Laporan Praktikum Dasar Kimia Analitik : TITRASI PEMBENTUKAN SENYAWA KOMPLEKS: PENETAPAN KESADAHAN AIR

A. PELAKSANAAN PRAKTIKUM

Tujuan : - Standarisasi larutan Na- EDTA dengan CaCl_2.

             - Menentukan kesadahan total dalam sampel air.

Hari, tanggal : Jum’at 3 Desember 2010.

Tempat : Laboratorium Kimia lantai III Fakultas MIPA Universitas Mataram.

B. LANDASAN TEORI

Titrasi kompleksometri yaitu titrasi berdasarkan pembentukan persenyawaan kompleks (ion kompleks atau garam yang sukar mengion). Kompleksometri merupakan jenis titrasi dimana titran dan titrat saling mengkompleks membentuk hasil berupa kompleks. Reaksi-reaksi pembentukan kompleks atau yang menyangkut kompleks banyak sekali dan penerapannya juga banyak. Tidak hanya dalam titrasi, karena itu perlu pengertian yang cukup luas tentang kompleks. Sekalipun disini pertama-tama akan diterapkan pada titrasi contoh reaksi titrasi kompleksometri ( Khopkar, 2002: 131).

Ag⁺ + 2CN^- -------> Ag(CN)₂

Hg²⁺ + 2Cl ----------> HgCl₂

Titrasi kompleksometri juga dikenal sebagai reaksi yang meliputi reaksi pembentukan ion-ion kompleks ataupun pembentukan molekul netral yang terdisosiasi dalam larutan. Persyaratan mendasar terbentuknya kompleks demikian adalah tingkat kelarutan tinggi. Selain titrasi kompleks biasa seperti diatas, dikenal pula kompleksometri yang dikenal sebagai titrasi kelatometri, seperti yang menyangkut penggunaan EDTA. Gugus yang terikat pada ion pusat disebut ligan , dan dalam larutan air reaksi dapat dinyatakan oleh persamaan (Khopkar, 2002: 129).

M (H₂O) n+l = M (H₂O) (n-1)L + H₂O

Asam etilen diamin tetra asetat atau yang lebih dikenal dengan EDTA, merupakan salah satu jenis asam amina polikarboksilat. EDTA sebenarnya adalah ligan seksidentat yang dapat berkoordinasi dengan suatu ion logam lewat kedua nitrogen dan keempat gugus karboksilnya atau disebut ligan multidentat yang mengandung lebih dari dua atom koordinasi permolekul misalnya 1,2-diaminoetanatetraasetat ( asametilenadiaminatetraasetat; EDTA) yang mempunyai dua atom nitrogen penyumbang dan empat atom oksigen penyumbang dalam molekul ( Rival, 1995: 79).

Titrasi dapat ditentukan dengan adanya penambahan indikator yang berguna sebagai tanda tercapainya titik akhir titrasi. Ada lima syarat suatu indikator ion logam dapat digunakan pada pendeteksian visual dari titik-titik akhir yaitu reaksi warna harus sedemikian sehingga sebelum titik akhir. Bila hampir semua ion logam telah berkompleks dengan EDTA, larutan akan berwarna kuat. Kedua, reaksi warna itu haruslah spesifik (khusus) atau sedikitnya selektif. Ketiga, kompleks indikator logam itu harus memiliki kestablan yang cukup kalau tidak karena disosiasi tak akan diperoleh perubahan warna yang tajam. Namun kompleks indikator logam itu harus kurang stabil dibandingkan kompleks logam EDTA untuk menjamin agar pada titik akhir , EDTA memindahkan ion-ion logam dari kompleks indikator logam kekompleks logam EDTA harus tajam dan cepat. Kelima, kontras warna antara indikator bebas dan kompleks indikator logam harus sedemikian sehingga mudah diamati. Indikator harus sangat peka terhadap ion logam ( yaitu, terhadap pM) sehingga perubahan warna terjadi sedikt mungkin dengan titik ekuivalen terakhir. Penentuan Ca dan Mg dapat dilakukan dengan titrasi EDTA, pH untuk titrasi adalah 10 dengan indikator eriochrome black T. Pada pH tinggi 12 Mg(OH)₂ akan mengendap sehingga EDTA dapat dikonsumsi hanya oleh Ca²⁺ dengan indikator murexide ( Basset, 1994: 158).

Zat-zat lain dari titran kilon yang memungkinkan ada dalam larutan ion logam membentuk kompleks dengan logamnya dan dengan demikian bersaing dengan reaksi titrasi yang diinginkan. Sebenarnya pembentukan kompleks demikian kadang-kadang dengan pertimbangan digunakan untuk mengatasi interferensi, yang dalam hal ini efek pengomplekan disebut penutupan (“masking”). Misalnya nikel membentuk ion kompleks sangat stabil dengan sianida ( Ni(CN)₄^2-, sedang timba tidak. Jadi dengan adanya sianida, timbal dapat dititrasi dengan EDTA tanpa interferensi dari nikel, meskipun kenyataanya bahwa tetapan stabilitas untuk Ni Y^2- dan Pb Y^2-+ hampir sama ( Underwood, 1981: 203 ).

Kesadahan air adalah kandungan mineral-mineral tertentu dalam air, umumnya ion calsium (Ca) dan Magnesium (Mg) dalam bentuk garam karbonat. Air sadah atau air keras adalah air yang memiiki kadar mineral yang tinggi, sedangkan air lunak adalah air dengan kadar mineral yang rendah. Selain ion calsium dan magnesium, penyebab kesaahan juga bisa merupakan ion logam maupun garamgaram bikarbonat dan sulfat. Metode paling sederhana untuk menentukan kesadahan air adalah dengan sabun. Dalam air lunak, sabun akan menghasilkan busa banyak. Pada air sadah, sabun tidak akan menghasilkan busa atau menghasilkan sedikit sekali busa. Cara yang lebih kompleks adalah melalui titrasi ( Har jadi, 2006:171).

EBT adalah karsinogik azo-komponen. EBT sering digunakan untuk determinasi kalsium, magnesium, mangan, zinc, zinoonium, nikel, tembaga, thulium dan kobalt. Pada survey keperpustakaan telah menunjukkan bahwa keektensifan polagraphic, spectroscopic, dan colometric dari berbagai logam dengan EBT telah diketahui. Review mengenai susunan dan elektrokimia dari kompleks Ni (II)-EBT belum dipelajari secara sistematik. Belum ada yang mendeskripsikan kestabilan konstan dan dekomposisi dari kompleks Ni (II)-EBT ( Cakir, 1991).

C. ALAT DAN BAHAN PRAKTIKUM

	1.	Alat Praktikum
	-	Erlenmeyer 250 mL
	-	Pipet volume 2 mL
	-	Pipet tetes
	-	Gelas ukur 25 mL
	-	Buret 50 mL
	-	Statif
	-	Gelas kimia 200 ml
	-	Pipet gondok 5 ml
	-	Bulb
	-	Klem
	2.	Bahan Praktikum
	-	Larutan Na-EDTA + MgCl2
	-	Larutan CaCl2
	-	HCl-aquades 1:1 takar
	-	Buffer Ammonium hidroksida- Ammonium khlorida 10
	-	Indikator Eriochrome Black T

                    -              CaCO₃

                    -               Aquades

                    -               Air keran

D. SKEMA KERJA

1. Standarisasi larutan Na-EDTA

E. HASIL PENGAMATAN

1. Standarisasi larutan Na- EDTA

Penentuan kesadahan total air

F. ANALISIS DATA

1. Persamaan raksi

a. Standarisasi larutan Na-EDTA

1. Perhitungan

- Standarisasi larutan EDTA dengan CaCl₂

Diketahui : gr CaCO₃ = 0,4 gr

Mr CaCO₃ = 100

Valensi CaCO₃ = 2

Valensi CaCl₂ = 2

Mr CaCl₂ = ^[1]

Ditanya : gram CaCl₂ ...........................?

BE CaCO

= 50

BE CaCl

= 55

		Mek CaCO3		= Mek CaCl2
		gr CaCO3 BE		gr = CaCl2 BE

gr

= CaCl₂

gr CaCl₂ = 8 x 10^-3 x 111/2 gr CaCl₂ = 0,444 gr

Diketahui : V EDTA = 10,1

Massa CaCl₂ = 0,44 gram = 440 mg

BE CaCl₂ = 55

Ditanya : N EDTA...........................?

Mek EDTA = Mek CaCl₂

( N x V ) EDTA

N EDTA X VEDTA

X 10,1 mL

= 0,79 N

- Kesadahan air

Diketahui : V₁EDTA = 5,3mL

V₂ EDTA = 5,7 mL

V₃EDTA = 5,2 mL

N- EDTA = 0,79 N

V sampel = 50 mL = 5 . 10^-2 L

V rata-rata =

= 5,4 mL = 5,4 . 10^-3 L

mg CaCO₃ / L =

= 0,085 mg/ L

G. PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini dilakukan percobaan standarisasi larutan Na-EDT dan penentuan kesadahan total air . Pada standarisasi larutan Na-EDTA, Na-EDTA ditambah dengan MgCl₂. 6H₂O dan diencerkan. Penambahan Mg²⁺ pada MgCl₂. 6H₂O bertujuan untuk menangani suatu kemungkinan apabila sampel tidak mengandung Mg, maka hasil yang menjadi MgEDTA perlu ditambahkan agar nantinya indikator Eriochrome Black T menghasilkan titik akhir yang lebih tajam dan juga Mg dapat memberikan warna merah kebiru yang berasal dari pengikatan Mg oleh EDTA pada larutan. Pada CaCO₃ murni kering ditambahkan aquades-HCl 1:1 hingga jernih. Pada penambahan aquades-HCl 1:1 , dengan penambahan HCl saja akan terjadi penguraian gas yang disebabkan oleh CO₂ yang terlepas keudara sehingga produk dari reaksinya ketika diencerkan menghasilkan CaCl_{2 (l)} yang ditambahkan dengan buffer ammonium hidroksida-ammonium khlorida dengan pH 10, penambahan buffer untuk menjaga kondisi pH agar tetap konstan dan ditambahkan indikator Eriochrome Black T yang nanti dapat membentuk senyawa kompleks dengan ion logam. Ikatan kompleks antara indikator dan ion logam harus lebih lemah daripada ikatan kompleks antara larutan titer dan ion logam. Indikator logam adalah suatu indikator terdiri dari suatuu zat yang umumnya senyawa organik yang dengan satu atau beberapa ion logam dapat membentuk senyawa kompleks yang warnanya berlainan dengan warna indikatornya dalam keadaan bebas. Warna indikator pada sampai batas tertentu bergantung pada suatu logam. Oleh karena itu indikator logam disebut “pM- slustive indikator” atau metalochrome- indikator (Rival, 1998). Pada dasarnya indikator methalochromik merupakan senyawa organik yang berwarna yang membentuk khelat dengan ion logam. Khelatnya harus mempunyai warna lain dari warna indikator bebasnya dan jika suatu kosong indikator harus dihindari dan titik akhir tajam diperoleh maka indikator harus melepaskan ion logamnya kepada titran EDTA. Pada titrasi kompleksometri mempergunakan indikator yang juga bertindak sebagai pengompleks dan tentu saja kompleks logamnya mempunyai warna yang berbeda dengan pengompleksnya sendiri. Indikator demikian disebut methalokromat. Indikator jenis ini salah satunya adalah Eriochrome Black T yang mengandung gugus fungsi azo dan molekulnya bisa diwakili dengan H₃In, namun kelemahan indikator ini tidak stabil dalam larutan (Khopkar, 2002). Lalu larutan CaCl₂ dititrasi dengan Na-EDTA agar larutan lebih stabil karena pada Na-EDTA kurang stabil denagn indikator dimana kestabilan Ca-EDTA lebih besar dibandingkan kestabilan Na-EDTA . CaCl₂ juga berfungsi untuk memperjelas pengamatan karena sifat Na-EDTA yang kurang stabil maka ini akan menyebabkan perubahan warna ( titik akhir titrasi) akan cepat terjadi sehingga kita tidak bisa mengamati dengan jelas perubahan warna yang terjadi. Ketika kestabilan larutan dan kondisi pH larutan yang sudah konstan maka dapat dilakukan titrasi dengan NaEDTA. Titrasi terjadi dari merah anggur- biru.Akan tetapi pada saat praktikum kami tidak menemukan titik akhir dari larutan CaCl₂ yang dititrasi dengan NaEDTA,Kemungkinan hal ini dikarenakan kurang ketelitian praktikan dalam mengukur kuantutas larutan buffer dan indikator yang digunakan.Oleh sebab itu kami menggunakan data kelompok sebelumnya untuk dapat menentukan normalitas ( N ) EDTA.

Pada penentuan kesadahan total air. Kesadahan air adalah kandungan mineral-mineral tertentu dalam air, umumnya ion Ca ( calsium) dan Mg ( magnesium) dalam bentuk garam karbonat. Lalu ditambah buffer dan indikator EBT . penambahn buffer agar pH tetap konstan. Indikator EBT dapat menjadi indikator logam, dapat juga menjadi indiaktor pH. Pada praktikum ini menggunakan sampel air keran. Seperti diketahui air sadah berarti mengandung ion Ca²⁺ dan Mg²⁺. Ion Ca²⁺ akan lebih dahulu bereaksi dan kemudian disusul dengan ion Mg²⁺ sehingga menimbulkan perubahan warna dari merah kebiru. Kesadahan total yaitu ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ dapat ditentukan melalui titrasi edta sebagai titran dan menggunakan indikator yang peka terhadap semua kation tersebut (Albert dan Santika,1994). EDTA adalah bentuk satu kompleks kelat yang dapat larut ketika ditambahkan kesuatu larutan yang mengandung kation logam tertentu. Jika sejumlah kecil EBT ditambahkan kesuatu larutan mengandung ion Ca²⁺ dan ion-ion Mg pada suatu pH 10, larutan menjadi ungu kemerahan. Jika EDTA ditambahkan sebagai suatu titran, kalsium dan magnesium akan mejadi kompleks dan ketika semua Mg²⁺ dan Ca²⁺ telah menjadi kompleks.larutan akan berubah dari warna ungu kemerahan menjadi biru yang menandakan titik akhir dari titrasi. Di pH 10 indikator akan berada dalam bentuk HInd^- ( Ind mewakili indikator) dan mengahsilakn kompleks berwarna biru dan selanjutnya pada saat indikator bereaksi denagn Mg²⁺ akan memberikan kompleks merah. Pertama EDTA ( H₂Y^2-) akan kompleks dengan ion kalsium membentuk satu kompleks merah.

H₂In^- + Ca²⁺ CaIn^- + 2H⁺  

Pada titrasi akhir, EDTA akan kompleks dengan kalsium dan indikator menjadi lepas yaitu

EDTA + CaIn^- + 2H⁺ H₂In^- + Ca EDTA

Kompleks antara Ca dengan indikator teralu lemah untuk menimbulkan perubahan warna yang benar. Tetapi magnesium membentuk kompleks yang lebih kuat dengan indikator dibandingkan kalsium sehingga diperoleh titik akhir yang benar.

Perubahan EBT :

Mg²⁺ + HIn²⁺ MgIn- + H+ ( merah)

MgIn^- + H₂Y MgY^2- + HIn^- _(biru) + H⁺

Pada penambahan larutan buffer yang akan bereaksi dengan larutan logam dengan anion buffer ammonia akan membentuk ion kompleks dengan logam itu. Pada penambahan buffer jangan terlalu banyak karena akan menimbulkan kekeliruan pada titrasi yang hasilnya akan memperjelek titik akhir titrasi disebabkan dari efek konsentrasi ammonia. Indikator EBT peka terhadap kadar logam dan pH larutan. Reaksi dengan indikator EBT dapat terbentuknya ikatan kovalen parsial dengan liganda diakibatkan oleh adanya interaksi ion logam pusat dengan liganda yang melibatkan pembagian pasangan elektron bebas ion logam pada tiap molekul liganda. Larutan berwarna ungu kemerahan dititrasi dengan Na-EDTA. Bila suatu larutan NaEDTA ditambahkan dengan larutan yang mengandung ion-ion logam terbentuklah kompleks-kompleks disertai pembebasan dua ekuivalen ion hdrogen. Pada pH 10 larutan akan berwarna biru ketika molekul EDTA ekuivalen dengan jumlah ion logam dalam sampel larutan dan molekul indikator terlepas dari ion logam. Dari hasil reaksi yang didapat adalah pembentukan kompleks. Suatu ion kompleks terdiri satu atom ion pusat dan sejumlah ligan. Sampel yang digunakan adalah air keran bukan akuades akrena akuades sudah mengalami penylingan sehingga kemungkinan untuk mendapatkan unsur Mg dan Ca sangat kecil padahal terdapatnya unsur Mg dan Ca kita dapat menentukan kesadahan sutau air. Titrasi harus dilakukan kurang dari 5 menit untuk mengurangi kemungkinan terjadi endapan. Suhu titrasi paling baik pada suhu kamar karena pada suhu rendah perubahan warna agak lambat dan pada suhu tinggi akan terjadi kerusakan indiaktor. Pada saat standarisasi diperoleh volume 10,1 mL dan pada kesadahan air volumenya berturut-turut adalah (5,3.5,7.5,2)mL.

H. KESIMPULAN

Dari hasil pengamatan yang didapat, analisa data yang sudah diperhitungkan serta pembahasan yang sudah dikaji diatas, dapat ditarik beberapa kesimpulan, yaitu :

- Titrasi kompleksometri mliputi reaksi pembentukan ion-ion kompleks atau pembentukan molekul netral yang terdisosiasi dalam larutan.

- Penambahan buffer adalah untuk menjaga kondisi pH agar tetap konstan.

- Larutan CaCl₂ berfungsi untuk memperjelas pengamatan karena sifat Na-EDTA yang kurang stabil.

- Indikator Erochrome Black T berfungsi untuk membentuk senyawa kompleks dengan ion logam.

- Kesadahan air adalah kandungan mineral-mineral tertentu dalam air, umumnya ion Ca ( calsium) dan Mg ( magnesium) dalam bentuk garam karbonat.

- Air dapat dibedakan menurut tingkat / derajat kesadahannya dan dinyatakan dalam mg/ L

- Penentuan kesadahan total air dapat dilakukan dengan titrasi penentuan senyawa kompleks.

- Standarisari Na-EDTA denagn CaCl₂ brtujuan untuk mengimbangkan atau memperbesar kestabilan dari larutan standar.

 

DAFTAR PUSTAKA

Khopkar. 2003. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press.

Rivai,Harrizul.2006.Asas Pemeriksaan Kimia . Jakarta : UI Press.

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

Underwood, A.L. , Day, R. A. 1986. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta : Erlangga.

Cokrosarjiwanto. 1997. Kimia Analitik Kualitatif I. Yogyakarta : UNY Press

 

(sumber : Dian Acha Farhani)