Redoks

TITRASI REDUKSI OKSIDASI

HERMAN, S.Pd., M.Si FARMASI UNMUL

TITRASI REDUKSI OKSIDASI

DEFINISI

analisis titrimetri yang didasarkan pada

reaksi

reduksi

dan

oksidasi

yang

berkaitan dengan

perpindahan

elektron

Titrasi redoks banyak dipergunakan untuk penentuan kadar logam atau senyawa yang bersifat sebagai oksidator atau reduktor.

Oksidasi adalah reaksi peningkatan

oksigen dan dapat melepaskan elektron

serta kenaikan bilangan oksidasi oleh suatu

atom, ion atau molekul.

Sedangkan reduksi ialah reaksi pelepasan

oksigen atau pengambilan elektron serta

penurunan bilangan oksidasi oleh suatu

1. Banyaknya oksigen

• Berat ekivalen (1 grek) suatu zat adalah banyaknya mol zat dimaksud yang dapat melepaskan atau menerima ½ mol oksigen Contoh :

a) KMnO₄ dalam suasana asam

2 KMnO₄ K₂O + 2MnO + 5 O

2 mol KMnO₄ dapat melepaskan 5 mol O

maka 1 grek KMnO₄ = 0,2 mol

b) Asam oksalat H₂C₂O₄ dalam suasana asam teroksidasi sbb :

H₂C₂O₄ + O → 2 CO₂ + H₂O

1 mol H₂C₂O₄ dapat menerima 1 mol

2. Banyaknya elektron

1 grek suatu zat adalah banyaknya mol zat

dimaksud yang dapat menerima atau

melepaskan 1 buah elektron Contoh:

a) K₂Cr₂O₇ dalam suasana asam

Cr₂O₇2-+14 H++6e- → 2 Cr3++7H₂O

1 mol Cr₂O₇2- dapat menerima 6e- maka 1

b) FeSO₄ teroksidasi menjadi Fe₂(SO₄)₃

Fe2+ → Fe3+ + e-

1 mol ferro melepaskan 1 elektron

3. Perubahan bilangan oksidasi

1 grek suatu zat adalah banyaknya mol zat dimaksud yang dapat mengalami perubahan 1 satuan bilangan oksidasi

Contoh :

 I₂ → 2 I- _{dalam suasana asam}

1 grek = ½ mol

Prinsip reaksi redoks (Reduksi – Oksidasi)

Ox₁ + Red₂  Red₁ + Ok₂

Tereduksi

teroksidasi

Proses oksidasi – reduksi terjadi bersama sama pada pelaksanaan TITRASI.

½ reaksi syst reduksi

Zat pengoksid lemah  cenderung kurang

shg hanya dpt mengoksidai zat pereduksi yg plg siap menghasilkan e-

Kekuatan zat pengoksidasi dan pereduksi di

POTENSIAL STANDAR

SETENGAH REAKSI Sistem Redoks Eo _Volt

H₂O₂ + 2H+ _{+ 2e}- _{ 2 H}2_{O 1,77} MnO₄- _{+ 4H}+ _{+ 3e}- _{ MnO} 2 + 2H2O 1,695 Ce4+ ₊ e- _{ Ce}3+ _{1,6 1} MnO₄- _{+ 8H}+ _{+ 5e}- _{ Mn}2+ _{+ 4 H} 2O 1,51 Cr₂O₇2- _{+ 14 H}+ _{+ 6e}- _{ 2Cr}3+ _{+ 7H} 2O 1,3 3 MnO₂ + 4H+ _2e- _{ Mn}2+ _{+ 2H} 2O 1,23 2IO₃- _{+ 12H}+ _{+ 10e}- _{ I2 + 6H} 2O 1,20 H₂O₂ + 2e- _{ 2OH}- _0,88 Cu2+ _{+ I}- _{+ e}- _{ CuI 0,86} Fe3+ _{+ e}- _{ Fe}2+ _0,771 O₂ + 2H+ _{+ 2e}- _{ H} 2O2 0,682 I₂(aq) + e-  2I- _0,6197 H₃AsO₄ + 2H+ _{+ 2e}-  HAsO 2 + 2H2O 0,559

SETENGAH REAKSI Sistem Redoks Eo _Volt I3- _{+ 2e}- _{ 3I}- _0,5355 Sn4+ _{+ 2e}- _{ Sn}2+ _0.154 S₄O₆2- _{+ 2e}- _{ S} 2O3 2- 0,08 2H+ _{+ 2e}-  H 2 0,0000 ** Zn2+ _{+ 2e}- _{ Zn -0,763} 2H₂O + 2e- _{ H} 2 + 2OH- -0,828

TITIK AKHIR TITRASI

Titik akhir titrasi dalam titrasi redoks dapat dilakukan dengan membuat kurva titrasi antara potensial larutan dengan volume titrant, atau dapat juga menggunakan indikator.

mL titran E Volt Daerah setelah TE Daerah Sebelum TE Daerah TE X TE KURVE TITRASI

INDIKATOR

• Auto indikator

Contoh : KMnO4 • Indikator spesifik

Contoh : Indikator kanji untuk Iodium

• Indikator redoks yang dapat berbeda warna pada keadaan tereduksi dan teroksidasi.

MACAM-MACAM TITRASI

REDOKS DAN APLIKASINYA

• Permanganometri • Dikromatometri

• Iodo-iodimetri • Bromatometri

PERMANGANOMETRI

• Permanganometri adalah titrasi

redoks yang menggunakan KMnO₄

sebagai titran.

• Kalium permanganat adalah oksidator kuat.

• Mangan mempunyai bilangan oksidasi +2, +3+, +4, +6,dan +7. MnO₄- _{+ e}- → MnO 42- MnO₄- + 4H+ + 3e- → MnO₂ + 2H₂O MnO₄- _{+ 8H}+ _{+ 4e}- → Mn3+ _{+ 4H} 2O MnO₄- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H₂O

• Reaksi yang paling umum ditemukan di laboratorium MnO₄- + 8H+ + 5e- → Mn₂+ + 4H₂O Eo = +1,51 V • Permanganat bereaksi secara cepat dengan banyak

zat pereduksi berdasarkan reaksi tersebut, namun ada yang perlu pemanasan atau penggunaan katalis untuk mempercepat reaksi.

KMnO₄ baik dalam suasana asam maupun basa adalah oksidator kuat

 dalam suasana asam ion MnO₄- _tereduksi

menjadi Mn2+ sehingga 1 grek KMnO₄ = 1/5 mol

 dalam suasa basa ion MnO₄- _{tereduksi menjadi}

Contoh Soal

Dalam suasana asam besi (II)

dititrasi dengan larutan kalium

permanganat 0,0206 M, larutan KMnO4 yang diperlukan 40,20 mL. Hitunglah mg besi dalam larutan tersebut?

PENYELESAIAN

• Dalam suasan asam:

MnO₄- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H₂O X1

Fe2+ → Fe3+ + e X5

MnO₄- + 8H+ + 5Fe2+ → Mn2+ + 4H₂O + 5Fe3+

• Pada titik ekivalen:

Mol KMnO₄ = M.V

= 0,0206 M x 40,2 mL = 0,828 mmol

5 mol Fe ≈ 1 mol KMnO4

mol Fe yang diperlukan = 5 x 0,828 mmol = 4,14 mmol

Banyaknya Fe yang diperlukan adalah: mg = 4,14 mmol x Ar.Fe.

mg = 231,8 mgram

• • •

DIKROMATOMETRI

• Dikromatometri adalah titrasi redoks yang menggunakan senyawa dikromat sebagai oksidator.

• Ion dikromat direduksi menjadi ion Cr3+

yang berwarna hijau.

• Senyawa dikromat merupakan oksidator kuat tetapi lebih lemah dari permanganat.

• Keuntungan dikromat sebagai oksidator adalah larutannya sangat stabil dan tersedia dalam bentuk yang cukup murni serta merupakan standar primer

• Kelemahannya adalah reaksinya lambat.

• Penggunaan utama titrasi dikromatometri adalah untuk penentuan kadar besi (II) dalam larutan asam klorida.

Contoh soal

5 mL larutan beralkohol diencerkan menjadi 1L dalam labu ukur. Etanol (C₂H₅OH) dalam 25 mL aliquot didestilasi dalam 50 mL K₂Cr₂O₇ 0,02 M dan dioksidasi menjadi asam asetat dengan pemanasan. Setelah dingin, 20 mL Fe2+ 0.1235 M dipipetkan kedalam labu. Kelebihan Fe2+ dititrasi dengan 7,46 mL bikromat. Hitunglah persen (b/v) etanol (Mr=46,07 g/mol) dalam larutan tsb

Penyelesaian

 Jumlah total K₂Cr₂O₇ =

(50+7,46) mL x 0,02 M = 1,1492 mmol  Jumlah K₂Cr₂O₇ untuk menitrasi Fe2+ ₌

20 ml x 0,1235 x 1/6 = 0,41767 mmol  Jumlah K₂Cr₂O₇ untuk menitrasi etanol = 1,1492 – 0,41767 = 0,73153 mmol  Reaksinya adalah :

 massa etanol = 3/2 x 0,73153 mmol x 46,07 g/mol = 50,552 mgram = 0,05 gr  Persen etanol =  Persen etanol = 40,4 % b/v 100% x ml ml/1000 25 x sampel ml 5 etanol g 05 , 0

BROMATOMETRI

 Garam kalium bromat (KBrO₃) adalah

oksidator kuat dan zat standar primer

 Dalam suasana asam tereduksi menjadi garam bromida :

BrO₃- + 6 H+ + 6e- → Br - + 3H₂O

1 grek KBrO₃ = 1/6 mol

 Titik ekivalen ditandai dgn terjadinya brom

bebas (Br₂) bewarna kuning muda :

TITRASI BROMATOMETRI

 bisa juga menggunakan indikator metil oranye, metil merah, atau indigo karmin.

 Penggunaan :

- Secara langsung utk ion As3+ _{dan Sb}3+

BrO₃- + 3As3+ + 9H₂O → Br - + 3H₃AsO₄ +9H+

- Secara tidak langsung untuk ion logam seperti

TITRASI BROMATOMETRI

•

Secara tidak langsung

1. Ion logam diendapkan sempurna dengan

oksin atau 8-hidroksiquinolin (C₉H₆NOH)

berlebihan.

2. Endapan dilarutkan kembali dlm lar. HCl

3. Larutan yang mengandung oksin bebas dgn ditambah garam KBr dititrasi dgn

•

Secara tidak langsung  Reaksi kimia yg terjadi :

3 C₉H₆NOH + 2 BrO₃- + 4Br - → 6H₂O + 3 C₉H₄ NBr₂OH

Shg 1 grek oksin = ¼ mol

 Reaksi pengendapan ion logam (Mn+_{) dgn}

oksin :

Mn+ + n C₉H₆NOH → M(C₉H₆NO)_n+ nH+

Contoh Soal

• Sampel obat antibiotik sebanyak 0,2981 g mengandung sulfanilamid dilarutkan dalam HCl dan diencerkan hingga 100 mL. 20 mL larutan tersebut dimasukkan dalam sebuah labu dan

ditambah 25 mL KBrO₃ 0,01767 M. 10 gram

KBr ditambahkan untuk membentuk Br₂ yang

bereaksi dengan sulfanilamid dalam sampel. Setelah 10 menit, ditambahkan KI berlebihan dan Iodin yang dibebaskan dititrasi dengan 12,92 mL natrium tiosulfat 0,1215 M.

• Reaksi yang terjadi adalah :

• BrO₃- _{+ 5 Br} - _{+ 6 H}+ → 3 Br 2 + 3 H2O • Br₂ + 2 I- → 2 Br - + I₂ (KI berlebihan) • I₂ + 2 S₂O₃2- → S₄O₆2- + 2I- • Hitunglah % NH₂C₆H₄SO₂ (Mr = 172,21

Penyelesaian :

• Jumlah total Br₂ = 3 x 25 ml x 0,01767 M

= 1,32535 mmol

• mmol Br₂ kelebihan KI

= mmol I₂ = ½ mmol tiosulfat

= ½ x 12,92 ml x 0,1215 M = 0,78489

• Jumlah Br₂ yg dibutuhkan sampel

Massa sulfanilamida

= ½ x 0,54036 mmol x 172,21 = 46,53 mg % sulfanilamida

IODO-IODIMETRI

• Iodometri → larutan standar Na

₂

S

₂

O

₃

• Iodimetri → larutan standar Iodium (I

₂

)

• Indikator larutan amilum (kanji)

• Reaksi yang terjadi dalam iodo-iodimetri :

2 S

₂

O

₃2-

+ I

₂

→ S

₄

O

₆2-

+ 2I

-

I

₂

+ 2e

-

→ 2I

-

1 grek I

₂

= ½ mol

TITRASI IODO-IODIMETRI

• Larutan standar I₂ dapat digunakan untuk

penetapan langsung beberapa reduktor:

H₂S + I₂ → S + 2I- + 2H+

Sn2+ + I₂ → Sn4+ + 2I-

H₃AsO₃ + H₂O + I₂ → HAsO₄2- + 2I- + 4H+

• Natrium tiosulfat mudah diperoleh dalam keadaan murni, tetapi kandungan air kristalnya tidak selalu tetap, sehingga garam tersebut bukan merupakan standar primer

Contoh

Untuk menentukan banyaknya K₂Cr₂O₇ yang terkandung dalam suatu larutan, ke dalam suatu larutan dimaksud ditambahkan KI berlebihan dan diasamkan. Bila I₂ yg terjadi dapat dititrasi dgn 48,8 ml lar.standar Na₂S₂O₃ 0,1N

A. bagaimana reaksi kimia yang terjadi?

Penyelesaian

• A. Reaksi yg terjadi dalam larutan :

Cr₂O₇2- + 6I- + 14H+ → 2Cr3+ + 3I₂ + 7H₂O

2 S₂O₃2- + I₂ → 2I- + S₄O₆2-

• B. Na₂S₂O₃ = 48,8 ml x 0,1N = 4,88 mgrek

K₂Cr₂O₇ = 4,88 mgrek = 4,88/6 mmol