ANALISIS KONDUKTOMETRI
KIMIA ANALISIS II
DISUSUN OLEH:
1.
RENGGA RAHARDIAN
NIM: 11.14.005
2.
NUR AINI SETIAWATI
NIM: 11.14.013
3.
CHAIRA UMMATIN
NIM: 11.14.018
4.
WAHYUDA AUWALANI NIM: 11.14.030
5.
KURNIAWAN
NIM: 11.14.036
6.
ANTONIO MARIO
NIM: 11.14.008
7.
ANANCE JAIRIYANTI N. NIM: 11.14.039
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL MALANG
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
JURUSAN TEKNIK KIMIA
2011
KATA PENGANTAR
Segala Puji syukur kepada Allah SWT, atas rahmat dan hidayah-Nya, sehingga kami masih diberi kesehatan dan kesempatan untuk menyusun makalah tentang titrasi konduktometri ini. Makalah ini dibuat untuk memahami lagi apa itu titrasi konduktometri, sehingga kita dapat mengaplikasikanya dalam kehiudpan sehari – hari. Makalah titrasi konduktometri ini disusun dari berbagai sumber. Makalah ini berisi tentang uraian – uraian yang berhubungan dengan titrasi konduktometri baik kelemahan dan kekuranganya serta aplikasinya dalam kehidupan sehari – hari. Semoga makalah ini bermanfaat bagi yang membacanya.
Makalah yang kami buat ini masih banyak kesalahan dan kekurangan – keurangan karena kami maih dalam tahap pembelajaran, maka dari itu kami mengharapkan kritik dan saran bagi pembaca demi kesempurnaan dalam penyusunan makalah ini.
A. Pengertian
Titrasi konduktometri merupakan salah satu dari sekian banyak macam – macam titrasi. Konduktometri merupakan metode analisis kimia berdasarkan daya hantar listrik suatu larutan. Daya hantar listrik (G) suatu larutan bergantung pada jenis dan konsentrasi ion di dalam larutan. Gejala ini yang membedakan larutan elektrolit dan non elektrolit yaitu dengan menggunakan bola lampu yang dihubungkan dengan dua batang karbon dan arus listrik yang menghubungkannya dengan dua elektroda sejenis. Elektroda yang digunakan pada analisis konduktometri adalah elektroda inert (platinum yang terplatinasi) untuk mengukur konduktansi/daya hantar larutan elektrolit antara kedua elektroda tersebut. Biasanya digunakan arus bolak balik (Hantaran arus DC), misal arus yang berasal dari batrei melalui larutan merupakan proses faradai, yaitu oksidasi dan reduksi terjadi pada kedua elektroda. Prinsipnya sama dengan analisis dengan metode elektrolisis hanya saja analisis konduktometri ditekankan pada pengukuran secara kuantitatif menggunakan alat yang disebut konduktometer.
B. Penggunaan Konduktometer
Gambar 1.1. Konduktometer
Pengunaan alat konduktometer di laboratorium yaitu untuk mengukur daya hantar larutan zat elektrolit baik secara langsung, seperti pengukuran daya
hantar larutan sampel air atau air limbah, sampel makanan/minuman atau obat-obatan atau digunakan di laboratorium pada proses titrasi netralisasi, titrasi pengendapan bahkan dapat juga digunakan untuk menentukan kelarutan dan hasil kali kelarutan (K dan Ksp) suatu larutan elektrolit yang sulit larut. Pada titrasi secara konduktometri akan terjadi perubahan ion ataupun jumlah ion yang mengakibatkan perubahan hantaran larutan selama titrasi tersebut.
C. Pembahasan
Didalam titrasi konduktometri kita akan mendapatkan beberapa kemudahan yang mungkin tidak kita dapatkan jika kita menggunkan dengan titrasi lainya, misal tidak menggunakan indikator, karena dalam titrasi konduktometri ini kita hanya mengukur daya hantar larutan. Jadi dalam titrasi konduktometri ini kita tidak perlu mencari titik eivalen dengan melihat adanya perubahan warna. Walaupun demikian masih banyak kelemahan – kelamahan dalam titrasi konduktometri ini. Karena kita tahu bahwa dalam titrasi konduktometri hanya terbatas untuk larutan yang tergolong kedalam larutan elektrolit saja. Sedangkan untuk larutan non elektrolit tidak dapat menggunakan titrasi onduktometri. Titrasi konduktometri ini sangat berhubungan dengan daya hantar listrik, jadi juga akan berhubungan dengan adanya ion – ion dalam larutan yang berperan untuk menghantarkan arus listrik dalam larutan. Arus listrik ini tidak akan bisa melewati larutan yang tidak terdapat ion – ion, sehingga larutan non elektrolit tidak bisa menghantarkan arus listrik.
Dalam titrasi konduktometri ini juga sangat berhubungan dengan konsentrasi dan temperatur dari larutan yang akan ditentukan daya hantarnya. Sehingga ikita harus menjaga temperatur larutan agar berada dalam keadaan konstan, sehingga kita dapat memebedakan perbedaan dari daya hantar larutan hanya berdasarkan perbedaan konsentrasi saja. Jika temperatur berubah – ubah maka bisa saja konsentrasi yang besar seharusnya memilki daya hantar yang besar malah memiliki daya hantar yang kecil karena suhunya menurun. Sehingga ion – ion dalam larutan tidak dapat begeraka dengan bebas.
Daya hantar listrik juga berhubungan dengan pergerakan suatu ion di dalam larutan ion yang mudah bergerak mempunyai daya hantar listrik yang besar. Daya hantar listrik (G) merupakan kebalikan dari hambatan (R), sehingga daya hantar listrik mempunyai satuan ohm-1 . Bila arus listrik dialirkan dalam suatu larutan mempunyai dua elektroda, maka daya hantar listrik (G) berbanding lurus dengan luas permukaan elektroda (A) dan berbanding terbalik dengan jarak kedua elektroda
G = = k
G = Daya hantar listrik I = Kuat arus (Ampere) R = hambatan (ohm)
K = k adalah daya hantar jenis dalam satuan ohm-1.cm-1.
Pengukuran daya hantar memerlukan sumber listrik, sel untuk menyimpan larutan dan jembatan (rangkaian elektronik) untuk mengukur tahanan larutan.
1. Sumber listrik
Hantaran arus DC (misal arus yang berasal dari batrei) melalui larutan merupakan proses faradai, yaitu oksidasi dan reduksi terjadi pada kedua elektroda. Sedangkan arus AC tidak memerlukan reaksi elektro kimia pada elektroda- elektrodanya, dalam hal ini aliran arus listrik bukan akibat proses faradai. Perubahan karena proses faradai dapat merubah sifat listrik sel, maka pengukuran konduktometri didasarkan pada arus nonparaday atau arus AC. 2. Tahanan Jembatan
Jembatan Wheatstone merupakan jenis alat yang digunakan untuk pengukuran daya hantar.
3. Sel
Salah satu bagian konduktometer adalah sel yang terdiri dari sepasang elektroda yang terbuat dari bahan yang sama. Biasanya elektroda berupa logam yang dilapisi logam platina untuk menambah efektifitas permukaan elektroda. Titrasi Konduktometri Metode konduktometri dapat digunakan untuk menentukan titik ekivalen suatu titrasi, berupa beberapa contoh titrasi
konduktometri dibahas berikut, Titrasi asam kuat- basa kuat Sebagai contoh lrutan HCl dititrasi ole NaOH. Kedua larutan ini adalah penghantar listrik yang baik. Kurva titrasinya ditunjukkan pada gambar di bawah ini. daya hantar H+ turun sampai titik ekivalen tercapai. Dalam hal ini jumlah H+ makin berkurang di dalam larutan, sedangkan daya hantar OH- berrtambah setelah titik ekivalen (Te) tercapai karena jumlah OH- di dalam larutan bertambah. Jumlah ion Cl- di dalam larutan tidak berubah, karena itu daya hantar konstan dengan penambahan NaOH. Daya hantar ion Na+ bertambah secara perlahan-lahan sesuai dengan jumlah ion Na+.
Konduktivitas suatu larutan elektrolit, pada setiap temperatur hanya bergantung pada ion-ion yang ada, dan konsentrasi ion-ion tersebut. Bila larutan suatu elektrolit diencerkan, konduktivitas akan turun karena lebih sedikit ion berada per cm3 larutan untuk membawa arus. Jika semua larutan itu ditaruh antara dua elektrode yang terpisah 1 cm satu sama lain dan cukup besar untuk mencakup seluruh larutan, konduktans akan naik selagi larutan diencerkan. Ini sebagian besar disebabkan oleh berkurangnya efek-efek antar-ionik untuk elektrolit-elektrolit kuat dan oleh kenaikan derajat disosiasi untuk elektrolit-elektrolit-elektrolit-elektrolit lemah.
Penambahan suatu elektrolit kepada suatu larutan elektrolit lain pada kondisi-kondisi yang tak menghasilkan perubahan volume yang berarti akan mempengaruhi konduktans (hantaran) larutan, tergantung apakah ada tidaknya terjadi reaksi-reaksi ionik. Jika tak terjadi reaksi ionik, seperti pada penambahan satu garam sederhana kepada garam sederhana lain (misal, kalium klorida kepada natrium nitrat), konduktans hanya akan naik semata-mata. Jika terjadi reaksi ionik, konduktans dapat naik atau turn; begitulah pada penambahan suatu basa kepada suatu asam kuat, hantaran turun disebabkan oleh penggantian ion hidrogen yang konduktivitasnya tinggi oleh kation lain yang konduktivitasnya lebih rendah. Ini adalah prinsip yang mendasari titrasi-titrasi konduktometri yaitu, substitusi ion-ion dengan suatu konduktivitas oleh ion-ion-ion-ion dengan konduktivitas yang lain.
Ada 2 jenis hantaran dalam analisis kondukmetri, yaitu: 1. Hantaran spesifik
2. Hantaran ekivalen
Kemampuan suatu zat terlarut untuk menghantarkan arus listrik disebut daya hantar ekivalen yang didefinisikan sebagai daya hantar satu gram ekivalen zat terlarut di antara dua elektroda dengan jarak kedua elektroda 1 cm. Yang dimaksud dengan berat ekivalen adalah berat molekul dibagi jumlah muatan positif atau negatif. Contoh: berat ekivalen BaCl2 adalah BM BaCl2 dibagi dua. Volume larutan (cm3) yang mengandung satu gram ekivalen zat terlarut dengan Volume 100 / C
dengan C adalah konsentrasi (ekivalen per cm-3), bilangan 1000 menunjukkan 1 liter = 1000 cm3. Volume dapat juga dinyatakan sebagai hasil kali luas (A) dan jarak kedua elektroda (1).
V= l A
Dengan l sama dengan 1 cm , V = A = 100 / C
Substitusi persamaan ini ke dalam persamaan G diperoleh, G = 1/R = 1000k/C
Daya hantar ekivalen (^) akan sama dengan daya hantar listrik (G) bila 1 gram ekivalen larutan terdapat di antara dua elektroda dengan jarak 1 cm.
^ = 1000 k/C
Titrasi Konduktometri diagi menjadi 2, yaitu: 1. Titrasi Konduktometri Frekuensi Rendah
Penambahan suatu elektolit ke elektrolit lain pada keadaan yang tidak ada perubahan volum yang begitu besar akan mempengaruhi konduktovitas larutan terjadi reaksi ionik atau tidak. Jika tidak terjadi reaksi ionic, maka perubahan konduktovitas sedikit sekali atau hampir tidak ada. Bila terjadi reaksi ionic, maka perubahan konduktivitas yang relative cukup besar sehingga dapat di amati, seperti pada titrasi basa kuat oleh asam kuat. Dalam titrasi ini terjadi penurunan konduktivitas karena terjadi penggantian ion hydrogen, yang
mempunyai konduktovitas tinggi, dengan kation lain yang mempunyai konduktovitas rendah.
Pada titrasi penetralan, pengendapan dll, penentuan titik ahir titrasi titrasi ditentukan berdasarkan perubahan koduktivitas (hantaran) dari reaksi kimia yang terjadi. Hantaran di ukur pada setiap penambahan sejumlah pereaksi dan titik pengukuran tersebut bila di alurkan memberikan 2 garis lurus yang saling berpotongan dinamakan titik ekivalen titrasi. Ketepatan metode ini bergantung pada sudut perpotongan dan kerapatan titik pengukuran. Secara praktik konsentrasi penitran 20-100 kali lebih kali pekat dari larutan yang di titrasi, Pada metode ini larutan yang dihasilkan harus seencer ungkin namun suatu hal yang perlu ditinjau lagi untuk efek keenceran harus dibuat dengan mengalikan nilai-nilai konduktifitas dengan faktor (V+v)/V, dimana V adalah volume asli dari larutan dan v adalah volume reagensia yang ditambahkan. Kelebihan titrasi ini, baik untuk asam yang sangat lemah seperti asam borat dan fenol yang secara potensiometri tidak dapat di lakukan. Selain itu, titrasi konduktometri tidak perlukan kontrol suhu. Selain itu hendaknya diperhatikan pengendalian temperatur dalam pengukuran-pengukuran konduktansi. Sementara penggunaan termostat tidaklah penting dalam titrasi konduktometri karena kekonstanan temperatur lebih diperhatikan, tetapi biasanya kita hanya perlu menaruh sel konduktivitas itu dalam bejana berisi air pada temperatur laboratorium.
Perubahan relatif dari konduktivitas larutan selama reaksi dan pada penambahan reagensia berlebih, sangat menentukan ketepatan titrasi. Elektrolit asing yang mengganggu proses reaksi ini tidak boleh ada karena zat-zat ini mempunyai efek yang besar pada ketepatan hasil titrasi.
2. Titrasi Konduktometri Frekuensi Tinggi
Dalam metode titrasi frekuensi tinggi sebuah sel yang sesuai yang mengandung sistem kimia itu dijadikan bagian dari atau dirangkaikan kesebuah rangkaian osilator yang beresonansi pada suatu frekuensi dari beberapa megahertz. Selain komposisi kimia itu berubah resistansi atau kapasitansi rangkaian tersebut juga berubah dan teerjadilah perubahan karakteristik
osilator. Setiap kuantitas ini dapat dimbil dan diukur sebagai indikasi dari perubahan dalam komposisi sistem kimia itu yaitu selagi suatu larutan dititrasi dengan suatu reagensia yang sesuai umumnya dapat diperoleh kurva-kurva yang menunjukan infleksi atau pematahan pada titik valen. Sifat fundamental dari sistem kimia yang mempengaruhi karakteristik osilator ialah tetapan dielektrik dan konduktifitasnya. Suatu keuntungan penting dari metode frekuensi tinggi ini adalah elektrode dapat ditaruh diluar sel dan elektrode tersebut tidak bisa berkontak langsung dengan larutan uji. Karenanya pengukuran-pengukuran dapat dibuat tanpa bahaya elektrolisis atau polarisasi elektrode sedangkan kekurangann frekuensi tinggi ini adalah respon dari suatu titrimetri frekuensi tinggi ialah non spesifik karena bergantung hanya pada konduktivitas dan tetapan dielektrik sistem itu serta tidak bergantung pada identitas kimiawi dari komponen-komponen sistem itu.
Setiap ion atau molekul dipolar cendrung bergerak atau menjuruskan dirinya sendiri dalam arah elektrode yang polaritasnya berlawanan. Polaritas elektrode berubah satu kali setiap daur, dan ion atau dipol itu harus membalikan gerakan atau orientasinya. Konduktan larutan ialah hasil dari gerakan ion-ion negatif dan positif relatif terhadap ion-ion tersebut dan terhadap molekul-molekul terlarut. Setiap ion cendrung unutk bergerak mendahului atmosfer ioniknya dan akibatnya terbentuk distribusi muatan yang tidak simetris disetiap ion pusat serta terjadinya suatu gaya hambat atas ion dalam arah yang berlawanan dengan gerakannya. Pada frekuensi bolak balik yang lebih besar dari suatu megaherzt, ion pusat merubah geraknya begitu cepat dengan setiap daur dari medan yang dikenakan, sehingga tak banyak kesempatan untuk timbulnya asimetri drai atmosfer ionik dan akhirnya konduktanpun naik. Pada frekuensi-frekuensi tinggi, ion-ion mengalami oksidasi yang lebih kecil sehingga atmosfer ionik yang bermuatan berlawanan mengadaan gaya hambatan yang relatif lebih kecil ketimbang pada frekuensi rendah. Teknik ferkuensi tinggi ini adalah paling peka dalam titrasi-titrasi dimana konsentrasi total ion yang terlarut berubah, misalnya dalam reaksi pengendapan dan pembentukan kompleks. Teknik ini juga dapat diaplikasikan
pada sebuah ion yang bergerak cepat digantikan oleh sebuah ion yang bergerak lambat misalnya dalam titrasi asam basa.
D. Kesimpulan
1. Daya hantar listrik dalam titrasi konduktometri sangat berhubungan dengan konsentrasi dan gerakan bebas dari ion.
2. Tiitik ekivalen dari titrasi konduktometri ditandai dengan konstanya nilai daya hantar yang tertera dalam konduktometri.
3. Titrasi kondukto metri hanya dapat digunakan untuk larutan elektrolit.
4. Pengukuran daya hantar dalam titrasi konduktometri memerlukan 3 komponen penting yaitu: sumber listrik, sel untuk menyimpan larutan dan jembatan (rangkaian elektronik) untuk mengukur tahanan larutan.
5. Titrasi konduktometri terbagi 2 yaitu:
a. Titrasi konduktometri dengan frekuensi rendah
