KIMIA KUALITATIF (3 SKS) RH.CH DJ.HBB

KIMIA KUALITATIF (3 SKS)

RH.CH DJ.HBB

I. *Pendahuluan

Analisa kualitatif

*Metoda H

2

S, *Metoda Alternatif,

*Analisa anion, *campuran

*Kualitatif-kromatografi

II. Dasar-dasar: Asam, Basa, Buffer,

K

a

, K

b

, Kh, pH, Kw,

Buku pegangan.

•

1

Qualitatif Inorganic Analysis

by Vogel

. 2

Chemical Principles in the Labo

ratory with Qualitative Analysis

by Emil J Slowinski

. 3

Laboratory Exercises in General

Kontrak kuliah

Pengampu tim : rh dan ch.d, hbb

Jumlah pertemuan : 6 – 9

Metode : TATAP MUKA

TUGAS

DISKUSI TUGAS

UTS / MODUL I

UAS / MODUL II

% penilaian :

Kehadiran (75%)  0 %

Tugas mandiri + Klp  25 %

UTS (M.I)  75 %

Total = 100%

Bila range nilai 100 _

NA = {M.1 + M.2} / 2

Bila range nilai 50 

THE TEACHING OF

ANALYTICAL CHEMISTRY

•

As analytcal procedures have become

more automated,direct interaction

between analyst and sample has

diminished.

•

Clasical analysis

•

instrumental anal

s

A

automated anal

automated anal

with robotic

S = sample

C = computer

A = analyst

R = Robotics

I = instrument

S

I

C

A

S

I

C

A

c1=f-1(s)

s=(fc1…)P,T

Once obtained from the sample and

reagen, analytical information must be

transleted

into chemical informaion

(

qualitative

and

quantitaive

data)

Analytical

information

reagen

sample

Chemical

Specialization in Analytical Chemis

•

Methode Problems

1. Separation m



envirom analysis

2. Mass Spectm



food analysis

3. Atomic Spectcp



biocheml analys

4. Molcr Spectcp



pharmcl analysis

5. Structur Elucidt



Clinical analysis

6. Chemometrics



material science

7. Trace Analysis



automated analys

8. Micro analys



toxicologi

9. Surface anal



forensic analysis

10.Electroanalysis



geochemical anal

The relationship among fundamental of analytical chem (I), anlytical knoledge of spesific field (II), and knowledge required for specialist (pie-haped

area)

• Prodc of clinics

Microelectronc

Chemical metallurgy Technology

enviromental protection

II

sampel pretreatment

*sample

reagent indicator

chemical physical reagent signal

analytical investigation

* signal

mathematical investigation

sampling Mechanical_treatment Chemical treatment

treatment _indication readout

Smoothing

*Analytical information

Signal information

know chemical information

Y chem Inf chem Inf

knowledge for recognition

KEDUDUKAN ANALISA KIMIA

menentukan

ANALISIS KIMIA



mengetahui

*Macam *Struktur/sifat *Jumlah

pertanian

Analisis dalam : ilmu pengetahuan

industri

Row material, kualitas kontrol, pengolahan

Anorganik

kualitatif

anion

kation

organik

ANALISA KIMIA

kuantitatif

DASAR ANALISIS KUALITATIF

1. KESIMPULAN SEMENTARA

Reaksi-kimia penunjang pemeriksaan pendahuluan:

a. Reaksi spesifik/khas – pereaksi spesifik untuk bahan tertentu

b. Reaksi sensitif/peka  mampu menunjukan bahan yang sedikit.

c. Reaksi selektif  reaksi atas sekelompok bahan yang berbeda.

PEMERIKSAAN PENDAHULUAN:

1.

diperkuat 2. dipertegas

ANALISIS

SESUNGGUHNYA

2. KESIMPULAN DIFINITIF

TEST

SIFAT FISIS

TEST

SIFAT KIMIA

Pemeriksaan pendahuluan

Analisa

kering

Analisa

CONTOH ANALISIS

SAMPEL : serbuk warna biru

. Sifat fisis : warna biru , tidak bau,larut dlm air kristal senyawa tunggal/tdk camp 1. Kesimpulan awal : SENYAWA CuSO4 5H2O

Bukan CuSO4 (serbuk putih)

2. Penegasan test kimia (1) : CuSO4 5H2O  ?

biru  pucat  serbuk putih (?)

Penegasan test kimia (2) :

1.sampel dilarutkan dalam air 2. (+) NH4OH

• Larutan CuSO₄ 5H₂O (+) 2.NH₄OH endpan

muda

• Endp (+) NH₄)OH  kompleks biru tua.

• tulis reaksi (endapan & Komplk) yang terjadi • (hal.78 Vogel’s)

• Bagaimana bila sampel tdk tunggal (camp) ?

• Praduga dr sifat fisis sampel diperlukan,

larut dlm air  tdk mungkin anion yang ada :

Sampel larut dalam air  kation yang mungkin

ada (Ni, Fe, atau Ni, Mn,

• (+) NH₄OH >>>  Cu, Ni sbg kompleks biru tua

* Fe mengendap sbg Fe(OH)3

merah

* Mn sbg endapan merah. perlu cek endapan merah dari Fe atau Mn. perlu pereaksi spesifik yaitu pereaksi yang

hanya dengan satu kation tertentu memberi reaksi tertentu untuk setiap kation.

Cu,Ni,Pb,Ag,Hg,Co,Fe 3+(+) CNS  [Fe(CNS)₆]

Spesifik dan sensitif (batas pengenalannya) 25.10-5 mg Fe (III)

• 4Fe3+ (+) 3[Fe(CN)₆]4-  Fe₄[Fe(CN)₆]₃

biru persia

spesifik & sensitif

Tulis reaksi Cu, Ni dengan amoniak  kompleks

ANALISA PENDAHULUAN KERING.

Pengamatan fisis : *kristal ,*warna, *bau.

pemanasan bahan sampel

* tdk terurai perub fisik

* terurai

. Perubahan wana . Meleleh . Sublimasi/menguap tanpa mencair . Terbentuk uap air . Timbul gas / asap

•

Cara kerja analisa kering

1)

2 spatula

1--- 3 garam Cl mudah menguap

uap yang terbentuk tdk menyebab kan api berwarna

warna api tgt dari kation M n+

M n+ + n HCl  MCl _n

warna dari M n+

Perubahan warna pada nyala api :

Nyala oks nyala red kation p p Cu d d

p/d p/d Co

p/d d Ni

Pengaruh warna Na, perlu dicegah dg penyerap warna kuning Na  kaca cobalt (spektroskp)

• flame test dengan kaca cobalt

Warna flame

waran flame dg kc cobalt

Logam

Golden-yellow Nil Natrum Na

Violet Crimson Kalium K

Brick -red Light-green Calsium Ca

Crimson Purple Strontium Sr

SPECTROSCOPIC TEST FLAME SPECTRA

• Sinar ads

monokromatis

tertentu prisma spektra warna

S

element Diskripsi warna

spectra

Panjang gelombang nm

Na Dobel kuning 589,0 - 589,6

K Dobel merah 766,5 - 769,9

Dobel violet 404,4 - 404,7

Li Merah tungal 670,8

Spetra warna

Na 589,6 / 589.0

K 766,9 / 766,5 404,7/404,4

Li 670,8 610,3

Ti 535,0

Ba 535,6-534,7-524,3-513,7 487,4

•

2) MUTUBORAKS

•

dipanaskan dalam nyala oks & red



tidak berwarna dari

metaborat

.

Spatula dg metaborat disentuhkan

sampel kemudian di panaskan

dalam

nyala oks & red

pada kondisi

panas & dingin

, warna yang ter

amati adalah warna

kation

Reaksi yang terjadi :

1.penguraian boraks pada nyala oksidasi

• Na₂B₄O₇.7H₂O  Na₂B₄O₇ + 10 H₂O

• Na₂B₄O₇  2 NaBO₂ + B₂O₃

B2O3 + CuO  Cu(BO2)2 (metaborate)

NaBO2 + CuO  NaCuBO3 (orthoborate)

2.penguraian pada nyala reduksi adanya C

dua reaksi terjadi bersama sama.

(i).Cu (II) berwarna tereduksi  Cu(I) tdk

berwarna sbg metaborat

• 2Cu(BO₂) ₂ + 2NaBO₂ + C  2CuBO₂ + COg

Na2B4O7

(ii).Cu (II) borate tereduksi  Cu metal merah

• 2Cu(BO₂) ₂ + 4NaBO₂ + 2C  2Cu + 2COg

2Na2B4O7

Bila metal metaborat bercampur dengan

Nametaborat  terbentuk kompleks dg tipe

Na2[Cu(BO2)4], Na2[Ni(BO2)4], Na2[Co(BO2)4

REAKSI ARANG.

dipakai untuk mereduksi kation (logam)

• Nyala api ditiupkan ke lekukan arang.

Na2CO3 + sampel dicampur 

masukkan dalam lekukan arang. reaksi bertahap akan terjadi :

arang.

. Na2CO3 + MSO4  MCO3 + Na2SO4

• MCO₃  MO + CO₂

• MO  M + CO M = Cu MO = oksida log

REAKSI BASAH

• 1. air : panas / dingin

encer : v v

• _2.

asam

pekat : v v

. 3. campuran asam

Amati gas yang keluar dari proses

pelarutan

s

ANALISIS SISTIMATIS KUALITATIF KATION

PEMISAHAN BERDASAR SEGOL/KLP KATION

KARENA PERSAMAAN SIFAT TERHADAP PEREAKSI

*

* *

* * * *

s

LRT

END

END LRT _END LRT

PEREAKSI

PEREAKSI PEREAKSI

KEUNTUNGAN CARA PEMISAHAN

• 1 Sampel tdk terbagi dalam reaksi spesifik • 2 Menunjukkan per kelompok sesuai sifat

angota kelompok terhadap pereaksi yang di tambahkan

. 3 Pemisahan  kelompok kecil  terisolasi.

Hasil analisis sistimatis perlu pembuktian dg

pereaksi selektif  terbentuk zat baru yang

PENGENALAN BERDASAR SIFAT FISIS

• mengendapan

• melarutan

• zat berwarna lain

kristal

• pembent gas

lrt pereaksi _endapan

SKEMA ANALISA METODA H2S

gol Sampel I

II

III

lrt IV V sisa endp

s HCl 6 M >>

HCl (0,2M)=pH 0,5

,---H₂S jenuh (0,1M)

----, NH₄OH,NH₄Cl, pH 9

(NH₄)₂S

----,(NH₄)₂CO₃ 0,2 M,

METODA STANDART H2S

by BERGMANN  FREESENIUS NOYES

• Metoda H₂S  metoda analisa berdasar pemisahan/

pembagian pergolongan (terbagi) dalam 5 golongan .

Gol klorida : Ag , Hg, Pb  mengendap

sebagai endp klorida berwarna putih. AgCl , Hg2Cl2 , Pb(Cl) 2 putih

Gol H2S  garam sulfida dari Pb, Cu,

Cd, Bi, As(III,V), Sb(III,V),Sn(II,IV),Hg(II)

2

GOL I

Gol (NH4)2S  garam garam sulfida : Co,

Ni, Fe, Mn, Zn, Al(OH)3, Cr(OH)3

Gol (NH4)CO3  garam garam karbonat

CaCO3, SnCO3, BaCO3

Gol Sisa. berisi ion Mg, K, Na,NH₄

tetap berupa larutan.

Setiap kelompok golongan dipisahkan dan di identifikasi secara difinitif.

GOL III

GOL IV

PEMBAHASAN METODA H2S

PERLAKUAN BAHASAN

Pe(+) HCl 6 M pd pemiahan gol I.

Kation gol (II) teroksidasi ke posisi oks tertinggi.

Sn(II) Sn(IV), Sb(III)Sb(V)

Pengaturan pH 0,5, H₂S 0,1M

Perlu perhatian

Untuk mengendapkan MS

gol(II), krn Ksp MS gol (II) << dari gol (III)  kondisi asam

memungkinkan pemisahan

gol (II) dan (III) dpt terjadi Pengaturan pH 9-10 sedikit

alkalis.dengan buffer

Kation gol (III) mengendap sbg MS / M(OH)n, kondisi ini [OH] dan [S=] sbg media pengendap dalam larutan

sangat rendah, kompleks

Pengaturan pH 9,5-10 kondisi basis

M gol (IV) me sbg MCO₃ Memisahkan gol (IV) dan (V)

Catatan penting

keberhasilan metoda H

₂

S

1. pe(+) pereaksi diupayakan urut

2. Upayakan pemisahan unsur per-gol dg

baik, pertimbangkan harga relatif Ksp

Gol (I) dan (II)

* pe(+)HCl



Ag

+

, Hg

2+,

Pb

2+



M

Cl (gol I)

•

pe(+)H

₂

S



Ag

+

, Hg

2+,

Pb

2+



M

S

bersama gol H

₂

S (gol II)

•

pe(+)H

₂

S



tdk dapat/ mampu me

M

Cl

lagi

•

Pe(+)HCl pada

M

S tdk mdh melarutkan

SKEMA ANALISIS

SENYAWA GOLONGAN I

end gol I

Pb?

Ag? endp

lrt Hg?

Bagan Anilsa gol klorida.

Air, didihkan

Cuci air panas, (+) NH₄OH >>

Tulis reaksi yang terjadi pada setiap langkah anlisis dari bagan gol klorida.

BAHASAN PROSEDUR ANAL GOL I

perlakuan bahasan

1. Mn+(gol I) di endapkan sbg MCl

[Cl] > Ag,Pb sbg kompls Cl

Shg pe(+)HCl harus tepat utk mengendapkan tetapi tdk

mencukupi  kompleks.

2. Pe(+) H₂O pd end gol I, dan pemanasan

Melarutkan PbCl₂ bila ada ?

kelrt PbCl₂ (33,4g/l,100oC)

(9,9 g/l,20oC),uji dif Pb

3. Pe(+) NH₄OH AgCl larut Ag(NH₃)₂Cl

Hg₂Cl₂  HgNH₂Cl + Hg

Kompls Ag(NH₃)+ akan rusak

pada pe(+) asam  Ag+ dan

mengendap kembali sbg AgCl

jika ada Hg+dan Ag+_Ag(NH

3)+

dan Hg cenderung mengalami redoks,jika Hg cukup >>> 

kajian adanya Ag meragukan.

4. Pe(+) aquaregia ,

kemudian dipanakan Pada pelarutan dg aquaregia  Ag dan Hg sbg kompl Cl.

(HgCl₄)=, (AgCl

2)- , pe(+) air pd

larutan asam kuat, akan me ngendapkan kembali AgCl dan

dapat dipisahkan dg (HgCl₄)=

Pelarutan AgCl dlm NH₃ dan

pengendapan kembali AgCl

pada pe(+) HNO₃ sbg tes

UJI DIFINITIF GOL I (GOL KLORIDA)

UJI DIFINITIF Pb PbCl2 ,larut ? [Ag,Hg,Pb]  MCl + H2O 

endp gol I AgCl,Hg2Cl2 2PbCl2 + 4H2O  2 Pb2+ + 4 HCl + 4OH-

• larutan  mengkristal spt jarum

• PbCl2 + CrO4=  + 2Cl

-• PbCl2 + H2SO4 pkt  pth + 2Cl tetes tetes

PbCrO₄

UJI DIFINITIF Ag

AgCl + NH4OH  [Ag(NH3]Cl lrt grm kompleks

[Ag(NH3]Cl + HNO3  AgCl + 2 NH4NO3

putih

Reaksi Tananaef.

AgCl disentrifuse, hasil sentrifuse ditaruh di kertas saring (+) 1 tetes MnSO4 dan KOH

MnSO4 + 2KOH  Mn(OH)2 + K2SO4

2AgCl + 3Mn(OH)2  2Ag + Mn2O3 + 3H2O + MnCl2

hitam

coklat pd pinggiran noda

Uji mikroskopi

teteskan lrt [Ag(NH3)2]+ pd gelas obyek dan

panaskan sampai NH3 menguap  kristal AgCl

• amati dg mikroskop kristal jarum dari AgCl

• UJI Hg

endapan campuran (HgNH2Cl , Hg)

* (+) 1-2 tetes akuregia,  sampai tdk terbentuk

asap coklat

* Endapan camp (+) H2O  bg dua untuk uji Hg

2 HgNH2Cl + 2HCl + HNO3  2HgCl2 + 2NO +

N2 + 4H2O

UJI DIFINITIF Hg

* Bagian dr larutan (+) KI  + Cl

+ 2KI  lrt , lrt

* Reakasi Tananaef

bagian dari larutan diteteskan pada kertas saring, (+) 1 tetes SnCl2 5 %, 1 tetes anilin  end pth 

hitam (anilin sbg katalisator)

2HgCl2 + Sn2+  Hg2Cl2 + Sn4+ + 2Cl- anilin

2HgCl2 + Sn2+  2Hg + Sn4+ + 2Cl- anilin

HgI₂

HgI_{2 HgI4}= HgI

-ANALISA PEMISAHAN KATION GOL H2S

• Endapan yang terbentuk dalam gol ini ;

cklt *As  *Sn 

CuS *Sb 

cklt As₂S₃

As₂S₅

Sb

₂

S

₃

Sb₂S₅

CuS

SnS₂ SnS

CdS

PbS HgS

TINJAUAN TEORI PEMISAHAN GOL

•

Dasar teori untuk di

mengerti ,

diketahui

,

fahami

, mengapa pemisahan

baik antar gol atau dalam satu

golongan harus dilakukan sesuai

prosedur yang cukup ketat.

antara lain : * Pengaturan pH

PEMISAHAN GOL H2S & (NH4)2S

• Kedua kation gol H₂S & (NH₄)₂S mengendap

 ( )MS (garam S), kecuali ( )Al , ( )Cr

• Mengapa ? Garam kedua gol H₂S & (NH₄)₂S

tidak mengendap bersama-sama.

Alasan teori :

* Gol H2S  garam sulfida yang terbentuk tidak

larut dalam asam keras/kuat encer.

* Gol (NH4)2S  garam sulfida yang larut dalam

asam keras/kuat encer.

* Keasaman larutan (pH)

• pH pe ( ) gol H₂S, dengan [H+] = 0,2 M menye

babkan [S=] kecil (<<),  garam dg Ksp <<

yang akan me ( ) dan sukar larut

• Ksp gol H₂S  CuS 10-35 HgS 10-52

Ag2S 10-50 CdS 10-27

• Ksp gol (NH₄)₂S  CoS 10-21 ZnS 10-22

Bahasan pengaturan pH pada pemisahan per golongan.

•

*

pengendapan gol H₂S

gas H₂S jenuh yang dialirkan ke larutan sampel dg pH 0,5 = [H+] = 0,2 M _

mempengaruhi [S=] dlm larutan. [S=] = ?

gas H₂S  gas yang sukar larut

[ ] max dlm larutan = 0,1M

dalam larutan  asam lemah sekali

Ka₁ = 10-7 Ka

H2S H+ + HS- ………… Ka1 = 10-7

HS- H+ + S= ………… Ka₂ = 10-13

• Ka₁ < ,  [HS-] yang dihasilkan <

Ka2 << ,  ∑ HS- yang meng-ion <<,  S= <<<

• Adanya HCl  ∑ H+ dalam larutan bertambah cukup besar  kesetimbangan bergeser

H2S H+ + HS- + H+ pengaruh ion < bersamaan

HS- H+ + S= + H+ <<

Pengaruh HCL secara kuantitatif terhadap [S-]

• H₂S H+ + HS

[H+] [HS-] [H₂S]

• Ka₁ = [HS-] = Ka₁ x

[H2S] [H+]

HS- H+ + S=

[H+] [S=] [HS-]

• Ka₂ = [S=] = Ka₂ x

[S=] = Ka₁ x Ka₂ x [H₂S] [H+]2

0,1

[S=] = 10-7 x 10-13 x [H+]_max = 0,1M

[H+]2

10-21

[S=] = , untuk pe ( ) gol H₂S, HCl = 0,2M

[H+]2

10-21

[S=] = --- = 2,5 x 10-20

Bila [Mn+] = 0,1 M 

[Mn+] x [S=] = 0,1 x 2,5.10-20 = 2,5 10-21

• Sehingga endapan akan terbentuk bila • [Mn+] x [S=] > Ksp MS

• Garam garam Sulfida yang mempunyai : • Ksp > 2,5 10-21 akan tetap larut

• Ksp < 2,5 10-21 akan mengendap

• Bila [ ] asam atau pH larutan diubah  [S=]

* Semakin asam  pH larutan <<  [S=] <<

* semakin basis  pH larutan >>  [S=] >>

• Ini berarti bila keadaan asam  garam Sulfida

yang semula mengendap  tdk mengendap

dan sebaliknya.

• pH tinggi (basis)  garam sulfida yang semula

tidak mengendap akan di endapkan.

• Akbat perhitungan pH, maka pe(+) HCl harus

. Bila HCl terlalu banyak  endapan S yang

mempunyai Ksp < 2,5.10-21 seharusnya me( )

• Dalam gol H₂S akan tetap larut, dan baru

mengendap dalam gol (NH4)2S

• Bila HCl kurang _ ( ) S dg Ksp > 2,5.10-21 

• Seharusnya mengendap pada go lII, telah

mengendap di gol II.

• Kecuali ZnS dg Ksp 10-23 tdk mengendap pd

Karena pengabaian bbrp dalam perhitungan : *hidrols S=  hidrolisa memperbesar kelarutan

*perhitungan menggunakan [konsentrasi] bukan

aktifitas ion.  a = k, [ ]

PEMISAHAN GOL (NH

4

)

2

CO

3

Pemisahan gol ini sama dengan gol Clorida (I) Terisolasi satu sama lain.

PEMBUATAN GAS H2S

1. REAKSI PIRIT – HNO3 DALAM PESAWAT KIPP

FeS + 2 HNO3  Fe(NO₃)₂ + H₂S

2. --- CAMPURAN PARAFIN, ASBES,BELERANG

S O

Keuntungan cara 2

1. Bahan (tioasetamida) berupa padatan

2. Mudah disimpan dan mudah pemakaian

3. S= terbentuk karena hidrolisa larutannya yg

berjalan terus menerus  pembentukan ( )

lebih kasar  memudahkan pemisahan

4. Endapan lebih murni

Pembentukan ( ) cara ini dikenal sebagai cara

“HOMOGENIOUS PRECIPITATION” pe ( ) homogen

KESIMPULAN PEMISAHAN

METODA H2S

1. gol (II) dan gol (III) dapat dipisahkan karena perbedaan relatif Ksp dan pengaturan pH lrt 2. [H+],pH harus diatur dg cermat  pemisahan *[H+] >> (terlalu asam)  gol (II) me ( )sbgn *[H+] << (-)asam  sbg gol (III) me( )bersama gol (II).

3. Pemisahan gol (III) dan (IV) , pH larutan dikon disikan >> dari pemisahan gol (II)/(III)

4. pH diatur >> pH pemisahan sebelumnya 

pemisahan gol (IV) & (V) terjadi

• pH tidak boleh terlalu tinggi  MgCO₃ ikut me

( )

• pH tidak boleh terlalu rendah (Ba,Ca) sbg

CO3 tdk mau me ( )

5. MgCO3 tdk larut dlm air namun tdk ikut me( )

bersama (Ba,Ca,Sr) sbg ( ) CO3  dpt dipisah

6. pH dan perbedaan Ksp pemisahan Ba

dengan kation lain segol  pada pe (+) H+ 

CrO4= Cr2O7=

Tugas (IV)& (V)

• Buat diagram alur pemisahan kemungkinan

campuran kation gol (I) Ag, Hg, Pb . Gol(II), gol (III), gol(IV),gol(V).

Dengan bahasan setiap langkah yang anda lakukan.

7 kemungkinan dr gol (I) :

1) Ag 2) Hg 3) Pb 4) Ag,Hg 5) Ag,Pb