Laporan Praktikum Dasar Kimia Analitik : TITRASI REDOKS : PENETAPAN KADAR CAMPURAN Fe(II) DAN Fe(III) (Titrasi Permanganometri)

A. PELAKSANAAN PRAKTIKUM

1. Tujuan Praktikum : a. Membuat larutan KMnO₄ 0,1 N.

                                b. Standarisasi larutan KMnO₄ dengan Natrium Oksalat.

                                c. Menentukan kadar Fe (II) dan Fe (III).

2. Hari, Tanggal Praktikum : Jum’at, 10 Desember 2010.

3. Tempat Praktikum : Laboratorium Kimia, Lantai III, Fakultas MIPA, Universitas Mataram.

B. LANDASAN TEORI

Istilah oksidasi mengacu pada setiap perubahan kimia dimana terjadi kenaikan bilangan oksidasi, sedangkan reduksi digunakan untuk setiap penurunan bilangan oksidasi. Berarti proses oksidasi disertai dengan hilangnya elektron sedangkan reduksi memperoleh elektron. Oksidator adalah senyawaan dimana atom yang terkandung mengalami penurunan bilangan oksidasi. Sebaliknya pada reduktor, atom yang terkandung mengalami kenaikan bilangan oksidasi. Oksidasi-reduksi harus selalu berlangsung bersama dan saling mengkompensasi satu sama lain. Istilah oksidatorreduktor mengacu kepada suatu senyawa, tidak kepada atomnya saja. Jika suatu reagen berperanan baik sebagai oksidator-reduktor, maka dikatakan zat tersebut mengalami autooksidasi atau disproposionasi (Khopkar, 2007 : 48 ).

Kalium permanganat telah banyak digunakan sebagai agen pengoksidasi selama lebih dari seratus tahun. Reagen ini dapat diperoleh dengan mudah, tidak mahal, dan tidak membutuhkan indikator kecuali untuk larutan yang amat encer. Satu tetes 0,1 N permanganat memberikan warna merah muda yang jelas pada volume dari larutan yang biasa digunakan dalam sebuah titrasi. Warna ini digunakan untuk mengindikasi kelebihan reagen tersebut. Permanganat menjalani beragam reaksi kimia, karena mangan dapat hadir dalam kondisi-kondisi +2, +3, +4, +5, +6, dan +7. Reaksi yang paling umum ditemukan di laboratorium adalah reaksi yang terjadi dalam larutan-larutan yang bersifat amat asam 0,1 N atau lebih besar :

MnO₄ + 8H⁺ + 5e Mn²⁺ + 4H₂O E⁰ = + 1,51 V

Permanganat bereaksi secara cepat dengan banyak agen pereduksi berdasarkan reaksi ini, namun beberapa substansi nembutuhkan pemanasan atau penggunaan sebuah katalis untuk mempercepat reaksi. Larutan-larutan permanganat yang bersifat asam tidak stabil karena asam permanganat terdekomposisi sesuai dengan persamaan :

4MnO ₄ + 4H⁺ 4MnO ₂₍s) + 3O₂ + 2H₂O

Ini adalah sebuah reaksi lambat di dalam larutan-larutan encer pada suhu ruangan. Namun demikian, jangan pernah menambahkan permanganat berlebih ke dalam sebuah unsur reduksi dan kemudian menaikkan suhu untuk mempercepat oksidasi, karena reaksi yang nanti muncul akan berlangsung dengan laju yang rendah ( Underwood, 2002 : 290 ).

Reagensia itu dapat berfungsi sebagai indikatornya sendiri. Ini diilustrasikan dengan baik oleh kalium permanganat. Namun disini, indikator dalam yang peka (beberapa tetes permanganat encer ) akan memberi pewarnaan merah jambu yang terlihat mata, kepada beberapa ratus cm³ larutan, bahkan dengan adanya ion-ion yang sedikit berwarna, seperti besi (III). Warna larutan serium (IV) sulfat dan iod juga telah digunakan dalam mendeteksi titik akhir, tetapi perubahan warna tak begitu menyolok seperti kalium permanganat. Namun disini, tersedia indikator dalam yang peka ( masing-masing ion ortofenantrolina besi (I) atau asam N-fenilantranilat dan kanji ). Metode ini mempunyai keburukan bahwa selalu terdapat kelebihan zat pengoksid pada titik akhir titrasi. Untuk pekerjaan-pekerjaan kecermatan yang paling tinggi, blanko indikator dapat ditetapkan, dan diperhitungkan, atau sesaatan dapat sangat dikurangi dengan melakukan standarisasi dan penetapan itu pada kondisi-kondisi yang serupa ( Bassett, 1994 : 343-344 ).

Permanganometri adalah titrasi yang didasarkan pada reaksi redoks. Dalam reaksi ini, ion MnO₄^- bertindak sebagai oksidator. Ion MnO₄^- akan berubah menjadi ion Mn²⁺ dalam suasana asam. Teknik titrasi ini biasa digunakan untuk menentukan kadar oksalat atau besi dalam suatu sampel. Kalium permanganat adalah oksidator yang paling baik untuk menentukan kadar besi yang terdapat dalam sampel dalam suasana asam menggunakan larutan asam sulfat(H₂SO₄). Permanganometri juga bisa digunakan untuk menentukan kadar belerang, nitrit, fosfit, dan sebagainya.Cara titrasi permanganometri ini banyak digunakan dalam menganalisa zat-zat organic (Intyastiwi : 2010 ).

C. ALAT DAN BAHAN PRAKTIKUM

Ø Alat Praktikum

• Labu takar 250 ml
• Erlenmeyer 100ml
• Pipet volume 25 ml
• Corong
• Gelas ukur 250 ml
• Tabung ukur 100 ml
• Labu takar 50 ml
• Bulb
• Pipet tetes
• Spatula
• Gelas kimia 1000 ml
• Timbangan analitik
• Pemanas listrik
• Thermometer
• Buret
• Statif

Ø Bahan Praktikum

• Larutan KMnO₄ 0,1 N
• Larutan Fe(NO₃)₃ 0,1 M
• Larutan H₂SO₄ 1 N
• Larutan HCl pekat
• Larutan SnCl₂ 5%
• Larutan HgCl₂ 5%
• Larutan Na-Oksalat 1 N
• Aquades

D. CARA KERJA

1. Pembuatan Larutan KMnO₄ 3,2-3,25

2. Standarisasi Larutan KMnO₄ dengan Na-Oksalat Na-Oksalat

3. Menetapkan kadar Fe (II)

3. Menetapkan kadar Fe (III)

C. HASIL PENGAMATAN

1. Tabel pengamatan volume titrasi

No	Parameter yang diukur	Volume KMnO4 (ml)
1.	Standarisasi larutan KMnO4 dengan larutan Na-Oksalat	4,1
2.	Penentuan kadar Fe(II)	0,2
3.	Penentuan kadar Fe(III)	1

2. Table pengamatan setiap perubahan yang terjadi

No	Perlakuan	Hasil Pengamatan
1.	Standarisasi larutan KMnO4 dengan Na-Oksalat	Saat setelah Na-Oksalat diencerkan lalu ditambahkan dengan H2SO4 kemudian dilakukan pemanasan. Setelah dipanaskan, H2SO4 larut dalam NaOKsalat. Setelah Na-Oksalat dititrasi dengan KMnO4 warna larutan menjadi pink pudar.
2.	Penetapan kadar Fe (II)	Warna awal Fe(NO3)3 yaitu orange, setelah ditambahkan dengan H2SO4 warna larutan menjadi kuning muda. Kemudian dititrasi dengan KMnO4 (warna KMnO4 yaitu ungu pekat) warna larutan berubah menjadi warna merah jambu.
3.	Penetapan kadar Fe (III)	Warna awal Fe(NO3)3 orange, setelah ditambahkan HCl pekat warna larutan menjadi kuning, kemudian dipanaskan warna larutan menjadi orange pekat. Setelah dipanaskan ditambahkan 1 pipet SnCl2 5% (warna SnCl2 putih susu) warna larutan menjadi kuning telur,selanjutnya ditambahkan HgCl2 warna larutan menjadi kuning keruh. Setelah diencerkan warna larutan menjadi kuning lemon. Dilakukan titrasi dengan KMnO4 hingga warna larutan yang terbentuk merah jambu.

D. ANALISIS DATA

1. Persamaan reaksi

• Pembuatan larutan KMnO₄

• Penetapan kadar Fe (II)

Sampel + KMnO₄ standar

• Penetapan kadar Fe (III)

2. Perhitungan  Normalitas KMnO4 standar
Diketahui : gr Na2C2O4	= 0,3 gr = 300 mg
V KMnO4	= 4,1 ml
Valensi Na2C2O4	= 2
Mr Na2C2O4	= 134 gr/mol

Ditanya : N KMnO₄ ?

Jawab :

• Menentukan kadar Fe (II)

Diketahui : N KMnO4		= 1,09 N
V KMnO4		= 0,2 ml
Ar Fe		= 56 gr/mol

Ditanya : mg Fe (II) ?

Jawab :

• Menentukan kadar Fe (III)

Diketahui : N KMnO4		= 1.09 N
V1 KMnO4		= 1 ml
V2 KMnO4		= 0,2 ml
Ar Fe		= 56 gr/mol

Ditanya : mg Fe (III) ?

Jawab :

C. PEMBAHASAN

Dalam titrasi redoks terjadi perubahan valensi dari zat-zat yang mengadakan reaksi. Reaksi redoks secara luas digunakan dalam analisa titrimaetrik dari zat-zat anorganik. Analisa titrimetrik yang berdasarkan reaksi redoks diantaranya adalah bromometri, iodometri, iodimetri, iodatometri, permanganometri, dan serimetri (Skoog : 1999 ). Permanganometri merupakan metode titrasi dengan menggunakan kalium permanganat dengan menggunakan yang merupakan oksidator kuat sebagai titran.

Praktikum kali ini bertujuan untuk dapat membuat larutan KMnO₄ 0,1 N, dapat menstandarisasi larutan KMnO₄ dengan Natrium Oksalat serta dapat menentukan kadar Fe (II) dan Fe (III). Pada praktikum kali ini dilakukan beberapa percobaan, diantaranya yaitu membuat larutan KMnO₄ 0,1 N, membuat larutan Na Oksalat, menstandarisasi larutan KMnO₄ dengan Na-Oksalat, penetapan kadar Fe (II) serta penetapan kadar Fe (III). Namun, dari beberapa percoobaan diatas, ada satu percobaan yang tidak dolakukan, yaitu pembuatan larutan KMnO₄ 0,1 N. Hal ini dikarenakan larutan KMnO₄ sudah tersedia.

Percobaan pertama, yaitu pembuatan larutan Na-Oksalat. 0,3 gr Na-OKsalat dilarutkan dengan aquades sebanyak 200 ml dan 12,5 ml H₂SO₄. Tujuan dilarutkan dengan aquades yaitu agar didapatkan konsentrasi larutan sesuai yang diinginkan. Sedangkan penambahan H₂SO₄ bertujuan agar reaksi berlangsung cepat. Selanjutnya dilakukan pemanasan yang bertujuan untuk membentuk reaksi antara MnO₄ dengan Mn²⁺ menjadi :

agar nantinya jadar besi lebih mudah ditentukan sehingga diubah dahulu dari ferrosulfat kemudian dioksidasi menjadi ferrisulfat. Selanjutnya Na-Oksalat dititrasi dengan KMnO₄, dimana KMnO₄ bertindak sebagai titran. Adapun tujuan dari standarisasi ini adalah untuk mengetahui kebenaran konsentrasi KMnO₄. Dari hasil analisa data konsentrasi KMnO₄ yang didapat adalah 1,09 N. Padahal konsentrasi KMnO₄ yang diinginkan adalah 0,1 N. Kesalahan ini dapat disebabkan pada proses pembuatan larutan KMnO₄ yang kurang tepat. Pada proses titrasi ini indikator tidak digunakan. Hal ini terjadi karena asam kuat yang mengionisasi sempurna dapat menciptakan suasana stabil, selain itu tidak ada penambahan indikator karena KMnO₄ merupakan oksidator yang kuat ( Rivai : 1995 ). KMnO₄ bukan bertindak sebagai indikator melainkan KMnO₄ bertindak sebagai autoindikator.

Na oksalat merupakan standar primer yang baik bagi permanganat dalam larutan berasam yang dapat diperoleh dari derajat kemurnian yang tinggi, stabil pada pemanasan dan tidak higroskopik ( Underwood, 1986 ). Permanganat merupakan pengoksidasi yang cukup kuat untuk mengoksidasi Mn²⁺. Pada percobaan ini, semakin banyak KMnO₄ yang diteteskan maka semakin cepat warna merah jambu menghilang.

Hal ini terjadi karena Mn²⁺ bertindak sebagai katalis, sehingga ketika diteteskan larutan KMnO₄ tetes demi tetes perubahan warna akan semakin lama. Berdasarkan percobaan, standarisasi larutan KMnO₄ dengan Na-Oksalat terjadi reaksi ( Underwood, 1999 ):

Pada percobaan kedua, yaitu penetapan kadar Fe (II), pada proses penambahan asam sulfat 1 N, larutan Fe(NO₃)₃ yang semula orange berubah menjadi kuning muda. Dengan dilakukan titrasi menggunakan KMnO₄ ( warna KMnO₄ yaitu ungu pekat ) terhadap Fe(NO₃)₃ dan H₂SO₄ 1 N, pada proses titrasi mencapai titik ekivalen terjadi perubahan warna larutan menjadi merah jambu pada suasan asam. Proses yang terjadi adalah ( Underwood, 1999 ) :

Pada percobaan ketiga, yaitu penetapan kadar Fe (III). Larutan sampel yang digunakan yaitu (Fe (NO₃)₃). Selanjutnya ditambahkan dengan HCl pekat yang tujuannya yaitu untuk melarutkan bijih-bijih besi dalam sampel ( Svehla, 1985 ). Sebelum titrasi dilakukan, larutan tersebut dipanaskan kemudian dilakukan pendinginan dan penambahan SnCl₂. Penambahan SnCl₂ berfungsi untuk mereduksi besi (III) menjadi besi (II) dalam sampel yang telah dilarutkan dengan HCl. Selanjutnya kelebihan ion timah (II) dapat menggangu titrasi larutan sampel dengan KMnO₄, karena apabila masih terdapat ion timah (II) maka ion timah tersebut akan bereaksi dengan permanganat (Underwood, 1986 ). Saat penambahan HgCl₂, dilakukan hingga terbentuk endapan. Namun, pada percobaan, tidak ditemukan adanya endapan. Ini dapat disebabkan karena larutan HgCl₂ yang sudah terlalu lama pembuatannya hingga konsentrasinya dapat berkurang.

Berdasarkan hasil pengamatan, didapatkan volume KMnO₄ saat standarisasi dengan Na-Oksalat sebesar 4,1 ml, pada penentuan kadar Fe (II) volume KMnO₄ yang digunakan adalah 0,2 ml dan pada penentuan kadar Fe (III) volume KMnO₄ yaitu 1 ml. Namun berdasar hasil perhitungan, didapatkan konsentrasi KMnO₄ sebesar 1,09 N, kadar Fe (II) 12,208 mg dan kadar Fe (III) sebesar 48,832 mg.

Dalam prose titrasi larutan KMnO₄ yang sudah digunakan harus langsung dipindahkan dari buret, karena KMnO₄ bersifat oksidator kuat yang menyebabkan terjadinya reaksi yang menimbulkan endapan pada dinding buret sehingga dapat mempengaruhi proses titrasi (Khopkar, 2003 ).

H. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengamatan, analisa data dan pembahasan yang telah dikaji, dapat diambil beberapa kesimpulan, diantaranya:

1. Permanganometri adalah titrasi yang menggunakan kalium permanganat yang merupakan oksidator kuat sebagai titran.
2. Tidak digunakannya indikator pada percobaan ini dikarenakan KMnO₄ merupakan oksidator kuat.
3. KMnO₄ bertindak sebagai autoindikator.
4. Na-Oksalat merupakan standar primer yang baik bagi permanganat dalam larutan berasam yang dapat diperoleh dari derajat kemurnian yang tinggi, stabil pada pemanasan dan tidak higroskopik.
5. Semakin banyak KMnO₄ yang diteteskan maka semakin cepat warna merah jambu menghilang.
6. Penambahan HCl pada penetapan kadar Fe (III) bertujuan untuk melarutkan bijih-bijih besi dalam sampel.
7. Penambahan SnCl₂ bertujuan agar dapat mereduksi besi (III) menjadi besi (II).
8. Kelebihan ion timah (II) dapat mengganggu titrasi larutan sampel dengan KMnO₄, karena apabila masih terdapat ion timah (II) maka ion timah akan bereaksi dengan permanganat.
9. Berdasarkan hasil pengamatan, volume KMnO₄ untuk titrasi Fe (II) lebih kecil daripada volume KMnO₄ untuk titrasi Fe (III).
10. Normalitas KMnO₄ yang didapat adalah 1,09 N.
11. Kadar Fe (III) lebih besar dari kadar Fe (II).

 

DAFTAR PUSTAKA

Bassett, dkk. 1994. Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC.

Intyastiwi. 2010. Titrasi Permanganometri. Didownload pada (http://www.pdf.kq5.org/oleh- kelompok-9.html) pada tanggal 17 Desember 2010,pukul 16.30 WITA.

Khopkar. 2007. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press.

Underwood, A.L. , Day, R. A. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta : Erlangga.

 

(sumber : Dian Acha Farhani)