PERCOBAAN 14
STOIKIOMETRI REAKSI LOGAM DENGAN GARAM Maksud Percobaan :
Mempelajari stoikiometri reaksi antara logam tembaga dengan larutan besi (III) dan meramalkan ion tembaga yang dihasilkan.
Landasan Teori
Reaksi kimia pada hakekatnya merupakan proses yang melibatkan perubahan struktur komposisi dan energi setiap spesies yang berperan serta di dalamnya dalam skala molekular, bahkan kadang-kadang atomik.
Stoikiometri adalah merupakan salah satu cabang ilmu kimia yang memepelajari berbagai aspek yang menyangkut kesetaraan massa antara zat yang terlibat dalam reaksi kimia, baik dalam skala molekular maupun dalam skala eksperimental. Pengetahuan tentang kesetaraan massa antara zat yang bereaksi merupakan dasar penyelesaian hitungan yang melibatkan reaksi kimia. Konsep mol diperlukan untuk mengkonversi kesetaraan massa antar zat dari skala molekular ke dalam skala eksperimental dalam laboratorium. Dalam percobaan ini, akan dipelajari stoikiometri reaksi antara logam tembaga dengan larutan gram besi (III) dalam suasana asam dengan menganalisa hasil reaksi secara volumetri. Secara teoritis, ion tembaga monovalen, Cu+ dan ion tembaga bivalen Cu2+ merupakan dua spesies yang dapat dihasilkan dari logam tembaga dalam reaksi ini. Dengan memanfaatkan harga potensial elektroda standar untuk setiap spesies, dapat diperkirakan spesies mana yang secara termodinamika memiliki kemungkinan lebih tinggi untuk terbentuk dalam reaksi dari dua spesies.
Reaksi antar logam Cu dengan larutan garam Fe3+ dapat diperkirakan berlangsung menurut persamaan-persamaan berikut:
Cu + 2 Fe3+ Fe2 + Cu2+ ... (1) Cu + Fe3+ 2Fe2 + Cu2+ ... (2)
Reaksi yang terjadi dapat diketahiu dari harga perbandingan jumlah mol antara ion Fe3+ yang bereaksi dengan logam tembaga yang terpakai. Jika harga perbandingan jumlah mol itu digunakan simbol r, maka diperoleh rumus
r = mol Fe3+ yang bereaksi mol Cu yang bereaksi
harga r berkisar antara 1 sampai 2. Apabila reaksi yang terjadi hanya reaksi (1),maka r = 1, dan r = 2 apabila reaksi yang terjadi hanya reaksi (2).
Walaupun cukup tepat untuk digunakan dalam berbagai tujuan, penjelasan di atas tidaklah persis benar. Oksidasi dan reduksi tepatnya merujuk pada perubahan bilangan oksidasi karena transfer elektron yang sebenarnya tidak akan selalu terjadi. Sehingga oksidasi lebih baik didefinisikan sebagaipeningkatan bilangan oksidasi, dan reduksi sebagai penurunan bilangan oksidasi. Dalam prakteknya, transfer elektron akan selalu mengubah bilangan oksidasi, namun terdapat banyak reaksi yang diklasifikasikan sebagai "redoks" walaupun tidak ada transfer elektron dalam reaksi tersebut. (http://www.chem-is-try.org) Reaksi Redoks
Reaksi asam basa dapat dikenali sebagai proses transfer-proton. Kelompok reaksi yang disebut reaksi oksidasi-reduksi (atau redoks) dikenal juga sebagai reaksi transfer-elektron. Reaksi oksidasi-reduksi berperan dalam banyak hal didalam kehidupan kita sehari-hari. Reaksi ini terlibat mulai dari pembakaran bahan bakar minyak bumi sampai dengan kerja cairan pemutih yang digunakan dalam rumah tangga. Selain itu sebagian besar unsur logam dan nonlogam diperoleh dari bijinya melalui proses oksidasi reduksi. (R. Chang, 2004)
Mekipun reaksi oksidasi-reduksi didasarkan pada serah terima elektron, hal ini tak selalu tampak dari persamaan reaksinya. Proses-proses ini lebih baik untuk dipahami jika dipecah menjadi dua tahap yang terpisah, oksidasi satu zat reduksi zat yang lain. Berikut ini adalah contoh reaksi antara logam besi dan ion tembaga:
Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu...(1) Terdiri dari reduksi Cu²⁺
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu...(2) Dan oksidasi Fe
Fe → Fe²+ + 2e⁻...(3)
Kedua elektron yang dilepaskan Fe diambil oleh Cu²⁺dalam proses ini. (Vogel, 1979)
- Larutan yang Terlibat Asam Oksalat (H2C2O4.H2O)
Oksalat dari logam-logam alkali dan besi(II), larut dalam air, semua oksalat lain tak larut atau sangat sedikit larut dalm air. Berbentuk zat padat kristalin, tak berwarna dan menjadi anhidrat dengan dipanaskan sampai 110oC . Zat ini mudah larut dalam air.
- Permanganat, MnO4-
Semua permanganat larut dalam air, membentuk larutan ungu (lembayung kemerahan). Untuk
mempelajari reaksi pada permanganat digunakan larulan kalium permanganat(KMnO4). Jika direaksikan dengan asam oksalat(H2C2O4.H2O) dan dengan asam sulfat(H2SO4) , yang berfungsi sebagai katalis, akan menghasilkan gas karbon dioksida, dengan mekanisme reaksi:
Reaksi ini lambat pada suhu kamar, tetapi menjadi cepat pada 60oC. Ion mangan (II) mengkatalis reaksi ini, jadi reaksi ini adalah otokatalitik. Sekali ion mangan(II) telah terbentuk, reaksi ini menjadi semakin cepat. (Vogel I , 1985)
- Tembaga (Cu)
Tembaga adalah logam merah muda, yang lunak, dapat ditempa dan liat. Ia melebur pada 10380C, karena potensial electrode standarnya positif maka ia tak larut dalam asam klorida dan asam sulfat
encer, meskipun dengan adanya oksigen ia bisa larut sedikit. Asam sulfat pekat panas juga melarutkan tembaga :
Cu + 2H2SO4 Cu2+ + SO42- + SO2 + H2O...(5) - Besi (Fe)
Besi yang murni adalah logam berwarna putih perak yang kukuh dan liat. Ia melebur pada 1535OC. Asam sulfat encer melarutkan besi. Besi membentuk dua deret garam yang penting :
- Besi (II) atau fero
Diturunkan dari besi (II) oksida, FeO. Dalam larutan, garam-garam ini mengandung kation Fe2+ dan berwarna sedikit hijau. Ion besi (II) dapat mudah dioksidasikan menjadi besi (III), maka merupakan zat pereduksi yang kuat.
- Besi (III) atau feri
Diturunkan dari oksida besi (III), Fe2O3. . Dalam larutannya, terdapat kation-kation Fe3+ yang berwarna kuning muda. Zat-zat pereduksi mengubah ion besi (III) menjadi besi (II). (Vogel I, 1985)
Reaksi antara logam Cu dan larutan Fe3+ adalah sebagai berikut: Cu + Fe3+ Fe2+ + Cu+ ...(6)
Cu + 2 Fe3+ 2Fe2+ + Cu2+ ...(7) Reaksi redoks KMnO4 dengan asam Oksalat : MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O X 2
C2O42- 2CO2 + 2e- X 5________
2MnO4-+ 5C2O42- + 16H+ 2Mn2+ + 10CO2+ 8H2O...(8) Reaksi redoks KMnO4 dengan Fe2+:
Fe2+ Fe3++ e- X 5 MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O X 1
5Fe2++ MnO4- + 8H+ 5Fe3++ Mn2+ + 4H2O...(9) - Reaksi Permanganometri
Reaksi antara KMnO4 dengan asam oksalat(H2C2O4.H2O) dan asam sulfat (H2SO4 ) akan terjadi reaksi redoks yaitu :
2MnO4 + 5H2O2 + 6H+ 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O...(10) (Underwood, 2001)
Reaksi kimia pada hakekatnya merupakan proses yang melibatkan perubahan struktur, komposisi dan energi setiap spesies yang berperan serta didalamnya dalam skala molekuler bahkan kadang-kadan atomik.
Stoikiometri merupakan salah satu cabang ilmu kimia yang mempelajari berbagai aspek yang menyangkut kesetaraan massa antara zat yang terlibat dalam reaksi kimia baik secara molekuler maupun secara eksperimental. Pengetahuan kesetaraan massa antara zat yang bereakasi merupakan dasar penyelesaian hitungan yang melibatkan reaksi kimia. Konsep mol diperlukan untuk
mengkonversikan kesetaraan massa antara zat dari skala molekuler ke skala eksperimental dalam laboratorium.
Sebagai contoh dapat ditemukan dengan mengetahui stoikiometri reaksi dalam proses analisa
volumetri, data hasil titrasi dapat digunakan untuk menghitung konsentrasi suatu senyawa yang terlibat dalam proses itu.
Dalam percobaan ini akan dipelajari stoikiometri reaksi antara logam tembaga dengan larutan besi (III) dalam suasana asam dengan menganalisa hasil secara volumetri. Secara teoritis ion tembaga monovalen dan ion tembaga bivalen merupakan dua spesies yang dapat dihasilkan dari logam tembaga dalam reaksi ini. Dengan memenfaatkan harga potensial elektroda standart untuk setiap spesies dapat diperkirakan spesies mana yang secara termodinamika memiliki kemungkinan lebih tinggi untuk terbentuk dalam reaksi dua spesies itu.
Banyak logam tersusun rapat. Selama atom mempunyai kecenderungan lemah terhadap kovalensinya, akan mempunyai karakter yang lemah terhadap ikatannya dan memperoleh bilangan yang maksimal akibat dari susunan yang rapat bahwa logam mempunyai kerapatan yang tinggi. Unsur-unsur yang berada pada blok d, dekat Ir dan Os yang mengandung padatan yang rapat.
(Aldes Lesbani. 2003. hal: 73) Alat dan Bahan
A. Alat-alat yang digunkan :
1 buah gelas kimia beker 250mL 1 buah gelas arloji untuk tutup 1 buah botol timbang 10mL 1 buah labu ukur 100mL 1 buah pipet gondok 25mL 1 buah buret 50mL
3 buah erlenmeyer 100mL 1 set pemanas spiritus B. Bahan kimia yang dibutuhkan :
Tembaga serbuk 2 gram
Larutan Fe (NH4)(SO4)2 dengan konsentrasi Fe3+ 0,2 M Dan mengandung H2SO4 pekat 100mL per 1000mL larutan. Larutan H2SO4 2,5 M
Larutan standar KMnO4 0,02 M Cara Kerja
A. Standarisasi Larutan 0,02 M KMnO4
1. Timbang 0,63 gr asam oksalat, H2C2O4. 2H2O dan larutkan dalam labu takar 100mL, dan encerkan dengan aquadest sampai ada tanda
2. Ambil 5 mL larutan asam oksalat itu tempatkan dalam erlenmeyer 100mL, tambahkan 20mL 2,5 M, H2SO4 dan dititrasi dengan larutan standar KMnO4
3. Yang akan distandarisasi dari buret.
4. Ulangi titrasi ini banyak 3 kali dan hitung molaritas rata-rata larutan standar KMnO4 B. Stoikiometri Reasksi Logam Cu dengan garam Fe (III)
2. Siapkan gelas beker ukuran 250mL. Kemudian isilah dengan 30mL larutan besi (III) 0,2 M dan 15 mL larutan asam sulfat 2,5 M.
3. Masukkan dengan hati-hati botol timbang besrta isinya kedalam gelas beker yang telah berisi larutan besi (III) dan asam sulfat tersebut. Usahakan semua serbuk masuk kedalam larutan. 4. Tutuplah gelas beker itu dengan gelas arloji dan kemudian didihkan sampai semua tembaga
larut sempurna. Bila perlu sekali-sekali diaduk agar tidak ada tembaga yang menempel pada dinding gelas.
5. Setelah reaksi berhenti, ambil botol timbang dengan menggunakan penjepit plastik dan didihkan kira-kira 10 menit lagi untuk meyakinkan bahwa tembaga telah bereaksi sempurna.
6. Dinginkan larutan pada air dingin, kemudian pindahkan secara kuantitatif kedalam labu takar 100mL dan encerkan sampai ada tanda.
7. Ambil masing-masing sebanyak 25mL larutan dengan pipet gondok, masukkan ke dalam erenmeyer 100mL, dan kemudian ion besi (II) yang ada dalam larutan dititrasi dengan larutan standar 0,02 M KMnO4. Ulangi titrasi ini sampai tiga kali.
8. Hitung konsentrasi Fe3+ yang dihasilkan daam masing-masing reaksi (yang diperoleh pada langkah B.5) dan hitung pula perbandingan jumlah mol r dengan rumus
9.
Dari hasil percobaan ini tentukan reaksi mana yang lebih banyak berlangsung, reaksi (1)
atau reaksi (2). Bandingkan hasil saudara dengan lamaran yang diperoleh menggunakan
harga potensial elektroda standar.
10.
Hitung pula perbandingan [Cu
+]/[Cu
2+] dengan menggunakan rumus.
, -, -
Tugas : Jelaskan asal rumus
, -, -
DATA HASIL PENGAMATAN
V1 8,1 mL V2 7,5 mL
Standarisasi larutan KMnO4
Vrata-rata = (V1+V2)/2= (8,1 mL+7,5 mL)/2 7,8 mL=0,0078 Liter Stoikiometri logam Cu dan garam Fe
V1 4,5 mL V2 5 mL
Perhitungan
Standarisasi larutan KMnO4
w. asam oksalat = 0,6340 gram V. Pengenceran = 100 mL = 0,1 Liter BM. Asam oksalat = 126 gr/mol v. asam oksalat = 5 mL = 0,005 Liter V. KMnO4 rata-rata = 0,0078 Liter
M. asam oksalat = (w.asam oksalat (gr))/(BM.asam oksalat (gr/mol) ×1000/(V.Pengenceran) = (0,6340 gr)/(126 gr/mol) × 1000/(100 mL)
=0,00503 x 10=0,0503 gram
n.asam oksalat=M.asam oksalat ×V.asam oksalat (L) =0,0503 ×0,005
=0,0002515
Stoikiometri reaksi Cu dengan Fe W Cu = 0,2 gram Bm. Cu = 63,5 gr/mol M. KMnO4 = 0,02 M V. Fe = 15 mL = 0,015 Liter V. KMnO4 = 0,00275 Liter n. Cu = (W.Cu)/(BM.Cu) =(0,2 gr)/(63,5 gr/mol)=0,003
n. KMnO4 = M. KMnO4 . V. KMnO4 = 0,02 M x 0,00275 L
= 0,00055
n. Fe2+ awal = 5/1 x n.KMnO4 = 5 x 0,00055 = 0,00275 n. Fe2+sisa = M x V. Fe
= 0,02 M x 0,015 = 0,0003
n. Fe yang bereaksi = n. Fe2+ awal - n. Fe2+sisa = 0,00245 – 0,0003
= 0,00245 r = n. Fe2+yang bereaksi / n. Cu
Perbandingan
([Cu+])/([Cu2+])= (2-r)/(r-1) = (2-0,8166)/(0,8166-1) PERTANYAAN PRAPRAKTEK
Jelaskan asal rumus : ([Cu+])/([Cu2+])= (2-r)/(r-1) Jawaban :
r (Cu+ + Cu2+) = 2 Cu2+ + Cu+ r Cu+ + r Cu2+ = 2 Cu2+ + Cu+ Cu+ (r – 1) = Cu2+ (2 – r) ([Cu+])/([Cu2+])= (2-r)/(r-1)
PEMBAHASAN
Pada praktikum kali ini dilakukan percobaan mengenai stoikiometri reaksi logam dengan garam. Dimana stoikiometri itu sendiri dapat didefinisikan sebagai salah satu cabang ilmu mimia yang mempelajari berbagai aspek yang menyangkut kesetaraan massa antara zat yang terlibat dalam reaksi kimia baik dalam skala molecular maupun skala eksperimental.
Pada percobaan dilakukan titrasi. Dimana titrasi diartikan sebagai metode yang digunakan untuk menentukan konsentrasi suatu larutan dengan menggunakan larutan yang telah diketahui konsentrasi. Pada saat proses titrasi terdapat titik ekivalen dan titik akhir titrasi. Titik ekivalen terjadi apabila antara titran dan titrat tepat bereaksi dan terjadi perubahan warna yang belum konstan. Sedangkan titik akhir titrasi terjadi apabila antara titran dan titrat tepat habis bereaksi dan terjadi perubahan warna yang konstan, dan titrasi harus dihentikan.
Dalam titrasi terdapat larutan yang dijadikan sebagai larutan standar primer dan larutan standar sekunder. Larutan standar primer merupakan larutan ynag mengandung zat padat murni yang konsentrasinya telah diketahui secara tepat melalui metode gravimetric (perhitungan massa), dapat digunakan untuk menetapkan konsentrasi larutan lain yang belum diketahui. Nilai konsentrasi dihitung melalui perumusan sederhana, setelah dilakukan penimbangan teliti dari zat pereaksi tersebut dan dilarutkan dalam volume tertentu.
Syarat-syarat larutan standar primer diantaranya zat harus mudah diperoleh, dimurnikan, dikeringkan dan disimpan dalam keadaan murni. Zat harus tidak berubah berat dalam
penimbangan di udara dan tidak higroskopis. Zat tersebut dapat diuji kadar pengotornya dengan uji-uji kualitatif dan kepekaan tertentu. Zat tersebut sedapat mungkin mempunyai massa relatif dan masssa ekivalen yang besar. Zat tersebut harus mudah larut dalam pelarut yang dipilih. Dan reaksi yang berlangsung dengan pereaksi harus bersifat stoikiometrik dan langsung. Sedangkan larutan standar sekunder merupakan larutan suatu zat yang konsentrasinya tidak dapat
diketahui dengan tepat karena berasal dari zat yang tidak pernah murni. Konsentrasi larutan ini ditentukan dengan standarisasi menggunakan larutan standar primer, biasanya melalui metode titrimetri. Syarat-syarat larutan standar sekunder antara lain derajat kemurnian lebih rendah
dari pada larutan standar primer. Mempunyai berat ekivalen yang yang tinggi untuk memperkecil kesalahan penimbangan. Dan larutannya relatif stabil dalam penyimpanan. Dalam percobaan stoikiometri ini dilakukan titrasi berupa titrasi permanganometri. Dinana titrasi permanganometri di definisikan sebagai titrasi yang dilakukan berdasarkan reaksi oleh kalium permanganate. Reaksi ini difokuskan pada reaksi oksidasi dan reduksi yang terjadi antara kalium permanganat dengan larutan antara tembaga dan lartan besi. Beberapa ion logam yang tidak dioksidasi dapat dititrasi secara tidak langsung dengan permanganometri . Kalium
permanganat berfungsi sebagai larutan auto indikator. Larutan auto indikator merupakan larutan yang bias berfungsi sebagai titran dan juga berfungsi sebagai indikator. Indikator merupakan senyawa organik asam atau basa lemah yang memiliki warna molekulnya berbeda dengan warna ion-ionnya.
Ada beberapa macam bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini diantaranya asam oksalat, aquades, asam sulfat, larutan kalium permanganat, serbuk logam tembaga, dan larutan besi.
Dalam percobaan stoikiometri ini digunakan serbuk logam tembaga yang berwarna coklat kemerahan dan larutan kalium permanganate yan berwarna ungu. Hal tersebut dikarenakan logam tembaga dan mangan dalam kalium permanganat termasuk golongan logam trasisi, dimana dalam golongan logam transisi terdapat orbital d yang kosong sehingga energy dari tingkat bawah bergerak menuju energy tingkat atas yang bergerak atau berpindahnya electron maka kejadian ini diesbut eksitasi electron. Pada saat electron akan kembali ke tingkat energy rendah maka pada saat itulah memencarkan warna akibat penyerapan cahaya.
Pada stoikiometri reaksi logam tembaga dan larutan garam besi digunakan analisa berupa analisa kualitatif dan analisa kuantitatif. Analisa kualitatif terjadi saat mengamati perubahan warna yang terjadi saat pemanasan dan titrasi. Karena analisa kualitatif merupakan analisa yang berdasarkan pada pengamatan panca indera, misalnya bau, warna, dan suhu. Sedangkan analisa kuantitatif terjadi saat menghitung molaritas dan mol asam oksalat, serta menghitung volume rata-rata kalium permanganat, mol tembaga, mol kalium permanganate, mol larutan besi awal dan sisa, dan menghtung perbandingan tembaga. Karena analisa kuantitatif merupakan analisa yang berdasarkan pada perhitungan.
XI. KESIMPULAN
Titrasi yang digunakan berupa titrasi permanganometri karena kalium permanganate digunakan sebagai titran
Pada percobaan ini tidak digunakan indicator karena kalium permanganate bertindak sebagai larutan auto indicator.
Auto inikator berfungsi sebagai titran dan indikator.
Mangan pada kalium permanganate dan serbuk logam tembaga memiliki warna yang khas karena termasuk dalam golongan logam transisi.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2012. Reaksi Kimia. (http://www.chem-is-try.org/kimia-dasar/reaksi-kimia) diakses 08 Desember 2012, Pukul 19:20 WIB.
Lesbani, Aldes. 2003. Kimia Anorganik I. Inderalaya : Universitas Sriwijaya. Chang, Raymond. 2004. Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid I. Jakarta : Erlangga. Day & Underwood. 2001. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta : Erlangga.
Svehla, G.1985. Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semi Mikro Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : PT Kalman Media Pustaka.
Svehla, G.1985. Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semi Mikro Edisi Kelima Jilid 2. Jakarta : PT Kalman Media Pustaka.
PERCOBAAN 15
KONSTANTA STABILITAS SENYAWA KOMPLEKS Maksud Percobaan :
Menentukan konstanta stabilitas beberapa senyawa kompleks glisinat secara potensiomentri. Landasan Teori
Dalam medium air ion logam transisi bivalen seperti Zn2+, Cu2+, Ni2+, dan Co2+, bereaksi dengan air membentuk ion kompleks akuo oktahedral dengan tumus umum M(H2)62+. Penambahan ligan lain L dalam jumlah yang cukup kedalam larutan kompleks tersebut,akan mengakibatkan terjadinya
penggantian kedudukan semua ligan H2 oleh L, dalam suatu reaksi kesetimbangan : M(H2O)62+ + 6 l M(L)62+ + H2O
Proses pembentukan senyawa kompleks M(L)62+ tersebut dapat di pandang sebagai proses yang melibatkan enam langkah konsekutif.
Karena ligan H2O selalu terikat pada M2+ yang tidak di duduki L, biasanya ligan ini tidak dituliskan dalm struktur kompleks, sehingga proses itu dapat di gambarkan dalam persamaan berikut :
M2+ + L ML2+ K1 , -, , -ML2+ + L ML2+ K2 , -, , -ML22+ + L ML32+ K3 , -, , ML32+ + L ML42+ K4 , -, , -ML42+ + L ML52+ K5 , -, , -ML52+ + L ML62+ K6 , -, ,
-Harga konstanta K1, K2, K3, K4, K5, K6 memberikan gambaran tentang stabilitas setiap spesies senyawa kompleks yang terbentuk pada setiap tingkatan. Senyawa kompleks akan makin stabil bila harga K makin besar. Besaran ini sering di namkan “konstanta pembentukan kompleks” atau “konstanta kabilitas kompleks”. Berdasarkan pda hukum elektrostatika, afinitas L akan berkurang apabila muatan positif pada asam pusat kompleks berkurkang. Meningkatnya jumlah ligan L yang terikat, akan makin menurunkan muatan positif M, sehinggan dapat di harapkan harga konstanta stabilitas kompleks akan turun sesuai dengan urutan berikut :
K1 > K2 > K3 > K4 > K5 > K6.
Untuk keperluan tertentu, konstanta stabilitas kompleks sering di nyatakan sebagai konstanta stabilitas “overall”, yang dapat di defenisikan sebagai hasil kali semua harga M : X
X X dan seterusnya. Konstanta stabilitas kompleks dapat ditentukan dengan berbagai
cara, seperti potensiometri, polarografi, dan spektrofotometri.
Dalam percobaan ini akan ditentukan konstanta stabilitas kompleks nikel glisinat, Ni(H2NCH2COO)3-. Ion glisinat, H2NCH2COO merupakan ligan bidentat yang dapat membentuk senyawa kompleks dengan beberapa logam, seperti kobalt, nikel, tembaga, dan seng. Dalam senyawa kompleks tersebut, terjadi ikatan koordinasi antara atom logam dengan atom N dan O dalam atom glisinat, dengan atom N dan O sebagai donor pasangan elektron.
Ni
O
C
O
N
H
Dalam percobaan ini, konstanta stabilitas K1, K2, dan K3 untuk senyawa kompleksbnikel glisinat tersebut akan ditentukan secara potentiometri. Dalam persamaannya, percobaan ini di kerjakan dengan mengukur konsentrasi H+ dalam larutan yang dibuat dengan menambahkan larutan natrium glisinat, H2NCH2COONa ke dalam larutan yang mengandung Ni2+ pada keasaan tertentu.
Ditinjau suatu larutan sebanyak V mL yang dibuat dengan menambahkan n1 mmol
H2NCH2COONa kedalam suatu larutan yang mengandung n2 mmol Ni2+ dan n3 mmol H+. Dalam larutan ini menjadi kesetimbangan berikut ( H2NCH2COO) :
Ni2- + A- NiA+ K1 , -, -, - ...(1) NiA+ + A- NiA2 K2 , -, -, - ...(2) Ni3- + A- NiA3- K3 , -, -, - ...(3) HA H+ + A- Ka , , --, - ...(4) H2O H+ + OH- Kw [H+][OH-]...(5)
Penerapan “hukum kekekalan massa” pada sistem larutan tersebut akan memberikan beberapa persaan :
[Ni2+] + [NiA+] + [NiA2] + [NiA3-] = ⁄ = MT ⁄ ...(7) [H+] + [HA] = ⁄ + [OH] ⁄ ...(8)
= CH + [OH-] ⁄
Untuk memungkinkan penentuan harga K1, K2, dan K3 perlu di defenisikan besaran “n”, yaitu suatu besaran yang menyatakan jumlah rata-rata molekul ligan glisinat A- iang terkait pada atom logam nikel.
n
n , , - , - , - , - , - , - - ...(9)
subsitusi persamaan (6) dan (7) ke dalam persaan (9) akan menghasilkan : n , - , - ...(10)
dalam persaan (10), AT dan MT diketahui secara eksperimental sebagai konsentrasi total
natrium glisinat dan konsentrasi nikel yang di gunakan, sedang (HA) dapat di evaluasi dari persamaan (8) :
[HA] = CH + [OH-] – [H+] ...(11)
Dan [A-] dapat di evaluasi dengan subtitusi persamaan (4) yang dapat di verifikasi daridata pengukuran pH yang diperoleh secara eksperimental :
[A-] = , - * , - , -+ ...(12)
Subtitusi persamaan (5), (11), (12) kedalam persamaan (10) akan menghasilkan persamaan (13) yang memungkinkan evaluasi harga n dari data pengukuran yang sama :
n=
{ [ ] } * [ ] , - +
...(13)
Besaran n dan konsentrasi [A
-] dapat di gunakan sebagai dasar untuk menentukan K
1,
K
2, dan K
3. Subtitusi persamaan (1),(2), dan (3) kedalam persamaan (9) akan menghasilkan :
n
, - , - ,Selanjutnya, subtitusi besaran , yaitu
1= K
1,
2= K
1x K
2, dan
3= K
1x K
2x K
3kedalam
persamaan (14) diperoleh
, - , - ,
, - , - , -
...(15)
Pengaturan kembali persamaan (15) akan menghasilkan persamaan (16) dan (17) yang
dapat digunakan untuk mengevaluasi harga
1,
2dan
3.
( ), -
( ),
-( )
( ),
...(16)
Menurut persamaan (16), grafik harga *( ), ⁄ -+ versus harga *( , -+ ( ) akan merupakan garis lurus untuk yang rendah,
dan
masing-masing sebagai intersep dan
slope. Apabila persamaan (16) dibagi dengan suatu faktor
*( , -+ ( ) danmemenfaatkan harga
yang di peroleh di lanjutkan dengan pengaturan kembali, persamaan itu
dapat ditulis sebagai :
( ) ⁄ ,
-( ), -
( )
( )
,
-
...(17)
Sehingga
dan
masing-masing dapat di evaluasi dari intersep dan slope garis lurus
* ( )
⁄
,
-+/*( ),
-
+ versus ( ,
- ( ). Dan akhirnya dari data
