RANGKUMAN DASAR-DASAR KIMIA ANALITIK Dasar-dasar kimia analitik dibagi menjadi dua, yaitu:
kimia analitik kualitatif;
analisis yang bertujuan mengidentifikasi komponen dalam zat kimia. Analisis ini menghasilkan data kualitatif, seperti; terbentuknya endapan, perubahan warna, gas, maupun data non numerik lain.
kimia analitik kuantitatif;
analisis yang bertujuan untuk mengetahui kuantitas dari setiap komponen yang menyusun sampel.
Ilmu kimia disebut ilmu bahan karena dalam ilmu kimia mempelajari bahan-bahan yang ada di alam, dan bahan tersebut merupakan materi yang dikaji dalam skala atom. Selain itu juga mengkaji perubahan materi. Unsur dan senyawa merupakan zat-zat yang terlibat dalam perubahan materi tersebut. Dalam analisis kimia seringkali muncul pertanyaan apa dan berapa. Kata tanya apa digunakan dalam analisis kualitatif dan kata tanya berapa digunakan dalam analisis kuantitatif. Misalnya, sebuah obat maag akan diteliti kandungan senyawa di dalamnya. Pertanyaan analitik yang dapat digunakan untuk analisis obat batuk tersebut adalah:
Senyawa apa yang terkandung dalam obat maag tersebut?
Berapa gram kandungan tiap senyawa yang terdapat di setiap 5 ml obat maag tersebut?
Langkah-langkah analitik:
a. Sampling
Sampling merupakan teknik pengambilan sebagian dari obyek analisis sebagai bahan penelitian. Obyek analisis tidak mungkin secara keseluruhan diteliti di dalam
laboratorium. Agar menghemat waktu dan biaya digunakan teknik sampling. Teknik sampling harus memenuhi beberapa syarat, diantaranya: sampel harus mewakili keseluruhan obyek analisis dan populasi obyek analisis bersifat homogen. Contoh:
Apabila kita ingin melakukan penelitian kandungan cilok yang dijajakan oleh pedagang. Maka kita harus mengambil sebagian kecil dari cilok atau mengmbil beberapa bagian dari satu gerobak cilok. Sebagian kecil dari cilok tersebut harus dapat mewakili keseluruhan cilok dan sifat cilok tersebut homogen.
b. Perlakuan Awal
Perlakuan awal adalah kegiatan sederhana untuk memulai proses penelitian setelah mendapatkan sampel obyek analisis. Perlakuan awal ini diperlukan untuk
memudahkan proses berikutnya. Contoh: apabila sampel yang akan diteliti berupa padatan maka perlu dihaluskan terlebih dahulu agar memudahkan tahap selanjutnya.
c. Perlakuan yang Sesungguhnya
Perlakuan sesungguhnya merupakan tahapan pokok yang dilakukan dalam penelitian.
Semakin sempurna perlakuan maka semakin tepat data yang dihasilkan. Contoh:
Mengubah sampel padatan menjadi bentuk yang siap ukur atau proses pelarutan.
Selanjutnya uji anion dan kation misalnya.
d. Analisis Data
Analisis data merupakan pengolahan data untuk memperoleh data yang dicari. Hal ini dilakukan karena data yang kita dapatkan dari hasil penelitian terkadang tidak
langsung sesuai dengan apa yang kita cari. Selain itu analisis data juga digunakan untuk menarik kesimpulan. Contoh:
Pada percobaan titrasi. Data yang kita peroleh berupa volume titran. Untuk memperoleh konsentrasi larutannya kita perlu melakukan analisis data atau perhitungan.
e. Pelaporan
Seluruh rangkaian dalam penelitian akan dikemas dalam sebuah laporan. Dalam laporan tersebut juga menyampaikan kesimpulan dari penelitian tersebut.Tujuan pelaporan adalah agar para pembaca mengetahui kegiatan penelitian tersebut dan mungkin bermanfaat untuk kehidupannya.
Penggolongan kimia analitik berdasarkan ruang lingup kimia analitik
a) Analisis kandungan
Analisis yang dilakukan pada suatu sampel untuk mengetahui kandungan senyawa dalam sampel tersebut dan berapa kandungannya dalam sampel. Analisis ini menjawab pertanyaan analisis apa dan berapa.
b) Analisis Struktur
Analisis yang digunakan untuk mengetahui struktur dari senyawa atau molekul pada suatu sampel. Dalam analisis ini kita memerlukan instrumen karena tidak mungkin mampu mengetahui secara langsung struktur tersebut.
c) Analisis Distribusi
d) Analisis Proses
Pada analisis ini melibatkan dimensi waktu, karena untuk mengetahui proses butuh waktu yang cukup lama.
Beberapa Terminologi Kimia Analitik
1. Konsentrasi Larutan
Larutan adalah campuran homogen yang terdiri dari zat terlarut dan pelarut. Zat terlarut adalah zat yang jumlahnya lebih sedikit dari larutan. Sedangkan pelarut adalah adalah zat yang jumlahnya lebih banyak dalam larutan. Zat terlarut jumlahnya bisa lebih dari satu. Konsentrasi adalah cara untuk menyatakan jumlah (skala kimia) dalam sistem (pelarut air, pelarut organik). Satuan konsentrasi yang umum digunakan yaitu:
o Molaritas (M)
Molaritas merupakan jumlah zat terlarut dalam 1 liter larutan. Molaritas dapat dinyatakan dengan rumus:
M =
Contoh: Sebanyak 800 ml larutan yang mengandung 0,520 mol C6H12O6. Maka larutan tersebut memiliki konsentrasi:
M =
M =
M = 0,65 M o Molalitas (m)
Molalitas menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam 1 kg pelarut. Dapat dirumuskan sebagai berikut:
m =
Contoh: Suatu larutan sebanyak 200 gr yang didalamnya terkandug 0,2 mol NaCl. Berapa konsentrasi larutan tersebut dalam molal?
m =
m =
m = 1 m o Normalitas (N)
Normalitas menyatakan jumlah ekivalen zat terlarut dalam 1 liter larutan.
Untuk asam, 1 mol ekivalennya sebanding dengan 1 mol ion H+. Untuk basa, 1 mol ekivalennya sebanding dengan 1 mol ion OH-. Antara normalitas dan molaritas terdapat hubungan:
N = M × valensi
Contoh: 1 mol H2SO4 dalam 1 liter larutan H=1, S=32, dan O=16, kita dapat tentukan gram ekuivalennya. Dalam hal ini melibatkan konsep ionisasi. 1 mol H2SO4 = 98.
H2SO4 → 2H+ + SO42- 1 mol 2 mol 1 mol
98 gram menghasilkan masing-masing 2 muatan 49 gram menghasilkan masing-masing 1 muatan
Untuk mendapatkan larutan 1 N, maka zat yang dibutuhkan hanya 49 gram H2SO4 dilarutkan dalam 1 liter air. Maka normalitas larutan 98 gram H2SO4
dalam 1 liter larutan adalah:
N =
× 2 = 2 N o Fraksi Mol (X)
Fraksi mol menyatakanjumlah mol zat terlarut atau jumlah mol pelarut dalam jumlah total larutan.
X zat terlarut =
X pelarut =
X zat terlarut + X pelarut = 1 o % volume
% volume digunakan unruk menyatakan konsentrasi suatu larutan dari dua cairan.
% volume =
× 100%
Contoh: Menentukan % volume aseton darisuatu campuran 30 ml alkohol dicampur 60 ml aseton.
% volume aseton =
× 100%
= 66, 67 % o % massa
% massa adalah bagian massa salah satu komponen dalam suatu campuran yang dinyatakan dalam persen.
% massa =
100%
Contoh: Berapa % garam dalam larutan yang dibuat dengan melarutkan 15 gram garam NaCl dalam 75 gram air?
% massa =
× 100% = 16, 67 % 2. Peralatan dan metode analisis kimia
No. Alat Fungsi Ketelitian
Pengukuran 1. Tabung reaksi Untuk mereaksikan suatu zat
2. Pipet tetes Untuk menangani cairan dalam analisis semimikro
3. Plat tetes Untuk mereaksikan sampel dalam skala kecil
4. Pipet ukur Untuk mengambil cairan dalam volume tertentu
5. Gelas piala Untuk melarutkan suatu zat, baik zat padat maupun cair, untuk mengencerkan larutan, untuk menampung suatu larutan 6. Erlenmeyer Untuk tempat larutan saat titrasi,
untuk menampung larutan
7. Gelas ukur Untuk mengukur volume larutan 0,1 mL 8. Pipet volume Untuk mengambil larutan dengan
volume tertentu sesuai dengan label yang tertera pada bagian yang menggembung
9. Pengaduk Untuk mengaduk cairan baik saat direaksikan maupun ketika reaksi sementara berlangsung
10. Spatula Untuk mengambil bahan-bahan kimia yang berbentuk padatan.
Untuk zat-zat yang bereaksi dengan logam digunakan spatula plastik;
Yang tidak bereaksi dengan logam digunakan spatula logam.
11. Kawat nikrom Untuk uji nyala dari beberapa zat 12. Pipa kapiler Untuk mengalirkan gas ke tempat
tertentu dan digunakan pula dalam penentuan titik lebur suatu zat.
13. Gelas arloji Untuk menimbang bahan-bahan kimia, sebagai penutup saat pemanasan terhadap suatu bahan kimia, untuk mengeringkan bahan dalam desikator.
14. Kertas Saring Untuk menyaring larutan
15. Hot hands Untuk memegang peralatan gelas yang masih panas
16. Kaki tiga Sebagai penyangga pembakar spirtus
17. Kawat kasa Sebagai alas/untuk menahan labu atau beaker pada waktu pemanasan menggunakan pembakar spirtus.
18. Rak tabung reaksi Tempat tambung reaksi.
Digunakan saat percobaan yang membutuhkan banyak tabung reaksi.
19. Mortal dan pastle Untuk menghaluskan zat yang masih berupa padatan.
20. Krusibel Untuk memanaskan logam-logam 21. Evaporating dish Digunakan sebagai wadah saat
penguapan.
22. Pemanas spirtus Untuk membakar zatatau
memanaskan larutan
23. Pembakar bunsen Untuk memanaskan larutan dan dapat pula digunakan untuk sterilisasi dalam suatu proses.
24. Hot plate Untuk memanaskan larutan yang mudah terbakar.
25. Filler (karet penghisap)
Untuk menghisap larutan dari botol. Karet penghiap harus disambungkan dulu pada pipet ukur atau pipet volume.
26. Corong kaca Untuk memasukkan atau
memindahkan larutan dari suatu tempat ke tempat lain, digunakan pula untuk proses penyaringan setelah diberi kertas saring pada bagian atas.
27. Corong pisah Untuk memisahkan dua larutan yang tidak bercampur karena adanya perbadaan massa jenis.
Digunakan pada proses ekstraksi.
28. Sentrifuge Untuk pemisahan endapan dari suatu cairan jernih.
29. Buret Untuk melakukan titrasi 0,1 mL
30. Labu ukur Untuk membuat larutan Ketelitian tertera pada labu, ditentukan oleh pabrik pembuat labu tersebut.
31. Penjepit Untuk memegang tabung reaksi, cawan, atau krus pada proses pemanasan
-
32. Timbangan/neraca Untuk mengukur berat suatu bahan.
33. Cawan porselen Untuk mengeringkan bahan atau menguapkan cairan
34. Statif dan Klem Untuk pemasangan alat-alat yang sesuai dengan posisi yang
dikehendaki.
Klem untuk memegang alat dan statif.
35. Botol reagen Untuk menyimpan larutan, menghindari pengupan/oksidasi selama penyimpanan
36. Botol cuci Untuk membersihkan alat gelas dalam laboratorium atau pada saat pembuatan larutan
37. Desikator Sebagai tempat menyimpan bahan, umumnya padatan yang telah kering untuk menghindari adanya kontak bahan dengan uap air.
38. Ring Untuk menjepit corong pisah pada saat proses pemisahan
Metode-metode dalam analisis kimia:
a. Metode gravimetri
Metode yang mendasarkan pada penimbangan berat konstan suatu senyawa yang dianalisis.
b. Metode volumetri
Metode yang mendasarkan pada pengukuran volume larutan baku yang bereaksi dengan senyawa yang akan dianalisis dan reaksinya berlangsung secara
kuantitatif.
c. Spektroskopi
Ilmu yang mempelajari interaksi antara cahaya dan materi. Dalam kimia analisis digunakan untuk mengidentifikasi suatu substansi melalui spektrum yang
dipancarkan/diserap.
d. Spektroskopi massa
Alat untuk menentukan massa atom/molekul.
e. Kromatografi
Suatu teknik pemisahan molekul berdasarkan perbedaan pola pergerakan antara fase gerak dan fase diam untuk memisahkan komponen yang berda dalam larutan.
f. Elektroforesis
Teknik pemisahan komponen/molekul bermuatan berdasarkan tingkat migrasinya dalam sebuah medan listrik.
g. Kristalografi
Metode yang digunakan untuk menentukan susunan atom dalam zat padat.
h. Elektrokimia
Metode yang memelajari aspek elektronik dari reaksi kimia.
3. Ketelitian Pengukuran
Dalam analisis kimia diperlukan bantuan alat untuk melakukan pengukuran. Setiap alat ukur memiliki ketelitian yang berbeda-beda sehingga harus disesuaikan dengan penggunaannya. Ketelitian dalam pengukuran juga harus dimiliki oleh setiap
praktikan, sehingga praktikan mampu menggunakan alat secara tepat dan memperoleh data pengamatan yang tepat pula.
4. Kalibrasi alat ukur
Kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional nilai
penunjukkan alat ukur dan bahan ukur dengan cara membendingkan terhadap standar ukur. Kalibrasi digunakan untuk instrumentasi, untuk mendukung sistem mutu yang diterapkan di berbagai industri pada peralatan laboratorium dan produksi yang dimiliki. Kalibrasi juga bermanfaat untuk mengetahui perbedaan antara harga benar dengan harga yang ditunjukkan alat ukur.
Contoh: Termometer dapat dikalibrasi sehingga kesalahan indikasi atau koreksi dapatditentukan dan disesuaikan, sehingga termometer tersebut menunjukkan temperatur yang sebenarnya dalam celcius pada titik-titik tertentu di skala.
5. Tahapan analisis kualitatif
Tahapan analisis adalah langkah-langkah dalam penelitian yang berurutan dan sistematis. Tahapan analisis perlu diperhatikan dengan cermat, karena setiap tahapan akan menghasilkan produk yang berbeda. Sehingga apabila kita melewati/menukar satu tahapan saja maka akan menyebabkan kesalahan yang berkelanjutan pada proses analisis.
Statistika
Statistika adalah ilmu tentang pengolahan dan analisis suatu data hingga penarikan
kesimpulan dari data itu. Dalam analisis kimia, statistika diperlukan agar memperoleh data yang dicari. Statistika dalam analisis kimia diantaranya:
a. Mean
Mean adalah nilai rata-rata, yakni jumlah seluruh data dibagi dengan banyaknya data.
Mean = b. Median
Median dari suatu data adalah nilai tengah, yaitu nilai yang membagi data terurut menjadi dua bagian yang sama.
c. Modus (Mo)
Modus dari suatu data ialah datum yang paling sering muncul.
d. Simpangan baku
Simpangan baku adalah ukuran persebaran data/variasi persebaran data. Semakin kecil nilai sebarannya berarti variasi data makin sama. Jika sebarannya bernilai 0 maka nilai sebaran datanya sama. Semakin besar nilai sebarannya berarti data semakin bervariasi.
Sumber Kesalahan dalam Pengukuran
1. Kesalahan sistematik
Kesalahan sistematik adalah kesalahan yang disebabkan karena kesalahan alat, sehingga harus ada perbaikan alat.
Contoh: Suatu termometer saat digunakan mengukur suhu kamar menunjukkan skala 50oC, padahal suhu maksimal di ruangan itu adalah 32oC. Hal ini berarti termometer yang digunakan dalam kondisi rusak dan memerlukan perbaikan.
2. Kesalahan Random
Kesalahan random adalah kesalahan yang diakibatkan situasi atau kondisi tertentu yang tidak diketahui dan berpengaruh pada percobaan.
3. Kesalahan merambat
