Gravimetri (Pertemuan 9-10)

(1)

L/O/G/O

ANALISA KUANTITATIF

GRAVIMETRI

(2)

(3)

1. Analisa Gravimetri

Gravimetri

adalah penentuan kuantitatif suatu zat dengan cara

pengendapan diikuti dengan pemisahan dan penimbangan endapan

(pengukuran berat).

Cara kerja dalam analisa gravimetri:

Cuplikan ditimbang

Dilarutkan dalam pelarut yang sesuai

Diendapkan dengan penambahan pereaksi kimia Diendapkan dengan penambahan pereaksi kimia

dalam jumlah berlebih dalam jumlah berlebih

Endapan yang terjadi disaring, dicuci, Endapan yang terjadi disaring, dicuci,

dikeringkan lalu ditimbang dikeringkan lalu ditimbang

(4)

(5)

(6)

2. Mekanisme Pengendapan

Nuklei (10-8_-10-7_cm) Ion dalam larutan (10-8_cm) Pertikel Koloid (10-7_-10-4_cm) Endapan (10-4_cm)

Endapan hanya terbentuk bila larutan lewat jenuh ([A+_]x _[B-_]y_{> Ksp A}x_By_).

Larutan lewat jenuh adalah larutan dengan kosentrasi zat terlarut lebih besar dibandingkan dalam keadaan kesetimbangan pada suhu tertentu. Proses pengendapan:

Jika hasil kali kelarutan telah dilampaui, ion-ion dari molekul yang akan diendapkan mulai membentuk inti yang disebut nukleus (nuklei), kemudian nuklei tumbuh kearah tiga

dimensi menjadi partikel-partikel yang relatif besar untuk turun kedasar larutan sebagai endapan.

(7)

Bentuk Endapan:

ENDAPAN

Endapan Kristal Endapan Koloidal

Hidrofil Hidrofob BaSO₄ PbSO₄ CaC₂O₄ Fe(OH)₃ Al(OH)₃ Cr(OH)₃ AgCl AgBr AgI

Endapan koloidal yang hidrofil: waktu menggumpal banyak membawa serta molekul-molekul air.

Endapan koloidal yang hidrofob: waktu menggumpal tidak banyak membawa serta molekul air

(8)

Syarat-syarat endapan dalam analisa gravimetri:

1. Kelarutan endapan yang terjadi harus sedemikian kecilnya (<< 0,1 mg).

2. Endapan yang terjadi harus murni, tidak mengandung pengotor (kontaminan).

3. Endapan yang terjadi harus mudah dan cepat disaring dan dicuci.

4. Endapan yang ditimbang harus mempunyai rumus yang pasti.

(9)

Von Weimarn (1925) :

Kecepatan pembentukan endapan:

v = k

Dimana:

v = kecepatan pembentukan endapan Q = kosentrasi zat yang akan diendapkan S = kelarutan endapan

k = konstanta

= kelewat jenuhan pada saat endapan mulai terjadi

Makin besar harga Q-S, makin banyak inti kristal(nuklei) terjadi dan butir-butir endapan makin halus.

Makin besar kelarutan endapan S, harga Q-S makin kecil, kristal yang terjadi makin sedikit dan akan terjadi kristal-kristal endapan yang kasar/ lebih besar. Diharapkan

(10)

4

1

2

3

5

Pengendapan harus dilakukan pada larutan encer, untuk memperkecil kesalahan akibat kopresipitasi.

Pereaksi dicampurkan perlahan-lahan dan teratur dengan pengadukan tetap, berguna untuk pertumbuhan kristal yang teratur.

Pengendapan dilakukan pada larutan panas, bila endapan yang terbentuk stabil pada temperatur tinggi.

Endapan harus di-

diges

t atau

aging

(penyempurnaan endapan) dengan membiarkan endapan berada dalam penangas air beberapa saat

Mengatur pH dan pengendapan dengan

homogeneous

precipitation

Perlakuan agar endapan yang

diperoleh kasar :

(11)

Pengendapan dari Larutan Homogen

Cara pembentukan endapan dengan menambahkan bahan pengendap tidak dalam bentuk jadi, melainkan sebagai suatu senyawa yang dapat menghasilkan pengendap tersebut.

Exp: Hidrolisa Urea akan menaikkan pH larutan dan mengendapkan logam-logam sebagai hidroksida. CO(NH₂)₂ + H₂O CO₂ + 2NH3

Hidrolisa ini lambat pada suhu kamar, tetapi cukup cepat pada

(12)

(13)

(14)

Pengotoran Endapan :

4 Kopresipitasi

1

2

5 Postpresipitasi

Dua peristiwa penyebab pengotoran endapan, yaitu:

1. Kopresipitasi

Adalah kontaminasi endapan oleh zat lain yang larut dalam pelarut.

Pengotor ini sendiri tidak mengendap, melainkan hanya terbawa oleh endapan analit.

exp:

Apabila asam sulfat ditambahkan ke dalam larutan barium klorida yang mengandung sedikit ion nitrat, maka endapan barium sulfat ternyata mengandung mengandung barium nitrat. Dikatakan bahwa nitratnya telah mengalami

(15)

Kopresipitasi terjadi menurut 3 cara: a. Adsorpsi Permukaan

Ion asing dapat teradsorpsi pada permukaan partikel endapan. Adsorpsi terjadi karena gaya tarik menarik antara ion yang teradsorpsi dan ion-ion lawannya pada permukaan endapan. Gaya ini sangat kuat sehingga ion-ion tersebut mudah terbawa oleh endapan waktu penyaringan.

Adsorpsi permukaan dapat dikurangi dengan

digestion

dan

pencucian

.

b. Oklusi

peristiwa dimana ion-ion asing terkurung di dalam kisi kristal endapan.

Dapat terjadi apabila kristal tumbuh terlalu cepat dari butiran kecil menjadi besar. Dalam hal ini ion2 teradsorpsi tidak sempat dilepaskan , tetapi

sudah tertutup dan terkurung dalam kristal. oklusi dihilangkan dengan

digestion

.

Digestion atau aging ialah membiarkan endapan

(16)

c. Pembentukan kristal campuran Terjadi karena inklusi isomorf.

Isomorf adalah zat-zat yang mempunyai tipe rumus yang sama dan mengkristal dengan bentuk geometri yang sama.

Bila ukuran kisi kristal zat-zat yang isomorf hampir sama, maka zat-zat tersebut dapat saling mengganti kedudukan dalam kristalnya, sehingga terjadi kristal campuran.

E xp

: MgNH₄PO₄ dan MgKPO₄ adalah isomorf. jari-jari ion K+_{hampir sama dengan NH}

4+ maka ion K+ dapat

menggantikan NH₄+_{dalam kristal endapannya. Sehingga}

dalam pengendapan Mg sebagai MgNH₄PO₄ dapat dikotori oleh MgKPO₄.

Kotoran macam ini sukar diatasi: cara yang paling baik ialah

menyingkirkannya sebelum endapan analat dibentuk, tetapi hal ini tidak mudah karena zat-zat isomorf biasanya juga mempunyai sifat-sifat kimia serupa.

(17)

2. Postpresipitasi

peristiwa dimana pengotoran suatu endapan terjadi sesudah endapan tersebut terbentuk.

E xp

: Dalam penetapan kalsium dalam larutan yang

mengandung magnesium, kalsium diendapkan sebagai kalsium oksalat. Bila endapan dibiarkan dalam larutan induknya selama kira-kira 3 jam, maka akan dikotori oleh magnesium oksalat yang mengendap kemudian / belakangan.

Bila endapan analat lekas disaring, maka pengotoran tidak terlalu banyak; dan karena kotoran yang terbawa hanya sedikit, pengendapan ulang sangat menguranginya.

(18)

Penyaringan

Tujuan penyaringan dan pencucian

adalah untuk mendapatkan endapan

yang murni.

Penyaringan: memisahkan endapan

dari larutan.

Saringan/ alat penyaring yang dapat

digunakan:

1. Corong + kertas saring bebas abu.

2. Cawan penyaring (crusfilter) yaitu

cawan yang dasarnya berupa

porselin berpori atau asbes.

3. Penyaring gelas (glass filter).

Pemilihan penyaring tergantung

pada:

a. Macam endapan

b. Besarnya partikel endapan

c. Temperatur pemanasan endapan

yang dipakai

(19)

Pencucian:

Pencucian: untuk menghilangkan pengotor

Pemilihan pencuci didasarkan pada:

1. Melarutkan pengotor dengan baik, tetapi tidak

melarutkan endapan.

2. Mencegah terjadinya peptisasi.

Peptisasi adalah peristiwa melarutnya kembali

endapan menjadi larutan koloid.

3. Suatu elektrolit untuk menyebabkan efek

pertukaran ion.

Ion-ion pengotor yang teradsorpsi akan digantikan oleh ion pencuci yang pada pemanasan dapat menguap.

(20)

(21)

Pengeringan dan Pemanasan Endapan

Tujuan pengeringan dan pemijaran adalah:

1. Menghilangkan air dari endapan

2. Menguapkan elektrolit pencuci

3. Merubah endapan menjadi bentuk penimbangan yang

stabil dengan rumus molekul yang pasti.

Suhu pemanasan bergantung pada macam endapan.

Exp:

AgCl dipanaskan pada

120˚C

_{dalam oven}

MgNH

₄

PO

₄

. 6H

₂

O dipanaskan pada

120˚C

_menjadi

MgNH

₄

PO

₄

atau dipanaskan pada

900˚C

_menjadi

(22)

Desikator

Bahan-bahan yang dapat digunakan dalam

desikator adalah Al

₂

O

₃

, CaCl

₂

anhidrat,

CaSO

₄

, SiO

₂

, MgClO

₄

anhidrat, dll

Silika gel

(SiO₂)berubah dari biru menjadi pink setelah menyerap uap air. Hal ini dapat dikembalikan dengan pemanasan.

(23)

(24)

Perhitungan Gravimetri:

Dalam prosedur gravimetri suatu endapan ditimbang dan dari harga ini berat analit dalam contoh dihitung. Persentase analit A adalah:

% A = x 100 %

Berat A = berat endapan P x faktor Gravimetrik, maka % A = x 100%

(25)

(26)

SO₃ BaSO₄ 1xMr SO₃ / 1x Mr BaSO₄

SO4 BaSO4 1x Mr SO4 / 1x Mr BaSO4

Ba BaSO4 1x Ar Ba / 1x Mr BaSO4

Cr2O3 PbCrO4 1xMr Cr2O3/ 2x Mr PbCrO4

FeO Fe2O3 2x Mr FeO / 1x Mr Fe2O3

MgO Mg₂P₂O₇ 2x Mr MgO / 1x Mr Mg₂P₂O₇

P₂O₅ Mg₂P₂O₇ 1 x Mr P₂O₅ / 1x Mr Mg₂P₂O₇

Ag AgCl 1x Ar Ag / 1x Mr AgCl

Cl AgCl 1x Ar Cl / 1x Mr AgCl

Beberapa Faktor Gravimetri

(27)

(28)

Contoh Soal:

1. Sebuah contoh garam klorida seberat 0,6025 g telah dilarutkan dalam air dan kloridanya diendapkan dengan perak nitrat berlebih. Endapan perak klorida disaring, dicuci, dikeringkan dan diketahui beratnya 0,7134 g. Hitung persentase klorida dalam contoh.

Jawab:

massa contoh garam klorida = 0,6025 g massa endapan AgCl = 0,7134 g

Ar Cl = 35,5 Mr AgCl = 108

% %

(29)

2. Berapa Fe₃O₄ harus anda siapkan untuk menghasilkan 0,5430 g Fe₂O₃ pada analisa gravimetri.

Penyelesaian soal :

Perubahan reaksi yang terjadi: 2 Fe₃O₄ + ½ O₂  3 Fe₂O₃

2 mol  3 mol 2 x Mr Fe₃O₄

0,5430 x --- = 0,5249 g r Fe₃O₄ 3 xMr Fe₂O₃

(30)

3. Suatu sampel bijih batuan yang diketahui mengandung besi dengan

massa 1,1324 g dilarutkan dalam larutan 50 mL air dan 10 mL HCl

encer. Selanjutnya ditambah 1-2 mL HNO3 pekat dan dididihkan

perlahan hingga berwarna kuning jernih. Larutan sampel diencerkan

hingga volume 200 mL. Kemudian dipanaskan hingga mendidih dan

ditambahkan larutan amonia (1:1) sedikit demi sedikit sampai semua

besi mengendap. Campuran dididihkan selama 1 menit kemudian

didinginkan perlahan pada suhu kamar. Kemudian disaring dan

endapan dicuci dengan NH4NO3 1% hingga bebas klorida. Endapan

yang dihasilkan kemudian dipijarkan pada suhu 1000 C. Hasil

pemijaran didinginkan dalam desikator dan kemudian ditimbang

massanya hingga diperoleh berat konstan 0,5394 g. Hitung kadar besi

dan kadar Fe3O4 dalam sampel bijih tersebut.

(31)

4. Berapa berat sampel yang mengandung

12.5% FeO harus diambil untuk analisa, jika

yang diinginkan endapan Fe2O3 yang

diperoleh sebesar 0.36 gram?

(32)

5. Suatu contoh hanya terdiri dari campuran

CaCO3 dan MgCO3 yang beratnya 1.0050

gr. Contoh tersebut kemudian dipanaskan

hingga menjadi CaO dan MgO. Hasil

penimbangan campuran CaO dan MgO

adalah 0.5184 gram. Berapa % kadar Ca

dan Mg dalam contoh tersebut ?

(33)

TUGAS

1. Sebuah contoh seberat 0,7168 g yang mengandung klorida dilarutkan dan kloridanya mengendap sebagai AgCl. Endapan dicuci, dikeringkan dan ternyata beratnya 0,3964 g. Hitung persentase klorida di dalam contoh.

2. Belerang dalam sebuah contoh seberat 0,8423 g diubah menjadi sulfat dan sulfatnya diendapkan sebagai BaSO₄. Endapan

ternyata beratnya 0,3148 g setelah dicuci dan dibakar. Hitung persentase belerang di dalam contoh.

3. Timbal dalam sebuah contoh seberat 0,6342 g suatu bijih

diendapkan sebagai PbSO₄. Endapan dikeringkan dan ternyata beratnya 0,4381 g. Hitung persentase Pb dalam bijih.

4. Hitung kadar Ba dalam cuplikan bila 1,2345 g cuplikan barium dilarutkan dan diendapkan sebagai BaSO₄, lalu disaring, dicuci, dikeringkan dan ditimbang sebagai BaSO₄. sebanyak 0,4636 g.