Laporan Praktikum Kimia Analitik II PERMANGANOMETRI disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Kimia Analitik II OLEH: ANDRIY ANTA KACARIBU 1808103010002 JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKAN DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SYIAH KUALA DARUSSALAM, BANDA ACEH 2020
BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Reaksi-reaksi kimia yang melibatkan oksidasi reduksi dipergunakan secara luas untuk analisis titrimetrik. Ion-ion dari berbagai unsur dapat hadir dalam kondisi oksidasi yang berbeda-beda, menghasilkan kemungkinan banyak reaksi redoks. Banyak dari reaksi-reaksi ini memenuhi syarat untuk dipergunakan dalam analisis titrimetrik dan penerapan-penerapannya cukup banyak. Salah satunya penentuan besi di dalam bijih besi. Reaksi oksidasi reduksi atau reaksi redoks adalah reaksi yang melibatkan penangkapan dan pelepasan electron (Underwood, 2002). Dalam setiap reaksi redoks, jumlah elektron yang dilepaskan oleh reduktor harus sama dengan jumlah elektron yang ditangkap oleh oksidator. Ada dua cara untuk menyetarakan persamaan reaksi redoks yaitu metode bilangan oksidasi dan metode setengah reaksi (metode ion elektron). Reaksi redoks dapat digunakan dalam analisis volumetri bila memenuhi syarat. Titrasi redoks adalah titrasi suatu larutan standar oksidator dengan suatu reduktor atau sebaliknya, dasarnya adalah reaksi oksidasireduksi antara analit dengan titran. Reaksi-reaksi kimia yang melibatkan oksidasireduksi dipergunakan secara luas dalam analisa titrimetric (Underwood, 2002) Ion-ion dari berbagai unsur dapat hadir dalam kondisi oksidasi yang berbedabeda, menghasilkan kemungkinan terjadi banyak reaksi redoks. Banyak dari reaksireaksi ini memenuhi syarat untuk digunakan dalam analisa titrimetrik, dan penerapanpenerapannya cukup banyak. Dikenal bermacam-macam titrasi redoks, yaitu permanganometri, dikromatometri, serimetri, iodo-iodimetri, dan bromatometri. Ada banyak jenis dari titrasi redoks (Unnderwood, 2002). Pada percobaan ini, akan dibahas mengenai titrasi redoks permanganometri, yaitu mempelajari metode permanganometri dan menentukan kadar sampel yang mengandung oksalat dengan metode permanganometri. 1.2 TUJUAN PERCOBAAN
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mempelajari metode permanganometri dan menentukan kadar sampel yang mengandung oksalat dengan metode permanganometri. 1.3 MANFAAT PERCOBAN Manfaat dari percobaan ini adalah dapat mempelajari metode permanganometri dan menentukan kadar sampel yang mengandung oksalat dengan metode permanganometri.
BAB II TINJAUAN KEPUSTAKAAN Permanganometri merupakan metode titrasi dengan menggunakan kalium permanganat, yang merupakan oksidator kuat sebagai titran. Titrasi ini didasarkan atas titrasi reduksi dan oksidasi atau redoks. Permanganometri juga bisa digunakan untuk menentukan kadar belerang, nitrit, fosfit, dan sebagainya. Cara titrasi permanganometri ini banyak digunakan dalam menganalisa zat-zat organik. Kalium permanganat telah digunakan sebagai pengoksida secara meluas lebih dari 100 tahun. Reagensia ini mudah diperoleh, murah dan tidak memerlukan indikator kecuali bila digunakan larutan yang sangat encer. Permanganat bereaksi secara beraneka, karena mangan dapat memiliki keadaan oksidasi +2, +3, +4, +6, dan +7 (Day, 1999). Titrasi permanganometri dilakukan dengan bantuan pemanasan (± 70ºC) untuk mempercepat reaksi. Pada awal reaksi titrasi, warna merah mantap untuk beberapa saat yang menandakan reaksi berlangsung lambat. Pada pembuatan titran selanjutnya, warna merah hilang makin cepat karena ion mangan (II) yang terjadi berfungsi sebagai katalis untuk mempercepat reaksi Selanjutnya titran dapat ditambahkan lebih cepat sampai titik akhir titrasi tercapai yaitu sampai pada tetesan dimana warna merah menjadi warna merah jambu. (Harjadi, 1990). Dalam banyak prosedur analitis, analitnya memiliki lebih dari satu kondisi oksidasi sehingga harus dikonversi menjadi satu kondisi oksidasi tunggal sebelum titrasi. Sebuah contoh sering kita jumpai adalah penentuan besi dalam bijih besi. Begitu bijih besi tersebut dilarutkan, besi akan hadir baik dalam keadaan oksidasi +2 maupun keadaan oksidasi +3. Besi tersebut harus direduksi seluruhnya ke kondisi +2 sebelum penititrasian dengan sebuah larutan standar dari sebuah agen pengoksidasi. Reagen redoks yang dipergunakan dalam langkah pendahuluan ini harus dapat mengkonversi analit dengan cepat dan sempurna ke dalam kondisi oksidasi yang diinginkan. Kelebihan dari reagen ini biasanya ditambahkan, dan kita harus dapat membuang kelebihan tersebut sehingga kelebihan tersebut tidak beraksi dengan titrannya dalam titrasi selanjutnya (Underwood, 2002). Berikut ini adalah beberapa jenis reagen yang biasa dipergunakan dalam langkah-langkah pendahuluan (1). Agen-
Agen pengoksidasi: (a). Natrium dan hidrogen peroksida (b). kalium dan amonium peroksodisulfat (c). natrium bismutat (2). Agen-agen pereduksi: (a). Sulfur dioksida dan hidrogen sulfida (b). Timah (II) klorida (c). Metal dan alloy (Underwood, 2002). Kalium permanganat telah banyak dipergunakan sebagai agen pengoksidasi selama lebih dari 100 tahun. Reagen ini dapat diperoleh dengan mudah, tidak mahal, dan tidak membutuhkan indikator terkecuali untuk larutan yang sangat encer. Satu tetes 0.1 N permanganat memberikan warna merah muda yang jelas pada volume dari larutan yang biasa dipergunakan dalam sebuah titrasi. Warna ini dipergunakan untuk mengidentifikasi kelebihan reagen tersebut. Permanganat menjalani beragam reaksi kimia, karena mangan dapat hadir dalam kondisi kondisi oksidasi +2, +3, +4, +6 dan +7. Reaksi yang paling umum ditemukan dalam laboratorium adalah reaksi yang terjadi dalam larutan larutan yang bersifat amat asam, 0.1 N atau lebih. MnO4 - + 8H+ + 5e- ⇌ Mn2+ + 4H2O Eo = +1.51V (Underwood. 2002). Kelarutan: semua permanganat larut dalam air, membentuk larutan ungu (lembayungkemerahan). Reduksi permanganate dalam larutan asam, reduksi ini berlangsung sampai ion permanganate (II) yang tak berwarna. zat pereduksi yang boleh digunakan antara lain asam oksalat, dengan adanya asam sulfat menghasilkan gas karbon dioksida. Reaksi ini lambat pada suhu kamar tapi menjadi cepat pada suhu 60 oC. ion mangan (II) mengkatalis reaksi ini: jadi, reaksi ini adalah otokatalis sekali ion mangan (II) telah terbentuk reaksi semakin menjadi cepat. Pada larutan basa permanganate kehilangan warnanya, tetapi mangan dioksida mengendap dengan adanya larutan natrium hidroksida, kalium iddida berubah menjadi kalium iodat dan natrium sulfit berubah menjadi natrium sulfat dengan mendidihkan. (Svehla. 1985). Asam Sulfat merupakan asam yang paling cocok digunakan sebagai pelarutnya karena jika digunakan asam klorida maka kemungkinan akan terjadi reaksi seperti di bawah ini: 2MnO4 - + 16H + + 10Cl- ↔ 2Mn + 5Cl2 + 8H2O. Dengan demikian, sebagian permanganatnya digunakan untuk pembentukan klorin. Reaksi ini terutama terjadi dengan garam-garam besi. Adanya mangan dioksida dapat mempercepat peruraian permanganat karena mangan dioksida tersebut memperbanyak pembentukan mangan dioksida sehingga peruraian bertambah cepat. Ion-ion mangan juga dapat beraksi dengan permanganate membentuk mangan dioksida menurut reaksi: 2MnO4 - + 2H2O ↔ 4MnO2 + 3O2 + 4OH. Dan sebagaimana dijelaskan diatas, reaksi ini dikatalisis oleh
MnO2 padat. Kalium permanganat jika digunakan sebagai oksidator dalam larutan alkali kuat, maka ada 2 kemungkinan reaksi, yaitu pertama: reaksi yang berjalan relatif cepat: MnO4 - + e- →MnO4 2- dan reaksi kedua yang berlangsung relatif lambat: MnO4 2- + 2H2O + e- ↔ MnO2 + 4OH potensial standar reakasi yang pertama Eo = 0,56 volt, sedangkan pada reaksi kedua sebesar Eo = 0,60 volt. Dengan mengatur suasana sebaikbaiknya (misalnya menambah ion barium yang dapat membentuk endapan barium manganat) maka reaksi pertama dapat berjalan baik sekali. (Syarif, 2012)
BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 ALAT DAN BAHAN Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah batang pengaduk, erlenmeyer, tabung reaksi, kaca arloji, gelas kimia, gelas ukur, batang statif, buret, pipet ukur 10 mL, labu ukur 250 mL, penangas air dan termometer Bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah Akuades, Asam Sulfat Encer, Asam Sulfat Pekat, Kalium Permanganat, Asam Oksalat dan Natrium Oksalat 3.2 KONSTANTA FISIK DAN TINJAUAN KEAMANAN Tabel 3.2.1 Konstanta fisik dan tinjauan keamanan No. Bahan Berat Molekul (g/mol) Titik Didih ( oC) Titik Leleh ( oC) Tinjauan Keamanan 1. KMnO4 158 - 240 Iritasi 2. H2SO4 98,08 337 10 Beracun, korosif 3. C2H2O4 90,03 - 187 Korosif 4. Na2C2O4 133,99 290 260 Iritasi 5. H2O 18 100 0 Aman 3.3 SKEMA KERJA 3.3.1. Pembakuan larutan KMnO4 Percobaan yang dilakukan pertama yaitu pembakuan larutan kalium permanganat, ditimbang bubuk natrium oksalat sebanyak 100 mg pada timbangan analitik sehingga hasil yang didapatkan akurat. Sebelum ditimbang, bubuk natrium oksalat dikeringkan terlebih dahulu pada suhu 110℃. Kemudian, setelah ditimbang natrium oksalat dimasukkan kedalam gelas kimia dan dilarutkan dalam 125 mL aquades, diaduk larutan hingga homogen. Setelah larutan tercampur kemudian tambahkan larutan asam sulfat pekat sebanyak 7 mL kedalam larutan yang sudah tercampur tadi dan diaduk kembali hingga tercampur. Setelah itu campuran campuran larutan asam oksalat dan asam sulfat pekat dipindahkan pada erlenmeyer dan panaskan di penangas air hingga suhu 70 ℃. Selanjutnya, setelah dipanaskan larutan tersebut di titrasi selama kurang lebih 15 menit dengan larutan kalium
permanganat berkonsentrasi 0,1 N sebagai titran yang dimasukkan kedalam buret dan diteteskan secara perlahan hingga titik akhir titrasi tercapai, titik akhir titrasi ditandai dengan larutan berubah menjadi warna merah jambu pucat. Suhu pada titik akhir titrasi tidak boleh kurang dari 60℃. Dicatat volume titran yang terpakai. 3.3.2 Penentuan Kadar Oksalat Percobaan kedua yaitu penentuan kadar oksalat, ditimbang 200 mg asam oksalat menggunakan timbangan analitik agar hasil yang didapatkan lebih akurat. Setelah itu asam oksalat dimasukkan kedalam gelas kimia dan dilarutkan dengan aquadest sebanyak 250 mL dan aduk hingga homogen. Kemudian, tambahkan larutan asam sulfat encer sebanyak 25 mL. Sebelum dipanaskan pada penangas air hingga suhu 70℃, larutan tersebut dipindahkan pada erlenmeyer agar dapat dititrasi setelah pemanasan berlangsung. Larutan kalium permanganat sebelumnya telah disiapkan dan dimasukkan pada buret sampai tanda batas nol. Setelah larutan dipanaskan, kemudian dititrasi dengan menggunakan larutan baku kalium permanganat berkonsentrasi 0,1 N secara perlahan hingga titik akhir titasi tercapai. Pada saat sedang dititrasi menggunakan KMnO4 suhu pada larutan dijaga tidak boleh kurang dari 60 ℃. Kemudian diamati perubahan warna yang terjadi dan catat titik akhir titrasi dari penggunaan larutan kalium permanganat yang tertera pada buret.
BAB IV DATA HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN 4.1. DATA HASIL PENGAMATAN Tabel 4.1. Data hasil pengamatan Pembakuan Larutan KMnO4 0,1 N dan Pembakuan Kadar Sampel Asam Oksalat Sampel Berat sampel Volume akhir titrasi Perubahan warna Natrium Oksalat 106,1 mg 16,2 ml Merah jambu/pink Asam Oksalat 207,1 mg 8,5 ml Merah jambu/pink 4.2. PEMBAHASAN Titrasi merupakan suatu metode untuk menentukan kadar suatu zat dengan menggunakan zat lain yang sudah diketahui konsentrasinya. Titrasi biasanya dibedakan berdasarkan jenis reaksi yang terlibat di dalam proses titrasi, sebagai contoh bila melibatkan reaksi asam basa maka disebut sebagai titrasi asam basa, titrasi redoks untuk titrasi yang melibatkan reaksi reduksi oksidasi, titrasi kompleksometri untuk titrasi yang melibatkan pembentukan reaksi kompleks dan lain sebagainya. Zat yang akan ditentukan kadarnya disebut sebagai titrat dan biasanya diletakkan di dalam erlenmeyer sedangkan zat yang telah diketahui konsentrasinya disebut sebagai titran atau larutan standar dan biasanya diletakkan di dalam buret. Baik titrat maupun titran biasanya berupa larutan (Basset, 1991). Permanganometri merupakan metode titrasi dengan menggunakan kalium permanganat, yang merupakan oksidator kuat sebagai titran. Titrasi ini didasarkan atas titrasi reduksi dan oksidasi atau redoks. Permanganometri juga bisa digunakan untuk menentukan kadar belerang, nitrit, fosfit, dan sebagainya. Cara titrasi permanganometri ini banyak digunakan dalam menganalisa zat-zat organik. Kalium permanganat telah digunakan sebagai pengoksida secara meluas lebih dari 100 tahun. Reagensia ini mudah diperoleh, murah dan tidak memerlukan indikator kecuali bila digunakan larutan yang sangat encer. Permanganat bereaksi secara beraneka, karena mangan dapat memiliki keadaan oksidasi +2, +3, +4, +6, dan +7 (Day, 1999).
Percobaan pertama yang dilakukan yaitu pembakuan atau standarisasi kalium permanganat, bertujuan agar konsentrasi larutan kalium permanganat tidak berubah. Pertama ditimbang natrium oksalat (Na2C2O4) sebanyak 106,1 mg. Setelah itu natrium oksalat sebanyak 106,1 mg dilarutkan dalam 125 mL aquades diaduk sampai homogen, kemudian ditambahkan 7 mL asam sulfat pekat yang berfungsi untuk menciptakan suasana asam. Pengasaman larutan tidak dilakukan dengan asam asam kuat lainnya karena hanya H2SO4 yang tidak menghasilkan reaksi samping atau reaksi yang tidak diinginkan, lalu dipanaskan hingga mencapai suhu 70 °C. Fungsi Pemanasan adalah untuk untuk mempercepat laju reaksi serta mempercepat kelarutan dan mencegah kesalahan penentuan titik akhir yang diakibatkan oleh lamanya proses reaksi. Setelah itu dititrasi dengan larutan baku KMnO4 0,1 N pada suhu titrasi 60°C hingga titik akhir titrasi tercapai. Titik akhir titrasi tercapai ditandai dengan larutan berubah menjadi warna merah jambu. Terjadinya perubahan karena MnO4 - yang berwarna ungu tereduksi dengan Na2C2O4 menjadi Mn2+ yang berwarna merah muda. Lalu dicatat volume titran yang diperlukan dan didapatkan volume titran yang diperlukan untuk titrasi sebanyak 16.2 mL. Lalu setelah dilakukan perhitungan diperoleh bahwa normalitas KMnO4 adalah 0.1 N dengan perhitungan sebagai berikut: Massa Na2C2O4 = 106.1 mg Mr Na2C2O4 = 133.999 g/mol V KMnO4 = 16.2 mL mgrek KMnO4 = mgrek Na2C2O4 N x Vol = (mg/BM) x valensi N = mg x valensi vol x BM N = 106,1 mg x 2 16,25 mL x 133,999 N = 0.0977 N = 0.1 N Percobaan kedua yaitu Penentuan kadar oksalat, dengan menimbang sampel asam oksalat sebanyak 207,1 mg. Setelah itu sampel yang sudah ditimbang dilarutkan dengan aquades sebanyak 250 mL, Kemudian diambil 10 mL larutan awal dan ditambahkan 25 mL H2SO4 encer dan dipanaskan hingga mencapai suhu 70 °C. Reaksi larutan ini berjalan lambat dalam suhu ruangan, sehingga larutan perlu dipanaskan sampai suhu 70 oC untuk mempercepat laju reaksi dan mempercepat kelarutan dan
menghindari kesalahan pada saat titrasi karena berlangsung terlalu lama. Kemudian dilakukan titrasi dengan larutan baku KMnO4 0.1 N hingga titik akhir titrasi tercapai, yang ditandai dengan berubahnya warna larutan menjadi warna merah jambu selama 15 menit pada suhu 60°C. Lalu dicatat volume titran yang diperlukan dan didapatkan volume titran yang diperlukan untuk titrasi sebanyak 8.5 mL. Kemudian dihitung kadar asam oksalat diperoleh kadarnya sebesar 18.469%. Dengan perhitungan sebagai berikut: Massa sampel = 207. 1 mg V KMnO4 = 8.5 mL M KMnO4 = 0.1 N Kadar Asam Oksalat (%) = mL KMnO4 x N KMnO4 x 4,5 mg sampel x 0,1 x 100% Kadar Asam Oksalat (%) = 8,5 mL x 0,1 N x 4,5 207,1 mg x 0,1 x 100% Kadar Asam Oksalat (%) = 18,469% Adapun reaksi yang berlangsung selama percobaan analisis permanganometri ini yaitu sebagai berikut: Reaksi pembuatan KMnO4: 4KMnO4 + 2H2O 4KOH + 4MnO2 + 3O2 Reaksi pembakuan KMnO4 dengan Na2C2O4: 5Na2C2O4 + 2KMnO4 +8H2SO4 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 10CO2 + 8H2O Reaksi penentuan kadar C2H2O4 2KMnO4 + 3H2SO4 + 5(COOH)2 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O + 10CO2
BAB V PENUTUP 5.1 KESIMPULAN Kesimpulan yang didapatkan dari percobaan ini, yaitu: 1. Pembakuan larutan KMnO4 bertujuan untuk bertujuan untuk menjaga konsentrasi. Hal ini dikarenakan KMnO4 tidak stabil dalam waktu yang lama, dan diperoleh normalitasnya sebesar 0.1 N. 2. Permanganometri dapat digunakan untuk menetapkan kadar Oksalat dengan menggunakan larutan standar KMnO4 3. Kadar Oksalat yang diperoleh adalah 18.469 % 4. Terjadinya perubahan warna pada pembakuan larutan KMnO4 karena MnO4 - yang berwarna ungu tereduksi dengan Na2C2O4 menjadi Mn2+ yang berwarna merah muda. 5. Proses titrasi dilakukan pada suhu minimun 60 °C, agar reaksi berlangsung cepat dan mencegah kesalahan penentuan titik akhir yang diakibatkan oleh lamanya proses reaksi. 6. Titik akhir titrasi pada penentuan kadar oksalat terlihat adanya perubahan warna menjadi merah muda. 5.2 SARAN Menunggu asisten di meeting room karena asisten harus menjelaskan di dua room yang berbeda sangat tidak efesien, membuang-buang kuota juga membuat praktikkan menunggu dan takut mau melakukan hal lain karena bisa saja asisten telah join room lagi dan menyampaikan hal penting lainnya, terlebih lagi saat seperti sekarang sudah mulai presentasi hasil praktikum, waktu praktikum yang harusnya 2 jam bisa jadi 3 jam lebih, dan setengahnya kami habiskan hanya untuk menunggu asisten masuk room kelompok kami kembali. Kami berharap laboratorium dapat mempertimbangkan hal ini, tidak efektif jika asisten memegang 2 percoban sekaligus di waktu yang sama. Alangkah baiknya jika dua kelompok disatukan dan satu asiten hanya membahas satu percobaan untuk satu kelompok di setiap pertemuannya.
DAFTAR KEPUSTAKAAN Basset, J. (1991). Buku Ajar Vogel: Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Diterjemahkan dari Vogel’s Textbook of Quantitative Inorganic Analysis Including Elementary Instrumental Analysis Fourth Edition Oleh Hadyana, P. EGC. Jakarta. Day, R.A. J.R. & Underwood, A.L. 1999. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi 6. Erlangga. Jakarta. Day, R.A. J.R. & Underwood, A.L. (2002). Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Keenam. Jakarta: Erlangga. Harjadi, W. (1990). Ilmu Kimia Analitik Dasar. Gramedia. Jakarta. Svehla, G. (1985). Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro Edisi Kelima. PT. Kalman Media Pusaka. Jakarta. Svehla, G. (1987). Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro Edisi Keenam. PT. Kalman Media Pusaka. Jakarta. Syarif. Hamdani. dkk. (2012). Panduan Praktikum Kimia Analisis. Universitas Negeri Makasar. Makassar.