Konduktometri.pdf

KONDUKTOMETRI

KONDUKTOMETRI

Dr. WIDAYAT ST MT

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

MATERI KONDUKTOMETRI

MATERI KONDUKTOMETRI

• OVERVIEW (DASAR DAN PERALATAN)

• METODE ANALISIS

Pengertian

Pengertian

Pengertian

Pengertian

y

Konduktifitas

adalah

daya

hantar

listrik yang satuannya disebut Siemens

atau

Ohm.

Alat

ukur

adalah

K d kt

t

Konduktometer

y

Konduktometri

adalah

metode

pen k ran kond ktofitas di dalam

pengukuran konduktofitas di dalam

larutan

karena mobilitas ion pada

elektroda dikarenakan aliran listrik

elektroda dikarenakan aliran listrik

y

Umumnya diukur dengan jembatan

wheatstone

wheatstone

Pengertian

Pengertian

Pengertian

Pengertian

y Konduktansi molar : kemampuan solut dalam

membangkitkan listrik membangkitkan listrik

y Konduktansi (G) besarnya proporsional dengan luas

penampang melintang A dan panjang dari suatu

k d k h ( if )

konduktor yang homogen (uniform). yang dirumuskan :

y Bilangan k adalah konduktansi spesifisifk (jenis) g p (j )

suatu konduktor satuan k adalah ohm-1, _cm-1_.

y R adalah tahanan, A adalah penampang lintang tiap

cm2 _{dan l adalah panjang konduktor dalam cm} cm dan l adalah panjang konduktor dalam cm

Konduktansi total dalam larutan nilainya proporsional dengan jumlah ion-ion yang berkontribusi dalam g j y g

larutan

.

G =

∑c

Λ

G =

∑c

_i

Λ

_m,i

Konduktan ekuivalen suatu larutan Konduktan ekuivalen suatu larutan disimbulkan Λ atau kappa, ialah daya hantar satu gram ekuivalen dari dua elektrode yang berjarak 1 cm satuannya h /

berjarak 1 cm, satuannya mhos/cm.

Harga Λ akan sama dengan G apabila 1 gram ekuivalen larutan yang terletak

diantara dua elektrode dengan jarak tepat 1 cm.

Factors affecting conductivity:

• Directly on the surface area of the electrodes

I l th di t b t th • Inversely on the distance between the

electrodes ™ Size of ions ™ Size of ions ™ Number of ions ™ Temperaturep ™ Charge of ions 6

Conductance of Common Acids, Bases

Conductance of Common Acids, Bases

@

@

and Salts @ 25

and Salts @ 25

oo

_C

_C

900 500 600 700 800 en s/cm 200 300 400 500 M illiS iem 0 100 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 % b W i ht M % by Weight

Sodium Chloride Potassium Chloride Sodium Hydroxide Hydrochloric Sulfuric Acid Nitric Acid

Kurva perubahan konduktivitas larutan Kurva perubahan konduktivitas larutan

5% as. Sulfat karena pengaruh suhu 5% as. Sulfat karena pengaruh suhu

300 0 350.0 400.0 200.0 250.0 300.0 m S/ c m 50.0 100.0 150.0 m 0.0 0 4 10 16 21 27 32 38 43 49 54 60 66 71 77 82 88 93 93 Degrees C

File Name: Conductivity.ppt Feb 2001

C

T

S

C

T

S

CC

7 8 pe 4 5 6 7 tur e Sl o 1 2 3 4 e mp e ra t 0 1 0 10 20 25 30 40 50 75 100 T e Temperature

Ultra Pure Water Sodium Chloride

File Name: Conductivity.ppt Feb 2001

Tabel

Tabel hargaharga kava kava ΛΛ beberabeberapapa larutanlarutan

Kation λ₊₊ Anion λ₊₊ H₃O+ Li+ 349,8 88,7 OH -Cl -199 76,3 Na+ K+ NH + 50,1 78,3 73 4 Br -I -NO₃ -78,1 78,6 71 4 NH₄+ Ag+ ½Mg2+ 73,4 61,9 53,1 NO₃ ClO₄ 2-C₂H₄O₂ -71,4 67,3 40,9 ½Mg ½Ca2+ ½Ba2+ 53,1 59,5 63,6 2 4 2 ½SO₄ 2-½CO₃ 2-½ C O 2 40,9 80.0 68,3 1/3 Fe3+ ½ Pb L 68,0 69.5 58 6 ½ C₂O₄ 2-¼Fe(CN)₆4- 74.2 110.3 10 1/3 La 58,6 (2% per 0_C).

™ Mobilitas ion dipengaruhi oleh:

p g

9 Kekuatan listrik yaitu kekuatan yang

dapat menimbulkan potensial diantara dua elektrode dan muatan ion yang menyebabkan gerakan menuju ke salah satu elektrode

satu elektrode.

9 Efek elektroforentik dan relaksasi

9 Elektroforetik terjadi bila muatan yangElektroforetik terjadi bila muatan yang berlawanan mengelilingi ion yang

bersangkutan sehingga terjadi dua lapisan muatan, kejadian ini akan menyebabkan menurunnya sifat k d kti it l t

konduktivitas larutan.

¾ Relaksasi mobilitas ion seolah-olah ditarik

l h i b b l

oleh ion yang bermuatan berlawanan dibelakang ion tersebut, sehingga akan

menghambat mobilitas ion yang

menghambat mobilitas ion yang

sesungguhnya.

¾ Besarnya konduktivitas dalam larutan

yang bersifat elektrolit kuat ternyata terjadi hubungan yang linier antara

konduktivitas dengan akar dari kadar ion

konduktivitas dengan akar dari kadar ion

¾ Ditemukan harga konduktivitas pada nol yang

Konduktometri

Konduktometri

Konduktometri

Konduktometri

Conductivity measurements

1.Electrodes

Two parallel platinized Pt. foil electrodes or Pt. black with electrodeposited a porous Pt. film which increases the surface

area of the electrodes and further reduces faradaic polarization.

2.Primary standard solutions

Primary standard KCl solution ,at 25Ԩ, 7.419g of KCl in 1000g

of solution has a specific conductivity of 0.01286Ω-1_/cm.

1 4

3. Conductivity Cell y :

Avoid the change of temperature during determination

4.Wheat stone bridge g :

1 5

Jembatan

Jembatan Wheatstone

Wheatstone

Jembatan

Larutan

Larutan elektrolit

elektrolit..

Berdasar konduktifitas, ada 2 macam larutan L El k li b d

kuat kuat

lemah lemah

1. Lart. Elektrolit : asam, basa dan garam

2. Non elektrolit : alkohol, gula dll

lemah lemah

Battry

Battry LarLar Lampu Lampu Battry

Battry Lar. Lar. elektrolit elektrolit

Molar conductance of various ions at infinite dil i 25

dilution at 25

ions molar conductance

K+ _73.52 Na+ _50.11 Li+ _38.69 H+ _349.82 Ag+ _61.92 Cl 76 34 Cl- _76.34 Br- _78.4 OH- ₁₉₈ 1 8 OH 198

APPLICATIONS OF CONDUCTOMETRY

APPLICATIONS OF CONDUCTOMETRY

It can be used for the determination of:

It can be used for the determination

of:-¾ Solubility of sparingly soluble salts

¾ Ionic product of water

¾ Ionic product of water

¾ Basicity of organic acids

¾ Salinity of sea water (oceanographic work)

¾ Salinity of sea water (oceanographic work)

¾ Chemical equilibrium in ionic reactions

¾ Conductometric titration

¾ Conductometric titration

CONDUCTOMETRIC TITRATIONS

:

¾ The determination of end point of a titration by ¾ The determination of end point of a titration by means of conductivity measurements are known as conductometric titrations.

Conductometric Titration (Indirect

Conductometric Titration (Indirect

C d

C d

))

Conductometry

Conductometry))

y Volumetric method - conductance, k (µS cm-1) between

two

electrodes is measured as a function of titrant, V (mL)

y Typical k vs V plot is V-shapedTypical k vs V plot is V shaped

y Minimum marks equivalent point of titration

ACID

ACID--BASE TITRATIONSBASE TITRATIONS

Ti

i

f

Ti

i

f

id

id

••

Titration of

Titration of

strong acid

strong acid

(a)

(a) with strong base.g. strong base.g. HClHCl with NaOH NaOH

(b)

(b) with weak baseweak base e.g.e.g. HClHCl with NHNH₄₄OHOH (b)

(b) with weak baseweak base e.g. e.g. HClHCl with NHNH₄₄OHOH

•• Titration of

Titration of

weak acid

weak acid

(c)

(c) with strong basestrong base e.g. e.g. CHCH₃₃COOHCOOH with NaOH NaOH

(d)

(d) with weak baseweak base e.g. e.g. CHCH₃₃COOHCOOH with NHNH₄₄OHOH

PRECIPITATION

TITRATIONS:-[K+ _{Cl ] [A} + _{N ]}

[K+_+Cl-_]+[Ag+_+No 3_]

REPLACEMENT TITRATIONS

REPLACEMENT TITRATIONS

¾ Salt of strong acid and weak base vs.

strong base

strong base

Ex: ammonium chloride vs. sodium

hydroxide

hydroxide

¾ Salt of strong base and weak acid vs

¾ Salt of strong base and weak acid vs.

strong acid

Eg: sodium acetate vs hydrochloric acid

Eg: sodium acetate vs. hydrochloric acid

a)Salt of strong acid, weak base vs. strong base

NH₄Cl+NaOH→NH₄OH+NaCl

b)Salt of strong base and weak acid vs. strong acid CH₃COONa+HCl→CH₃COOH+NaCl

REDOX TITRATION

Titration of ferrous ions with dichromate ions:

6 Fe2+_+Cr

2O72-+14H+→6Fe3++2Cr3++7H2O

2 7 2

COMPLEXOMETRIC TITRATION COMPLEXOMETRIC TITRATION

Ex.:-KCl vs. Hg(ClO₄)₂

¾ Non-aqueous titrations can also be measured using conductometry.

Ex:-a)titration of weak bases vs perchloric acid in a)titration of weak bases vs. perchloric acid in dioxan-formic acid.

b)Titration of weak organic acids in methanol vs. b)Titration of weak organic acids in methanol vs. tetra methyl ammonium hydroxide in methanol-benzene.

ADVANTAGES OF

ADVANTAGES OF

CONDUCTOMETRIC TITRATIONS

¾ No need of indicator

¾ Colored or dilute solutions or turbid suspensions can be used for titrations.

¾ Temperature is maintained constant throughout the tit ti

titration.

¾ End point can be determined accurately and errors are minimized as the end point is being determined are minimized as the end point is being determined graphically.

RECENT DEVLOPEMNTS

¾In refinary industries.

¾Estimation of polyelectrolytic solution.

¾Biotechnology.

¾Microbiosensors for enviromental monitoring

.

3 2