gravimetri

BAB VIII

GRAVIMETRI

         Gravimetri  adalah  metode  analisis  kuantitatif  unsur  atau  senyawa  berdasarkan bobotnya yang diawali dengan pengendapan dan diikuti dengan pemisahan dan  pemanasan endapan dan diakhiri dengan penimbanghan.

          Untuk memperoleh keberhasilan pada analisis secara gravimetrik, maka harus memperhatikan tiga hal berikut ;

1.  Unsur atau senyawa yang ditentukan harus terendapkan secara  sempurna.

2.  Bentuk endapan yang ditimbang harus diketahui dengan pasti rumus molekulnya.

3.  Endapan yang diperoleh harus murni dan mudah ditimbang.

         Dalam analisis gravimetri meliputi beberapa tahap sebagai berikut ;

a)      Pelarutan sample (untuk sample padat).

b)      Pembentukan endapan dengan menambahkan pereaksi pengendap secara  berlebih agar semua unsur/senyawa diendapkan oleh pereaksi.  Pengendapan dilakukan pada suhu tertentu dan pH tertentu yang merupakan kondisi optimum reaksi pengendapan. Tahap ini merupakan tahap paling penting.

c)       Penyaringan endapan. 

d)     Pencucian endapan, dengan cara menyiram endapan di dalam penyaring dengan larutan tertentu. 

e)      Pengeringan endapan sampai mencapai berat konstan.  

f)       Penimbangan endapan.

g)      Perhitungan.

                                                   Berat endapan (gram)   x  faktor gravimetrik   x  100%

          Kadar Unsur     (%)    =   ____________________________________________

           atau senyawa                                               Berat sampel (gram)

                                                 Berat atom/molekul (BA/BM) unsur/senyawa  yang ditentukan

              Faktor                 =  _______________________________________________________

            Gravimetri                              Berat molekul  (BM) endapan yang ditimbang

   Tabel  8.1.  Beberap contoh faktor gravimetri.

 

8.1. PENENTUAN KLORIDA

Prinsip  :

Ion klorida dalam larutan diendapkan dari larutan asam sebagai perak klorida

  (AgCl).

               Cl        +     Ag⁺  →   AgCl (endapan)

 Endapan yang terbentuk mula – mula berbentuk koloid tetapi kemudian akan menggumpal membentuk agregat. Endapan  yang terbentuk mudah tersebut  dicuci dan disaring. Sebagai pencuci digunakan larutan asam nitrat (HNO₃) encer.  Air tidak dapat digunakan sebagai pencuci.  Perak klorida yang terbentuk disaring melalui  sintered-glass  crucible, bukan  dengan kertas saring karena AgCl mudah direduksi menjadi Ag bebas oleh  karbon dalam kertas saring selama pembakaran kertas saring.

Tujuan :

  Menetapkan kadar klorida dalam suatu sampel dengan cara mengendapkan  ion khlorida yang ada dalam sampel menggunakan perak nitrat (AgNO₃).

Cara kerja :                    

1.      Dapatkan sampel yang mengandung ion klorida yang larut dan keringkan  dalam oven sekitar 1  jam dengan suhu 110⁰ C.

2.      Dinginkan dalam desikator

3.      Timbang sekitar 0,4 – 0,7 gram sampel tersebut di dalam beaker glass 400 ml.

4.      Tambahkan 150 ml aquades bebas khlorida dan 0,5 ml (10 tetes) asam nitrat (HNO₃) pekat.

5.      Aduk sampai merata dengan batang pengaduk dan tinggalkan batang  pengaduk pada beaker glass.

6.      Anggap sampel tersebut adalah  NaCl murni dan hitung milimol AgNO₃ yang  dibutuhkan untuk mengendapkan.

   Contoh :

410 mg sampel = 410/58,5 = 7 mmol NaCl

7 mmol NaCl = 7 mmol AgNO₃

Jika tersedia larutan AgNO₃ 0,5 M, maka larutan AgNO₃ 0,5 M

yang diperlukan 7/0,5 = 14 ml

7.      Tambahkan larutan AgNO₃ tersebut secara perlahan- lahan sambil diaduk dan lebihkan 10% penambahan larutan AgNO₃.

8.      Panaskan beaker sampai hampir mendidih sambil diaduk terus menerus. Hindarkan beaker dari sinar matahari langsung.

9.      Tambahkan satu dua tetes larutan AgNO₃ untuk mengetahui apakah semua khlorida dalam sampel telah diendapkan atau belum. Bila dengan penambahan larutan menjadi keruh, tambahkan lagi AgNO3 dan panaskan kembali. Dan perlu diperiksa kembali dengan penambahan satu- dua tetes larutan AgNO3.

10.   Dinginkan larutan dan tutup dengan kaca arloji sekitar satu jam.

Penyaringan dan Penimbangan

·         Tempatkan sintered – glass crucible (yang telah ditimbang) pada perlengkapan penghisap.

·         Tuangkan larutan sampel yang telah diendapkan ion kloridanya  ke crucible.

·         Cuci endapan dengan larutan HNO₃ encer (0,6 ml HNO₃ pekat dalam 200 ml), juga sisa yang ada dalam beaker glass beberapa kali. -  Keringkan endapan didalam oven selama 2 jam dengan suhu 110⁰ C.

·         Dinginkan dalam desikator

·         Timbang endapan yang telah dingin

·          Hitung kadar khlorida dalam sampel menggunakan BA Cl = 35,45 dan BM AgCl = 143,32.

                               Berat endapan AgCl (gram)   x  BA Cl / BM AgCl   x  100%

Kadar Cl (%)  =    ________________________________________________

                                                          Berat sample (gram)

8.2. PENENTUAN ALUMUNIUM

Prinsip :

  Alumunium bereaksi dengan pereaksi pengendap organik, yaitu  5-hydroxy- quinoline untuk membentuk kelat tak larut, alumunium oxinat pada pH sekitar 4,5 – 9,5.

                     Al³⁺ +   3C₉H₆(OH)N      →       Al[C₉H₆(O-)N:]    +    3 H⁺

  Pengendapan dapat terbentuk secara sempurna jika pH larutan tidak dibawah 4,5. Satu keuntungan dari penggunaan pengendap organik adalah pada pengeringan dapat digunakan suhu rendah. Aseton perlu ditambahkan untuk menghindari adanya coprecipitation.

Tujuan :

  Untuk menentukan kadar alumunium dalam suatu sampel dengan cara mengendapkan alumunium dalam sampel dengan pereaksi. 

Cara Kerja :

1.      Dapatkan sampel alum, AlK(SO₄)₂.12H₂O, tetapi jangan dikeringkan. Timbang sekitar 0,3 – 0,4 gram sampel alum dalam beaker glass 250 ml.

2.      Tambahkan 50 ml aquades, 60 ml aseton, 4 ml, -8-hydroxyquinoline 5% dan  40 ml amonium asetat 2M kedalam sampel. Panaskan/uapkan aseton yang ada dalam sampel diatas hotplate atau water bath pada suhu sekitar 700C selama 2-3 jam. Endapan akan tampak setelah 15 menit (suhu harus dijaga tetap sekitar 700C selama pemanasan). Setelah 2-3 jam larutan didinginkan (tahap ini harus dilakukan pada waktu yang sama).

 Penyaringan dan Penimbangan

·         Tempat crucible (yang telah ditimbang dan dibersihkan) pada perlengkapan penghisap.

·         Tuangkan larutan dan endapan yang berbentuk kedalam crucible dan cuci beberapa kali beaker glass dengan aquades.

·         Keringkan endapan bersama crucible didalam oven selama 2,5 jam dengan suhu 1350 ^oC.

·         Dinginkan 0,5 jam dan keringkan lagi 0,5 jam sampai tercapai berat konstan.

·         Hitung kadar Al dalam sampel sebagai Al atau Al₂O₃.

                          Berat endapan  Al[C₉H₆(O-)N:]     x    BA Al / BM Al[C₉H₆(O-)N:]   x  100%

                                        (gram)                                                        

Kadar Al (%) =  ___________________________________________________________

                                                                      Berat sample  (gram)

8.3. PENENTUAN SULFAT

Prinsip :

  Sulfat dapat ditentukan dengan cara mengendapkannya dengan barium khlorida (BaCl₂) untuk membentuk endapan barium sulfat (BaSO₄).Partikel endapan BaSO₄ terlalu kecil untuk disaring sehingga perlu didigest untuk membentuk kristal yang lebih besar. Proses ini menghasilkan kristal yang sukar larut.

  Sumber kesalahan berasal dari coprecipitation dari beberapa kation seperti  kalium dan besi (II). Salah satu alternatif untuk mengatasi masalah tersebut dapat diatasi dengan  cara menambahkan larutan sampel yang panas kedalam larutan BaCl₂ panas.  Hal ini akan mengurangi adanya coprecipitation.

Tujuan :

  Menentukan kadar sulfat dalam suatu sampel dengan cara mengendapkan sulfat tersebut dengan pereaksi pengendap BaCl₂.

Cara kerja :

1.      Keringkan sampel yang mengandung sulfat didalam oven selama 1 jam dengan suhu 110^oC.

2.       Keringkan juga porselin crucible didalam oven sampai mencapai berat konstan.

3.       Timbang sekitar 0,3 – 0,5 gram sampel yang telah dingin didalam beaker glass 600 ml.

4.      Larutkan sampel dengan 150 ml aquades dan tambah 2 ml HCl pekat.

5.      Panaskan mendekati titik didih.

6.      Anggap bahwa sampel adalah Na₂SO₄ murni dan hitung milimol BaCl₂ yang diperlukan untuk mengendapkan semua sulfat tersebut.

     Contoh :

            426 gram sampel = 426/142 = 3 mmol Na₂SO₄ 

3 mmol Na₂SO₄ = 3 mmol BaCl₂

Jika tersedia larutan BaCl₂ 0,2M, maka BaCl₂  0,2M yang diperlukan = 3/0,2 = 15 ml.

·         Tambahkan 50 ml kedalam volume tertentu dari larutan BaCl₂ dan panaskan hampir mendidih.

·         Sambil diaduk terus, tambahkan larutan sampel panas terlahan-lahan. Biarkan endapan terbentuk sempurna.

·         Tambahkan beberapa tetes BaCl₂ untuk melengkapi endapan yang terbentuk

·         Setelah pengendapan lengkap, tutup beaker dengan gelas/kaca arloji. Diges endapan yang terbentuk dengan suhu dibawah titik didih.

·         Setelah dingin, endapan disaring dengan kertas bebas abu (Whatmann 40).

·         Cuci beberapa kali dengan aquades hangat.

·         Lipat kertas saring dan taruh didalam crucible yang telah ditimbang

·         Panaskan dengan burner tetapi harus cukup udara selama pemanasan sampai kertas saring telah hangat.

·         Keringkan dalam tanur sekitar 1 jam atau sampai mencapai berat konstan

·         Percobaan dilakukan 3 kali.

·         Hitung kadar sulfat (SO₄) yang ada dalam sampel

·          

 

8.4. PENENTUAN KALIUM

Prinsip :

  Kalium (K) dapat ditentukan secara gravimetri  dengan cara mengendapkannya menggunakan natrium tetra fenil boron, (NaB(C₆H₅)₄) sebagai pereaksi pengendap.  Endapan yang terbentuk berupa kalium tetra fenil boron, KB(C₆H₅)₄, tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik seperti aseton.

                K⁺  +   NaB(C₆H₅)₄  →   KB(C₆H₅)₄    +   Na⁺

  Endapan dapat terbentuk dalam suasana yang sangat dingin dan sangat asam.

Tujuan :

  Penentuan kadar K dalam air laut secara gravimetri dengan pereaksi pengendap natrium tetrafenil boron NaB(C₆H₅)₄. 

Cara Kerja :

1.      Dipipet 25,00 ml sampel air laut kedalam labu erlenmeyer 100 ml.

2.      Ditambah 3,0 ml HCl pekat

3.      Ditaruh didalam ice-water bath selama 10 menit.

4.      Sekitar 10 ml larutan NaB(C₆H₅)₄   1% dingin ditambahkan kedalam larutan diatas.

5.      Kocok sehingga merata sambil menutup erlenmeyer.

6.      Taruh kembali dalam ice-water bath beberapa menit.

7.      Endapan yang terbentuk disaring dengan sintered-glass crucible porosity no.4(yang telah ditimbang). Sisa endapan dan larutan yang ada pada erlenmeyer dicuci beberapa kali dengan air dingin dan dituangkan melalui crucible.

8.      Crucible yang berisi endapan dikeringkan dalam oven dengan suhu 120^oC sampai mencapai berat konstan

9.      Endapan yang terbentuk dapat dihitung

10.  Percobaan ini dilakukan 3 kali

11.  Hitung kadar kalium (K) dalam sampel tersebut.

Faktor konversi :   1 gram endapan = 0,1091 gram K.

                                     Berat endapan KB(C₆H₅)₄ (gram) x  BA K  / BM KB(C₆H₅)₄   x  100%

    Kadar K   ( % )  =   __________________________________________________________

                                                                         Berat sample (gram)