

Persen berat menyatakan jumlah gram berat zat terlarut dalam 100 gram

larutan.

2. Persen volume (%V)

Persen volume menyatakan jumlah ml volume zat terlarut dalam 100 ml

larutan.

Persen volume (% v) biasanya digunakan untuk cair dalam cair atau gas dalam

gas.

3. Persen w/v (%w/v)

Persen berat/volume ini dinyatakan sebagai persentase dari acuan 1 g/100 ml

4. Persen v/w (% v/w)

Persen volume/berat ini dinyatakan sebagai persentase dari acuan 1ml/100 ml.

e. ppm dan ppb

Bagian-per notasi yang digunakan dalam sains dan rekayasa, untuk

menunjukkan proporsi relatif dalam jumlah yang diukur; khususnya di nilai rendah

(tinggi rasio) proporsi di bagian per-juta (ppm) 10-6, bagian-per - miliar (ppb) 10-9,

dan bagian-per-triliun (ppt) 10-12.

Satuan ppm atau “Part per Million” jika dibahasa Indonesiakan akan

menjadi “Bagian per Sejuta Bagian” adalah satuan konsentrasi yang sering

Page 64: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

64

dipergunakan dalam di cabang Kimia Analisis. Satuan ini sering digunakan untuk

menunjukkan kandungan suatu senyawa dalam suatu larutan misalnya kandungan

garam dalam air laut, kandungan polutan dalam sungai, atau biasanya kandungan

yodium dalam garam juga dinyatakan dalam ppm.

Seperti halnya namanya yaitu ppm, maka konsentrasinya merupakan

perbandingan antara berapa bagian senyawa dalam satu juta bagian suatu sistem.

Sama halnya denngan “prosentase” yang menunjukan bagian per seratus. Jadi

rumus ppm adalah sebagai berikut;

ppm = jumlah bagian spesies / satu juta bagian sistem dimana spesies itu berada

sehingga ppm = mg/L atau mg/Kg

PPB ( part per billion )

Satuan ppb atau “Part per Billion” jika dibahasa Indonesiakan akan menjadi

“Bagian per Semiliar Bagian” Satuan ini sering digunakan untuk menunjukkan

kandungan suatu senyawa dalam suatu larutan misalnya kandungan garam dalam

air laut, kandungan polutan dalam sungai, atau biasanya kandungan yodium dalam

garam juga dinyatakan dalam ppm.

Seperti halnya namanya yaitu ppm, maka konsentrasinya merupakan

perbandingan antara berapa bagian senyawa dalam satu juta bagian suatu sistem.

Sama halnya denngan “prosentase” yang menunjukan bagian per seratus. Jadi

rumus ppb adalah sebagai berikut;

ppb = jumlah bagian spesies / satu miliar bagian sistem dimana spesies itu

berada

f. Pembuatan larutan

Proses pembuatan larutan dibuat dengan konsentrasi yang diinginkan dengan

menggunakan labu takar. Lahkah dalam membuat larutan seperti Gambar 2.

Page 65: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

65

Gambar 2. Proses pembuatan larutan kimia

Penjelasan mengenai gambar di atas adalah sebagai berikut:

a. Zat padat ditimbang sesuai hitungan kemudian dimasukan zat padat ke

dalam gelas kimia

b. Ditambahkan sedikit akuades untuk melarutkan zat padat

c. Diaduk larutan sampai zat padat terlarut semuanya

d. Dimasukan larutan ke dalam labu volumetrik

e. Ditambahkan akuades sampai batas skala labu volumetrik

g. Pengenceran

Pengenceran merupakan salah satu cara untuk membuat larutan yang encer

dari larutan pekatnya. Rumus yang digunakan dalam perhitungan pengenceran

ialah :

Misalnya mengencerkan suatu larutan dengan konsentrasi KMnO4 1 M menjadi

konsentarasi 0,01 M. Perhitungan dalam rumus pengenceran yang digunakan

ialahH

M1V1 = M2V2

M1= Molaritas larutan sebelum pelarutan

V1= Volume larutan sebelum pelarutan

M2= Molaritas larutan sesudah pelarutan

V2 = Volume Molaritas larutan sesudah pelarutan

Kasus pembuatan larutan encer KMnO4 dengan menggunakan pengenceran

:

V1 M1 = V2 M2

V1 1M = 50 mL 0,01 M

V1 = 0,5 mL

Page 66: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

66

Sehingga kita mengambil 0,5 mL dari larutan KMnO4 1 M kemudian diencerkan

menjadi volume 50 mL. Ilustrasi pengenceran seperti Gambar .

h. Pencampuran

Proses pencampuran disini ialah proses mencampurkan senyawa yang sama

beda konsentrasi supaya mendapatkan konsentrasi yang baru. Rumus yang

digunakan dalam pencampuran ialah

Rumus yang digunakan dalam proses pencampuran ini ialah:

Mc = ....VVV

....MVMVMV

321

332211

+++

+++

dimana :

Mc = Molaritas campuran

V1 = Volume larutan 1

M1 = Molaritas larutan 1

V2 = Volume larutan ke-2

M2 = Molaritas larutan ke-2

V3 = Volume larutan ke-3

M3 = Molaritas larutan ke-3

dst...

Misalnya jika 100 mL larutan HCL 0,1 M dicampurkan dengan 150 mL larutan HCL 0,2

M berapakah konsentrasi larutan setelah kedua larutan tersebut dicampurkan ?

jawab :

V1 = 100 mL, M1 = 0,1 M

V2 = 150 mL, M2 = 0,2 M

Maka Mc = 21

2211

VV

MVMV

+

+

= 150100

)2,0150()1,0100(

+

+ xx

= 250

40 = 0,16 M

.

Page 67: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

67

i. Menentukan factor pengenceran

Pengenceran larutan merupakan hal yang penting dalam analisis kuantitatif.

Oleh karena itu kita dapat memahami tentang pengenceran tersebut. Oleh karena

dalam perhitungan analisis biasanya larutan yang diukur dalam bentuk larutan

encer. Oleh sebab itu, maka pengenceran menjadi dasar pengukuran kuantitatif.

Akan tetapi hasil yang kita nyatakan seharusnya mencerminkan kadar sebelum

dilakukan pengenceran. Oleh karena itu kadang kala dalam analisis kuantitatif hasil

analisis dari larutan encer perlu dikalikan Faktor Pengenceran (FP) untuk

memperoleh kadar sebelum pengenceran. Perhitungan factor pengenceran

sebagai berikut :

FP = volume yang dibuat/ volume yang diambil

Contoh aplikasinya misal saat menetapkan kadar asam asetat dalam cuka,

sampel cuka diambil 10mL kemudian ditempatkan pada labu takar 250mL dan

diimpitkan sampai tanda tera. Maka FP percobaan teresebut adalah 250/10 yaitu

25x pengenceran

IV. Menentukan reaksi pembatas

Pereaksi pembatas ialah pereaksi yang membatasi jumlah pereaksi lain yang dapat

bereaksi. Pereaksi pembatas akan habis dan pereaksi yang lain akan bersisa.

Penentuan reaksi penbatas dapat ditentukan dengan perbandingan mol:koefisien reaksi

masing-masing pereaksi. Hasil perbandingan terkecil merupakan pereaksi pembatas.

ilustrasi reaksi pembatas seperti gambar 3.

Gambar 3. Ilustrasi penentuan reaksi pembatas dalam reaksi kimia

Contoh :

Larutan NaOH 1 mol direaksikan dengan 1 mol H2SO4 sesuai reaksi :

NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2O

tentukan :

a. Pereaksi pembatas

b. Pereaksi yang sisa

c. mol Na2SO4 dan mol H2O yang dihasilkan

Page 68: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

68

BAB IX

GRAVIMETRI

A. Kompetensi Dasar

Mahasiswa dapat memahami penentuan kadar dalam suatu sampel dengan metode

gravimetri

B. Indikator Pencapaian Kompetensi

1. Mampu menjelaskan tentang analisis gravimetri

2. Mampu menjelaskan konsep bobot tetap dalam analisis gravimetri

3. Mampu menjelaskan penentuan kadar dalam metode gravimetri

C. Pokok Bahasan : Pengantar Volumetri

Sub Pokok Bahasan :

1. Prinsip dasar metode gravimetri

2. Konsep bobot tetap

3. Proses pengendapan

4. Agen Pengendap

5. Perhitungan dalam gravimetri

MATERI : GRAVIMETRI

Prinsip Dasar

Gramemetri merupakan salah satu metode analisis kuantitatif yang didasarkan pada

penetuan massa atau perubahan massa senyawa murni pada suatu analit/sampel. Oleh

karena hubungan dengan massa suatu senyawa metode gravimetric tidak akan lepas dari

penimbangan sehingga ada yang mengenal Analisis Gravimetri adalah suatu bentuk analisis

kuantitatif yang berupa penimbangan.

Penimbangan dalam analisis gravimetri merupakan penimbangan hasil reaksi

kemudian baru dilakukan penimbangan. Hasil reaksi ini dapat berupa sisa bahan atau suatu gas

yang terjadi atau suatu endapan yang dibentuk dari bahan yang dianalisis. Gravimetri merupakan cara

analisis tertua dan paling murah akan tetapi gravimetri memerlukan waktu yang relatif lama

dan hanya dapat digunakan untuk kadar komponen yang cukup besar.

Page 69: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

69

Penentuan kadar secara gravimetric ada dua cara :

a. Metode langsung atau direct analysis

Penentuan kadar analit dengan metode gravimetric secara langsung

biasanya terjadi pada karena perbedaan antara massa yang tersaring dengan massa

awalnya. Apabila kita mempunyai larupan Pb2+ dan kita melihat jumlah Pb2+ akan

tetapi larutan Pb tidak dapat disaring maka perlu diubah bentuknya menjadi padatan

dengan proses oksidasi menjadi endapan PbO2 dengan elektroda Pt. Reaksi yang

terjadi seperti berikut :

Hasil endapan PbO2 tersebut kemudian dilakukan penimbangan dan penentuan ini

juga disebut sebagai direct analysis.

b. Metode tidak langsung atau indirect analysis

Penentuan kadar analit dengan metode gravimetric secara tidak langsung

merupakan metode yang tidak langsung menentukan kadar analit dari hasil

penimbangan misalnya ialah menentukan kandungan air pada sampel makanan

dengan metode penguapan. Penentuan perubahan massa adsorben/massa

makanan merupakan penentuan langsung akan tetapi pendekatan terhadap berat

sampel makanan sebelum dan setelah pemanasan sebagai indikasi kandungan air

yang ada hal ini dinamakan indirect analysis. Hal ini karena dalam menentukan

suatu analit menggunakan sinyal/tanda yang proposional pada perubahan massa

awal.

Metode tidak langsung juga dapat teramati pada penentuan phospit (PO33-)

dengan mereduksi Hg2+ menjadi Hg22+ dan dengan hadirnya Cl- akan mengendap

membentuk Hg2Cl2 seperti reaksi berikut :

Jika kita tambahkan HgCl2 berlebih maka produksi mol PO33- sebanding dengan mol

Hg2Cl2. Pengendapan massa ini digunakan untuk pengukuran tidak langsung jumlah

PO33- dalam suatu sampel.

Page 70: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

70

Cara Aplikasi Gravimetri

Analisis gravimetric didasarkan pada pengukuran berat analit dalam suatu sampel yang

metode ini dilakukan dalam 3 cara :

A. Cara Penguapan

Cara penguapan dalam proses gravimetric banyak digunakan dalam proses

penentuan kandungan air (water content) dalam sampel, dan pemurnian senyawa

hasil. Penentuan kandungan air dapat dilakukan dalam dengan melakukan

pemanasan antara suhu 110-120 0C sampai berat sampal konstan. Hasil kandungan

air dalam sampel dapat ditentukan dengan rumus :

Berat Basah- Berat Kering (g)

Kandungan air (%) = x 100 % Berat Sampel (g)

B. Cara Elektrolisis

Cara elektrolisis merupakan cabang ilmu kimia yang didasarkan oleh proses

oksidasi-reduksi untuk memperoleh padatan logam yang terbentuk. penentuan

jumlah padatan logam tersebut dapat dilakukan dengan metode gravimetric.

C. Cara Pengendapan

Cara pengendapan merupakan proses pembentukan senyawa baru karena adanya

penurunan kelarutan senyawa. contoh ialah AgNO3 memiliki kelarutan sebesar 1220

g/L (0°C) akan mengendap jika direaksikan dengan larutan HCl membentuk endapan

putih AgCl (Ksp = 1,8 x 10-10). Sangat kecilnya harga Ksp AgCl tersebut merupakan

indikasi menurunnya kelarutan senyawa AgCl (S = 1.9 x 10-3 g/L) tersebut sehingga

menyebabkan terjadinya proses pengendapan senyawa

Kinerja metode gravimetric dalam penentuan kadar analit ialah :

1. Realatif lambat

2. Memerlukan sedikit peralatan (oven dan timbangan)

3. Tidak memerlukan kalibrasi

4. Akurasi 1-2 bagian per seribu

5. Selektifitas tidak terlalu spesifik

6. Sensifitas analit > 1%

Page 71: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

71

Konsep bobot tetap

Konsep bobot tetap dalam analisis secara gravimetric merupakan hal yang perlu

diperhatikan. Analisis gravimetric kurang lebih ada 2 penimbangan yang memerlukan

ketelitian dalam konsep bobot tetap yaitu meliputi :

a. Bobot konstan Crucible

Crusibel merupakan alat yang digunakan sebagai penyaring endapan. Oleh karena

itu maka sebelum krusibel digunakan harus dibuat bobotnya konstan. bobot konstan

untuk krusibel apabila pengulangannya memiliki selisih 0,3 mg.

b. Bobot konstan Endapan

Proses penentuan endapan yang diperoleh dalam analisis gravimetric harus dalam

bobot konstan. pengulangan massa endapan dalam krusibel dalam selisih 0,4 mg

Soluble dan insoluble

Suatu zat dikatakan Insoluble (sukar larut) apabila kurang dari 0,1 gram zarut dalam

1000 g pelarut. Beberapa senyawa dengan keadaan kelarutannya sebagai berikut :

Semua senyawa logam alkali (grup IA) soluble

Semua senyawa ammmonium soluble

Semua senyawa NO2- soluble kecuali dengan Ag+

Senyawa halogenida seluble kecuali dengan Ag+

Senyawa SO42- soluble kecuali Ca,Ag (slight soluble), Ba, Hg2+ dan Pb (insoluble)

Senyawa CO32-, PO4

2-,S2- insoluble kecuali IA, NH4+

Proses Pengendapan

Proses endapan yang terjadi dalam analisis gravimetric menjadi hal yang harus

diperhatikan. Endapan yang diharapkan harus dalam bentuk kristal besar bukan colloidal hal

ini karena kemudahan saat penyaringan.

Proses pembentukan endapan melalui dua tahapan seperti berikut :

a. Nukleasi

Proses nukleasi merupakan pembentukan unit awal molekul oleh sejumlah atom

atau io (inti endapan), proses ini dapat terjadi melalui 2 proses

� Nukleasi spontan

� Nukleasi terinduksi

Proses nukleasi spontan dan terinduksi merupakan suatu endapan yang

dimana hanya mampu menghasilkan dengan ukuran yang kecil sehingga sult

Page 72: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

72

disaring dan menyebabkan besarnya kesalahan, proses nukleasi ini dapat

diilustrasikan seperti gambar 1.

Gambar 1. Proses nukleasi suatu zat

b. Pertumbuhan partikel

Proses pertumbuhan partikel didahului oleh pembentukan nukleasi dan kemudian

ada serangan ion lain yang membentuk suatu kristal yang besar.

Pertumbuhan partikel dapat terjadi apabila proses mukleasi dapat diminimalisir yaitu

dengan penambahan reagen pengendap jangan terlalu berlebihan. Proses

pertumbuhan partikel seperti gambar 2.

Gambar 2. Proses pertumbuhan partikel dalam pembentukan endapan

Proses pengendapan dengan suatu agen pengendap perlu diperhatikan beberapa

hal. Kurangnya agen pengendap juga menjadikan endapan yang dihasilkan tidak

menggambarkan jumlah analit yang ada. Akan tetapi jika agen pengendap terlalu banyak

maka proses nukleasi akan semakin besar. Kelebihan agen pengendap akan membentuk

suatu adsorpsi pada permukaan endapan. Ilustrasi proses adsorpsi pada kelebihan agen

pengendap seperti gambar 3.

Page 73: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

73

Gambar 3. Proses pengendapan AgCl dengan adanya kelebihan larutan AgNO3

Agen Pengendap

Agen pengendap merupakan suatu jenis pereaksi yang mampu membentuk endapat

dengan analit yang diinginkan. Agen pengendap secara umum dibagi menjadi 2 yaitu:

a. Agen pengendap anorganik seperti HCl, AgNO3

b. Agen pengendap Organik seperti DMG

Beberapa jenis agen pengendap anorganik dan organiknya disajikan pada table dan table

seperti berikut:

Tabel 1. Beberapa jenis agen pengendap anorganik dan analit yang diendapkan

Page 74: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

74

Tabel 2. Beberapa jenis agen pengendap organic dan analit yang diendapkan

Page 75: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

75

Kelewatjenuhan Relatif

Proses kelewatjenuhan adalah untuk menentukan jenis ukuran partikel yang diinginkan.

Jenis partikel dibagi menjadi 2 :

a. Suspensi koloidal (proses nukleasi)

Ukuran 10-6-10-4 mmdan susah disaring

b. Suspensi kristalin (pertumbuhan kristal

Ukuran 10-1-10 mm dan mudah disaring dengan kemurnian yang lebih besar dari

pada koloid

Pembentukan suatu endapan kristalin harus dilakukan beberapa tahapan :

� Pengendapan dilakukan dalam larutan encer

� Pereaksi ditambahkan secara perlahan-lahan

� Pengendapan dilakukan dalam kondisi panas

� Pengendapan diendapan dekat dengan pH endapan

Mengapa harus demikian ?

Hal ini berhubungan dengan prinsip RS (Relative Supersaturation)

Dimana :

RS : Relative Supersaturation/kelewatjenuhan relatif

Q : Konsentrasi zat terlarut

S : Kelarutan dalam kesetimbangan

Pengaruh RSS :

a. Proses didominasi nukleasi maka endapan membentuk partikel kecil dan RSS

meningkat

b. Proses didominasi oleh pertumbuhan partikel maka endapan berukuran besar

(kristal) dan RSS menurun

Proses RSS mampu mengarahkan pembentukan endapan yang terbentuk baik endapan

koloidal atau kristalin. Oleh karena itu pengaruh tahapan dalam RSS ialah :

� Pengendapan dilakukan dalam larutan encer ( Q kecil)

� Pereaksi ditambahkan secara perlahan-lahan dengan pengadukan (Q kecil)

� Pengendapan dilakukan dalam kondisi panas (S besar)

Page 76: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

76

� Pengendapan diendapan dekat dengan pH endapan akan menurunkan kelarutan

produk (S besar)

Proses Penggangu dalam suatu endapan

Proses pengotor dalam pembentukan endapan ada 2 macam yaitu :

a. Kopresipitasi

Proses ini dapat terjadi dalam 2 tipe yaitu oklusi dan adsorpsi permukaan. Oklusi

ialah masuknya partikel (terperangkap) dalam butiran kristal karena proses

pertumbuhan Kristal yang cepat. Pencegahannya dengan cara penambahan reagen

secara perlahan dan dibatu pemanasan sedangkan adsorpsi permukaan terjadi

karena pembentukan nukleus dari proses nukleasi semakin besar maka peluang

proses adsorpsi permukaannya makin besar.

b. Pospresipitasi

Proses ini merupakan pembentukan endapan kedua setelah endapan pertama

selesai terbentuk. Misalkan suatu campuran mengandung Cu2+ dan Zn2+ akan

diendapkan maka Cu akan mengendap dalam bentuk CuS dan Zn juga akan

mengendap dalam bentuk ZnS.

Pengaruh Pemanasan atau Pemijaran

Pemijaran dan pemanasan pada tahapan ini merupakan pengeringan hasil endapan yang

diperoleh. Beberapa endapan apabila dipanaskan akan membentuk endapan baru sehingga

zat yang kita timbang merupakan zat bentuk lainnya, ilustrasi pengaruh pemanasan seperti

Gambar 4.

Gambar 4. Pengaruh pemanasan pada bentuk endapan yang dihasilkan

Page 77: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

77

Penentuan Kadar secara Gravimetri

Berat Endapan (g)

Persen Endapan (%, b/b) = x 100 %

Berat Sampel (g)

atau

Berat Endapan (g)

Persen Endapan (%, b/v) = x 100 %

Berat Sampel (mL)

Apabila endapan yang kita peroleh mengalami perubahan bentuk endapan karena

proses pemanasan maka perlu diperhatikan factor gravimetrinya sehingga perhitungan

persen endapan sebagai berikut :

a (mol endapan) BM berat endapan

Berat Endapan (g) = Berat yang ditimbang (g) x x

b (mol ditimbang) BM berat ditimbang

Faktor Gravimetri (FG)

Berat Endapan (g) = berat yang ditimbang x FG (factor gravimetric)

Berat yang ditimbang (g)

Persen Endapan (%) = x FG x 100 %

Berat Sampel (g)

Contoh

1. Penentuan jumlah Fe3O4 dalam suatu sampel 1,54 g yang dilarutkan dalam HCl

sehingga membentuk Fe2+ dan Fe3+. kemudian untuk mendapatkan total Fe3+

maka dioksidasi dengan HNO3. Setelah itu ditambahkan NH3 sehingga

membentuk endapan Fe(OH)3. kemudian disaring dan dipanaskan dan dihasilkan

endapan Fe2O3 murni sebesar 0,85 g. tentukan %w/w Fe2O3, Fe3+, dan Fe3O4

dalam sampel!

2. Penentuan besi dalam 5,4 sampel dan dihasilkan 0,38 g endapan Fe2O3. tentukan

% endapan besi dalam sampel!

Page 78: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

78

BAB X

PENGANTAR VOLUMETRI

A. Kompetensi Dasar

Mahasiswa dapat memahami titrasi volumetri dan mampu memahami perhitungan

konsentrasi fase campuran

B. Indikator Pencapaian Kompetensi

1. Mampu menjelaskan tentang alat ukur volume dalam titrasi volumetri

2. Mampu menjelaskan penggolongan dan jenis titrasi volumetri

3. Mampu menjelaskan kadar dan konsentrasi dalam fase campuran

4. Mampu menjelaskan jenis larutan baku meliputi baku primer dan sekunder

C. Pokok Bahasan : Pengantar Volumetri

Sub Pokok Bahasan :

1. Pendahuluan tentang volumetri (alat ukur volume)

2. Penggolongan Titrimetri

3. Kadar dan konsentrasi dalam fase campuran

4. Larutan baku meliputi primer dan baku sekunder

MATERI : PENGANTAR VOLUMETRI

Macam –macam alat pengukur volume diantaranya labu takar, buret, pipet volum, , pipet

ukur, beker glas, gelas ukur. Sedangkan untuk mengukur banyaknya volume secara

kuantitatif alatnya adalah :

1.Labu takar : untuk perbedaan volume yang diperkenankan adalah :

Volume

(ml)

25 50 100 250 500 1000 2000

Perbedaan

± ml

0,03 0,04 0,06 0,1 0,15 0,2 0,4

2.buret , pada penggunaan buret batas perbedaan volume yang diperkenankan yaitu :

Volume 10 25 50

Pembagian skala 0,02 0,10 0,10

Batas kesalahan (ml) 0,02 0,03 0,05

Page 79: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

79

3.pipet volume : batas perbedaan volume yang diperkenankan :

Pipet ml 2 20 30 50 100 200

Pengosongan

detik

7-15 20-35 25-40 30-50 50-75

Perbedaan ±

ml

0,01 0,02 0,03 0,04 0,06 0,10

Volumetri atau titrimetri adalah suatu analisis kuantitatif berdasarkan volume konstan

yang dihubungkan dengan reaksi stokiometri sederhana dari suatu reaksi kimia.

Azas Umum :

Suatu molekul senyawa aA jika direaksikan dengan suatu molekul titran tT → mol produk

Dimana :

a : molekul analit A (titrat)

t : molekul reagensia T (titran)

aA → dimasukkan dalam labu erlemeyer, tT dimasukkan dalam buret, dimana molekul titran

sudah diketahui kadarnya, bisa dalam Molaritas (M) atau Normalitas (N).

Antara molekul analit dengan molekul titran terjadi reaksi hingga setara secara kimia.

TA ≈ TE

Dalam volumetri untuk mempermudah pengamatan titik akhir titrasi yang diharapkan

berhimpit dengan titik ekivalensi, ditambahkan dengan suatu indicator. Indikator adalah

suatu senyawa yang diharapkan dapat menanggapi kelebihan molekul titran T.

Respon indikator terhadap kelebihan volume titran yang dibutuhkan dapat lebih / kurang

sesuai dari ketepatan pemilihan indikator.

Usahakan indikator TA ≈ TE

Penggolongan Volumetri :

Berdasarkan reaksi yang terjadi :

1. Reaksi Netralisasi : PK ini berdasarkan pada perpindahan proton dari zat yang

bersifat asam dan basa, baik dalam lingkungan air (asidi-alkalimetri) dan dalam

lingkungan bebas aair (TBA).

2. Reaksi Oksidasi Reduksi (Redoks) : dasarnya adalah perpindahan elektron. PK

berdasarkan reaksi ini diantaranya : serimetri, Permanganometri, serimetri, Iodi-

iodometrimetri, iodatometri, bromometri, bromatometri.

Page 80: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

80

3. Reaksi pengendapan : Berdasarkan pada terjadinya endapan yang sukar larut,

misalnya PK secara argentometri.

4. Reaksi Pembentukan kompleks : reaksi antara ion logam denfan suatu

pembentuk kompleks suatu senyawa organik (ligan).

5. Reaksi Khusus : dengan menggunakan jenis reaksi diluar no 1-4. Misalnya

Nitrimetri, Pk air, dll.

Berdasarkan Cara Titrasi :

1. Titrasi langsung : dengan melakukan titrasi lengsung terhadap zat yang akan

ditetapkan. Cara ini mudah , cepat, sederhana.

2. Titrasi tidak langsung : dilakukan dengan menambahkan secara berlebihan,

kemudian kelebihan titran titran dititrasi dengan titran yang lain. Waktu yang

dibutuhkan lebih lama, kesalahan lebih besar.

Berdasarkan Jumlah sampel :

1. Titrasi makro, jika jumlah sampel sekitar 100-1000 mg, Volume titran 10-100 mL,

Ketelitian buret 0,02 ml

2. Titrasi Semi mikro : jika jumlah sampel sekitar 10-100 mg, Volume titran 1-10 mL,

Ketelitian buret 0,01 ml.

3. Titrasi mikro : jika jumlah sampel sekitar 1-10 mg, Volume titran 0,1-1 mL,

Ketelitian buret 0,001 ml

Reagensia yang biasanya digunakan dalam volumetri :

• Banyak dalam bentuk asam → mudah disimpan

• Faktor yang harus diperhatikan :

1. Asam kuat/basa kuat

2. Tidak mudah menguap

3. Stabil

4. Garam dari asam tersebut mudah larut

5. bukan pengoksidasi kuat

Misalnya : HCl, H2SO4, HClO4, HNO2 (biasanya dalam bentuk garam Na)

Dalam volumetri dikenal dua macam standar. Yaitu :

1.Standar Primer

Ciri-ciri standar primer yaitu :

- bersifat stabil

Page 81: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

81

- dapat tersedia dalam bentuk murni

- tidak higroskopis / mudah dikeringkan (sebelum digunakan dikeringkan dalam oven)

- Berat Ekivalensi / BE tinggi

- Biasanya merupakan asam-basa kuat

2. Standar Sekunder

- standar sekunder bersifat tidak stabil sehingga perlu dibakukan kembali.

- sebagai titran dalam suatu proses titrasi.

Persyaratan untuk analisis vomumetri/titrimetri, yaitu :

• Harus sederhana (tidak ada produk lain)

• Reaksi harus praktis, cepat → penambahan katalisator

• Harus ada perubahan yang mencolok maka ditambahkan indikator

Konsentrasi yang digunakan dalam analisis volumetri

:Dalam mempelajari konsentrasi metode konvensional tidak lepas dari ilmu

stoikiometri yaitu cabang ilmu kimia yang mempelajari hubungan antara bobot antara unsur-

unsur & senyawa dalam Reaksi kimia. Diantara konsentrasi yang biasanya digunakan

antara lain :

1. BE : Bobot Ekuivalensi

2. M =Molaritas

3. N = Normalitas

4. F = Formalitas

5. Persen Bobot

6. Pengenceran

7. Perhitungan Kemurnian

Page 82: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

82

Yang tidak kalah pentingnya dengan konsentrasi yang digunakan adalah mencari

nilai kesetaraan suatu reaksi yang terjadi. Manfaat mengetahui kesetaraan reaksi secara

teoritis diantaranya :

1.Memilih suatu metode

2.Perkiraan konsentrasi yang diperoleh

3.Perkiraan berat yang digunakan dalam analisis

Untuk dapat dilakukan analisis volumetri syarat-syaratnya adalah :

1.Reaksinya harus cepat. Reaksi ionik memenuhi syarat.

2.Reaksinya cukup sederhana, sehingga dapat dinyatakan dalam persamaan reaksi.

3.Perubahan titik akhir (TA) yang menyolok (jelas)

4.Jika syarat no 3 tidak dipenuhi, dibantu dengan penambahan indikator yang dapat diamati

secara visual atau menggunakan potensiometer.

Kelebihan metode volumetri dibandingkan dengan gravimetri : lebih cepat, alat lebih

sederhana,efisien dan teliti.

Page 83: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

83

Contoh menghitung kesetaraan :

Contoh 1

Sebanyak 25.0 ml minuman ringan yang mengandung vitamin C (BM=176,12) dilarutkan

dalam campuran yang terdiri atas 100 ml air bebas CO2 dan 25 mlo H2SO4 encer.

Selanjutnya larutan dititrasi dengan iodium 0,1 N, indikator amilum sampai terbentuk warna

biru tetap. Dibutuhkan volume titran 5,25 ml. Berapakah kandungan vitamin C dalam

minuman ringan tersebut ?

Dalam reaksi terlihat bahwa 1 mol vitamin C setara dengan 1 mol I2, yang berarti setara

dengan 2 elektron sehingga valensinya 2. Maka BE = BM/valensi = 176,12/2 = 88,06.

Jika N = N ekivalensi/Volume

= mg/BE

= mg x valensi / BM

Maka mg = N x BM x volume/ valensi

Jadi kesetaraanya vitamin C adalah :

mg = 0,1 x 176,12 x 1/ 2

= 8,806

Sehingga 1 ml 0,1 N I2 setara dengan 8,806 mg vitamin C

Kadar Vitamin C = N x V x BE / volume x 1000 x 100 %

= 0,1 x 5,25 x 88,06/25 x 1000 x 100 %

= 0,185 % (b/v)

Atau dengan menggunakan kesetaraan, maka kadar vitamin C :

= N x V x kesetaraan/25 x 1000 x 0,1 x 100 %

= 0,1 x 5,25 x 8,806/25 x 0,1 x 1000 x 100%

= 0,185 %

Page 84: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

84

Contoh 2 :

Sebanyak 250 mg serbuk yang mengandung asam salisilat (BM=138,12) ditimbang

seksama, dilarutkan dalam 15 ml etanol 95% yang telah dinetralkan terhadap merah fenol

LP (6,8 – 8,4). Campuran ditambah 20 ml air dan dititrasi dengan NaOH 0,1 N. Titik akhir

titrasi dibutuhkan volume titran sebanyak 12,56 ml.

Berapakah kadar asam salisilat dalam serbuk diatas ?

Reaksi yang terjadi :

1 mol asam salisilat bereaksi dengan 1 mol NaOH sehingga valensinya 1. Maka BE =

BM/valensi = 138,12/1 = 138,12.

Jika N = N ekivalensi/Volume

= mg/BE

= mg x valensi / BM

Maka mg = N x BM x volume/ valensi

Jadi kesetaraanya vitamin C adalah :

mg = 0,1 x 138,12 x 1/ 1

= 13,812

Sehingga 1 ml 0,1 N NaOH setara dengan 13,812 mg asam salisilat

Kadar Vitamin C = N x V x BE / bobot sampel x 100 %

= 0,1 x 12,56 x 138,12 / 250 mg x 100 %

= 69,39 % (b/b)

Atau dengan menggunakan kesetaraan, maka kadar vitamin C :

= N x V x kesetaraan/ bobot sampel x 0,1 x 100 %

= 0,1 x 12,56 x 13,812 / 250 x 01 x 100%

= 69,39 % (b/b)

Page 85: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

85

BAB XI

ARGENTOMETRI

A. Kompetensi Dasar

Mahasiswa dapat memahami tentang dasar dalam titrasi argentometri

B. Indikator Pencapaian Kompetensi

1. Mampu menjelaskan identifikasi unsur halogen dan halogenida

2. Mampu menjelaskan macam-macam indikator dalam titrasi argentometri

3. Mampu menjelaskan metode-metode dalam titrasi argentometri.

4. Mampu menjelaskan cara menentukan titik akhir reaksi

C. Pokok Bahasan : Argentometri

Sub Pokok Bahasan :

1. Identifikasi unsur halogen dan halogenida

2. Identifikasi senyawa organik.

3. Metode-metode dan indikator dalam titrasi argentometri

4. Penentuan titik akhir

5. Aplikasi titrasi argentometri dalam analsis

6. Menhitung kadar secara Argentometri

MATERI : ARGENTOMETRI

Argwntomwtri merupakan metode umum untuk menetapkan kadar halogenida dan

senyawa organik lain yang membentuk endapan dengan AgNO3 pada suasana tertentu.

Metode ini disebut juga sebagai metode pengendapan, karena pada argentometri

memerlukan pembentukan senyawa relatif tidak larut atau suatu endapan.

Untuk memahami metode ini, maka konsep hasil kali kelarutan (Ksp) dan reaksi

pengendapan sangatlah penting. Identifikasi unsur halogen dan halogenida sudah dipelajari

pada saat mempelajari identifikasi dan pemisahan golongan anion I, II, III, IV, dan V. Dan

konsep-konsep pengendapan sudah dipelajari di BAB hasil kali kelarutan (Ksp).

Page 86: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

86

Untuk Identifikasi senyawa organik akan dipelajari dalam identifikasi senyawa

organik. Yang penting dalam metode argentometri untuk senyawa organik, bahwa senyawa

tersebut mampu bereaksi dan diendapakan oleh ion Ag. Senyawa tersebut diantaranya :

1.Golongan ksantin (theofillin, theobromin)

2.Golongan Vitamin (vitamin B1)

3.Golongan Sulfa (Sulfaguanidin, Sulfacetamin)

Indikator dan Titik akhir Titrasi

Beberapa indikator yang digunakan dalam metode Argentometri dan proses Titik Akhir suatu

tetrasi yaitu :

1.Indikator kalimu kromat (K2CrO4)

Indikator dibuat dengan kadar 5% dan digunakan pada metode Mohr. Indikator ini

biasanya untuk PK ion klorida (Cl) pada suasana netral, dan pada saat TA terbentuk

endapan warna merah dari Ag2CrO4.

Selama titrasi berlangsung :

AgCl akan mengendap apabila ion Cl cukup. TA tercapai jika kadar ion Cl V SAgCl = V 1,56.

X 10-10 = 1,249 x 10-5 pada suhu 25◦ C. Senyawa Ag2CrO4 akan mengendap segera setelah

hasil kali kelarutan (Ksp) dilampaui (SAgCrO4= 9 x 10-12)

Kadar K2CrO4 tidak boleh lebih dari 5% (0,58 M), untuk mencapai TA. Pada

konsentrasi yang tinggi, menyebabkan TA sukar terbentuk.

2.Feri Amonium Sulfat (Fe (NH4)2SO4)

Larutan indikator ini merupakan larutan jenuh (sekitar 40%) dalam larutan air dan

ditambah beberapa tetes HNO3 6N. Untuk setiap titrasi dibuntuhkan 1 ml, dan digunakan

pada metode Voldhard.

Dalam titrasi ini, ion Ag dengan larutan baku NH4CNS dalam suasana HNO3. Saat

TA akan tercapai, apabila kelebihan NH4CSN bereaksi dengan ion Fe (III) dan membentuk

warna merah dari Fe(III) tiosianat.

Fe+3 + 6CNS Fe+3 + Fe(SCN)63-

Page 87: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

87

3.Indikator Adsorbsi

Indikator ini merupakan indikator asam basa yang berubah warnanya karena

adsorbsi oleh endapan pada saat TA. Contoh indikator : Fluoresin, diklofluoresin, eosin,

rodamin (zaw warna basa).

Pada PK ion Cl, endapan AgCl yang terbentuk selama titrasi mengadsorbsi ion Cl

pada permukaan endapan, membentuk satu lapis ion teradsorbsi. Lapisan ini bermuatan

negatif, selanjutnya akan membentuk ion lapisan kedua yang bermuatan berlawanan

(kation/+) yang terdapat dalam larutan (Gambar a).

Pada saat TA, kelebihan ion Ag , yang akan diadsorbsi oleh endapan dan menyusun

lapisan pertama (Gambar b). Akan terjadi persaingan antara anion (NO3) dalam larutan

dengan indikator (fluoresin) yang biasanya lebih kuat diadsorbsi jika dibandingkan dengan

ion NO3. Gabungan antara indikator dengan ion Ag pada permukaan endapan akan

menghasilkan warna tertentu. Untuk fluoresin terjadi pada jangjaun pH 7 – 10. Diklofluoresin

pada pH diatas 4,4, eosin pada pH 1 – 2.

Tabel. Pemilihan dan Perubahan Warna

Indikator Penggunaan Perubahan Warna

pada TA

Keterangan

Fluoresin Cl, Br, I, SCN,

dengan Ag

Hijau kekuningan

menjadi kemerah-

merahan

Larutan sedikit basa atau

netral

Diklorofluoresin Cl, Br, I, SCN,

dengan Ag

Hijau kekuningan

menjadi kemerah-

merahan

Larutan pH 4,4 – 7

Eosin Br, I, dengan Ag Kemerah-merahan

menjadi ungu

kemerahan

Dalam larutan HNO3

pada pH 1-2

Rhodamin 6G Br dengan Ag Jingga kemerahan

menjadi ungu

kemerahan

Dalam HNO3 keasaman

tidak lebih 0,5 N

Page 88: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

88

4.Larutan Kalium Iodida (KI)

Larutan indikator ini dibuat dari 1 kg Iodida/ 10 ml air, untuk PK sianida (ion sianida).

Ag(CN)2 tidak akan mengendap sebelum perbandingan Molar dari AgNO3 dengan

CN lebih besar dari 1:2.

AgNO3 + 2KCN KAg(CN)2 + KNO3

KAg(CN)2 merupakan senyawa kompleks tidak berwarna yang larut. Kelebihan 1

tetes (TA) AgNO3, akan terbentuk endapan AgI yang tidak larut berwarna kuning

kenari :

KAg(CN)2 + Ag+ Ag Ag(CN)2 + K+

Dengan adanya amonia :

Ag Ag(CN)2 + NH3 2Ag(NH3)2+ + 2CN

2Ag(NH3)2+ + I- AgI + NH3

Metode –Metode Dalam Titrasi Argentometri

1.Metode Mohr

Metode ini dapat digunakan untuk PK ion Cl, Br dalam suasana netral dengan

larutan baku AgNO3, indikator K2CrO4 5%.

Cl- + Ag+ AgCl (endapan putih) SAgCl = 1,56 x 10-10

CrO4-2 + Ag+ Ag2CrO4 (endapan merah) SAg2CrO4 = 9 x 10-12

Ksp AgCl > Ag2CrO4 tetapi kelarutan AgCl > Ag2CrO4 , sebab AgCl elektrolit biner

sedang Ag2CrO4 elektrolit tertier. Secara teoritis ion CrO42- belum akan mengendap

sebelum kadar ion Cl- mencapai V SagCl = ,249 x 10-5. Setelah keadaan ini tercapai maka

ion CrO42- akan mulai mengendap, maka TA akan terjadi.

Titrasi pada metode Mohr dilakukan dalam suasana netral atau sedikit basa ( pH 6,5

– 9).

Apa yang terjadi jika titrasi ini dilakukan dibawah pH dan diatas pH yang diinginkan.?

Apakah kerugian metode Mohr ?

Page 89: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

89

2.Metode Volhard

Titrasi argentometri secara tidak langsung, dilakukan dalam suasana lingkungan

HNO3 0,5 – 1,5 N, dalam suasana asam. Mengapa ?

Untuk mencapai TA yang teliti, titrasi digojok kuat-kuat menjelang TA supaya ion Ag yang

diadsorbsi oleh endapan AgCNS dapat bereaksi dengan tiosianat. Metode ini dapat

digunakan untuk PK ion Cl-, Br-, dan I- dalam suasana asam.

Teknisnya, ditambahkan AgNO3 berlebihan, kelebihan AgNO3 dititrasi dengan

kembali dengan NH4SCN.

3.Metode K. Fajans

Pada metode ini digunakan indikator adsorbsi. Hal-hal yang harus diperhatikan

dalam metode ini adalah : (1) endapan harus dijaga sedapat mungkin dalam bentuk koloid,

(2) ion bervalensi banyak dihindarkan karena mempunyai daya mengkoagulasi, (3) endapan

jangan terlalu encer, akan diperoleh endapan yang sedikit, sehingga perubahan warna TA

kurang jelas, (4) ion indikator harus berlawanan muatannya dengan ion pengendap, (5) ion

indikator tidak boleh teradsorbsi sangat kuat, sehngga mendahului TA.

4.Metode Leibig

Titik akhir ditunjukkan dengan kekeruhan, misalnya dengan ion CN. Metode ini dimodifikasi

oleh Deniges dengan menambahkan KI 0,01 M sebagai indikator dan amonia 0,2 M untuk

melarutkan AgCN.

Ag Ag(CN)2 + NH3 2Ag(NH3)2+ + 2CN-

Titik akhir titrasi akan berwarna kuning dari AgI.

Ag(NH3)2+ + I- AgI + 2NH3

Selama titrasi AgI tetap larut karena adanya kelebihan ion sianida, sampai titik ekivalen

tercapai

AgI + 2CN- Ag(CN)2- + I-

Pembakuan

1.Larutan Baku AgNO3

Page 90: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

90

Larutan baku ini mempunyai kemurnian tidak kurang dari 99,9 %. Larutan baku

AgNO3 dibaku dengan baku primer NaCl murni.

Cl- + Ag+ AgCl

NaCl bersifat agak higroskopis , sehingga perlu dipanaskan 250-350 C selama 1-2 jam dan

dimasukkan ke eksikator sampai sebelum digunakan. Untuk sehari-hari dengan kesalahan

0,1% , dapat dipanaskan pada suhu 110-120 C.

2.Larutan Baku Amonium tiosianida (NH4SCN)

NH4SCN bereaksi dengan AgNO3 dalam suasana HNO3 dengan reaksi :

AgNO3 + NH4SCN AgSCN + NH4NO3

Penambahan HNO3 pada konsentrasi 0,5 – 1,5 N. HNO3 harus bebas dari ion NO2 karena

HNO2 dengan SCN membentuk warna merah. Titik akhir ditunjukkan dengan indikator

Fe(III)NH4SO4 yang berwarna merah dengan adanya kelebihan SCN.

Contoh PK secara argentometri :

PK NaCl (metode Mohr)

Timbang seksama 250 mg NaCl, larutkan dalam 50 ml air. Titrasi dengan larutan AgNO3 0,1

N dengan menggunakan indikator K2CrO4 5 % sebanyak 1 ml.Tiap ml 0,1 N NaCl setara

dengan 5,844 mg NaCl (bagaimana cara mencarinya???)

PK barbiturat (metode Liebig)

Timbang dengan seksama lebih kurang 250 mg asam barbiturat, dimasukkan ke dalam

erlenmeyer , ditambahkan 30 ml Na2CO3 3 %. Titrasi dengan larutan baku AgNO3 0,1 N

sampai terjadi kekeruhan (gunakan latar belakang hitam). Tiap 1 mol 0,1 N AgNO3 setara

dengan 1 mol barbiturat. (lihat BM barbiturat untuk menghitung angka kesetaraan).

Beberapa senyawa yang menggunakan metode Argentometri :

NH4Cl; KCl, Klorbutanol; melfalan, NaCl; tiamfenikol, sulfacetamida, teofilin, teobromin, dll

Page 91: Bahan Ajar Kimia Analaisis 1

91

DAFTAR PUSTAKA

Auterhoff dan Kovar, 2002, Identifikasi Obat, Terbitan kelima, Penerbit ITB, Bandung Eckschlager, K., 1984, Kesalahan PPengukuran dan Hasil dalam Analisis Kimia, Alih bahasa Mursyidi, A., Ghalia Indonesia Miller, J.C., and Miller, J.N, 1991, Statistika untuk Kimia Analitik, edisi kedua, Penerbit ITB, Bandung Rivai, H., 1995, Asas Pemeriksaan Kimia, UI-Press, Jakarta Rohman, A., 2007, Kimia Analisis Farmasi, Pustaka Pelajar, Yogyakarta Vogel, 1979, Textbook of Macro and Semimicro Qualitative inorganic Analysis, Bagian I, Kalman Media Pustaka, Jakarta Vogel, 1979, Textbook of Macro and Semimicro Qualitative inorganic Analysis, Bagian II, Kalman Media Pustaka, Jakarta