Praktikum Kimia Analisa (Iodometri)

 Konnichiwa minna-san, genki desu ka.

so yeah, dikesempatan kali ini minzo akan berbagi mengenai laporan praktikum KA atau biasa yang dikenal dengan Kimia Analisa. Bagi mahasiswa Tekkim pastinya ga asing dengan praktikum ini hehe, kalau di kampus minzo praktikum KA dilaksanakan ketika semester 1 dan itu setelah praktikum mikrobiologi industri. Semoga dapat memberi gambaran yaaaa

4.1.       Tujuan Percobaan

-       Membuat larutan standard dalam iodometri

-       Standardisasi larutan natrium tiosulfat dengan larutan kalium dikromat

-       Menggunakan larutan standard natrium tiosulfat untuk penetapan kadar tembaga dalam garam tembaga sulfat pentahidrat.

4.2.       Tinjauan Pustaka

Iodometri adalah suatu proses analitis tak langsung yang melibatkan iod. Ion iodida berlebih ditambahkan pada suatu zat pengoksida, sehingga membebaskan ion, yang kemudian dititrasi dengan natrium tiosulfat (Underwood, 1986).

Volume pada jumlah reagen yang ditambahkan tepat sama dengan yang diperlukan untuk bereaksi sempurna oleh zat yang dianalisis disebut sebagai titik ekuivalen. Sedangkan volume dimana perubahan warna indikator tampak oleh pengamat merupakan titik akhir (Khopkar, 2010).

            Semua perhitungan didasarkan pada konsentrasi titran sehingga konsentrasi titran harus dibuat secara teliti. Titran semacam ini disebut dengan larutan baku (standar). Konsentrasi larutan dapat dinyatakan dengan normalitas, molaritas, atau bobot per volume. Suatu larutan standar dapat dibuat dengan cara melarutkan sejumlah senyawa baku tertentu yang sebelumnya senyawa tersebut ditimbang secara tepat dalam volume larutan yang diukur dengan tepat (Gandjar dan Rohma, 2007).

Larutan standar ada dua macam yaitu larutan baku primer dan larutan baku sekunder:

-       Larutan baku primer

Larutan yang mengandung zat padat murni yang konsentrasi larutannya diketahui secara tepat melalui metode gravimetri (perhitungan massa), dapat digunakan untuk menetapkan konsentrasi larutan lain yang belum diketahui. Nilai konsentrasi dihitung melalui perumusan sederhana, setelah dilakukan penimbangan teliti dari zat pereaksi tersebut dan dilarutkan dalam volume tertentu.

-       Larutan baku sekunder

Larutan suatu zat yang konsentrasinya tidak dapat diketahui dengan tepat karena berasal dari zat yang tidak pernah murni. Konsentrasi larutan ini ditentukan dengan pembakuan menggunakan larutan baku primer, biasanya melalui metode titrimetri (Wikipedia, 2014).

Larutan baku primer mempunyai kemurnian yang tinggi. Larutan baku sekunder harus dibakukan dengan larutan primer. Suatu proses yang mana larutan baku sekunder dibakukan dengan larutan baku primer disebut standarisasi.

Titrasi redoks berdasarkan pada perpindahan elektron antara titran dengan analit. Jenis titrasi ini biasanya menggunakan potensiometri untuk mendeteksi titik akhir, meskipun demikian penggunaan indikator yang dapat berubah warnanya dengan adanya kelebihan titran juga sering digunakan (Gandjar dan Rohma, 2007). Titrasi yang melibatkan iodium:

-       Cara  langsung (Iodimetri)

Iodium digunakan sebagai pereaksi oksidasi (Iodimetri). Zat-zat lebih penting yang merupakan pereduksi reduksi cukup kuat untuk dititrasi secara langsung dengan iodium adalah tiosulfat, arsenat (III), antimon (III), sulfida, sulfit, timah-putih (II), dan ferosianida. Tenaga reduksi beberapa zat ini tergantung pada konsentrasi ion hidrogen dan hanya dengan mengatur pH yang sesuai, reaksi dengan iodium dibuat kuantitatif.  Sistem redoks iodium:

                                        I₃^- _(s) +  2e        →       3I^-

                                                              (tri iodida)                         (iodida)

-       Cara tidak langsung (iodometri)

Ion iodida digunakan sebagai pereduksi reduksi (Iodometri). Banyak pereaksi oksidasi kuat dapat dianalisa dengan penambahan kalium iodida dan dengan titrasi iodium yang dibebaskan. Karena banyak pereaksi oksidasi memerlukan larutan berasam untuk reaksi dengan iodida, natrium tiosulfat biasanya digunakan sebagai titran.

Beberapa tindakan pencegahan harus diambil dalam mengenai larutan kalium iodida untuk menghindari kesalahan. Misalnya ion iodida dioksidasi oleh oksigen dari udara

                                           4H⁺ + 4I^- + O₂      →          2I₂ + 2H₂O

Reaksi ini lambat dalam larutan netral, tetapi lebih cepat dalam larutan berasam dan dipercepat oleh cahaya matahari. Setelah penambahan kalium iodida pada larutan berasam dari suatu pereaksi oksidasi, larutan harus tidak dibiarkan untuk waktu yang lama berhubungan dengan udara,  karena iodium tambahan akan terbentuk oleh reaksi yang terdahulu. Nitrit harus tidak ada, karena akan direduksikan oleh ion iodida menjadi nitrogen (II) oksidasi yang selanjutnya dioksidasi kembali menjadi nitrit oleh oksigen dari udara:

2HNO₂ + 2H⁺ + 2I^-     →         2NO + I₂ + 2H₂O

                              4NO + O₂ + 2H₂O      →          4HNO₂

Kalium iodida harus bebas iodat karena kedua zat ini bereaksi dalam  larutan berasam untuk membebaskan iodium:

    IO₃^- + 5I^- + 6H⁺      →       3I₂ + 3H₂O

Larutan standar yang dipergunakan dalam kebanyakan proses iodometrik adalah natrium tiosulfat. Garam ini biasanya tersedia sebagai pentahidrat Na₂S₂O₃.5H₂O.    Iodium mengoksidasi tiosulfat menjadi ion tetrationat:

           I₂ + 2S₂O₃^2-      →       2I^- + S₄O₆^2-

Reaksinya cepat berlangsung sempurna dan tidak ada reaksi sampingan. Berat ekivalen Na₂S₂O₃.5H₂O adalah bobot molekularnya 248,17, karena satu elektron hilang per molekulnya. Jika pH larutan diatas 9, tiosulfat dioksidasi sebagian menjadi sulfat:

            4I₂ + S₂O₃² + 5H₂O      →         8I^- + 2SO₄^2- + 10H⁺

Dalam larutan yang netral atau sedikit alkalis, oksidasi menjadi sulfat tidak terjadi, teristimewa jika iodium dipakai sebagai titran. Banyak pereaksi oksidasi kuat, seperti permanganat, dikromat, dan garam serium (IV), mengoksidasi tiosulfat menjadi sulfat, tetapi reaksinya tidak kuantitatif.

Standarisasi larutan tiosulfat

Sejumlah zat padat digunakan sebagai standar primer untuk larutan tiosulfat. Iodium murni merupakan standar yang paling nyata, tetapi jarang digunakan karena kesukaran dalam penanganan dan penimbangan. Lebih sering digunakan pereaksi oksidasi yang membebaskan iodium dari iodida, suatu proses iodometrik.

Kalium dikromat dapat diperoleh dalam derajat kemurnian yang tinggi. Reaksi dengan iodida dilaksanakan dalam asam 0,2 sampai 0,4 M

Cr₂O₇^2- + 6I^- + 14H⁺        →       2Cr³⁺ + 3I₂ + 7H₂O

Berat ekivalen kalium dikromat adalah seperenam bobot molekularnya, atau 49,03 g/ek. Pada konsentrasi berasam yang lebih besar dari 0,4 M, oksidasi oleh udara dari kalium iodida menjadi nyata. Untuk memperoleh hasil yang terbaik, sebagian kecil natrium bikarbonat atau CO₂ padat ditambahkan kepada botol titrasi. CO₂ yang dihasilkan mengusir udara, yang kemudian campuran dibiarkan hingga reaksi sempurna.

Larutan kanji mudah terurai oleh bakteri, suatu proses yang dapat diperlambat dengan jalan sterilisasi atau penambahan zat pengawet. Hasil-hasil peruraian memakai iodium dan berubah menjadi kemerah-merahan. Merkuri (II) iodida, asam borat atau asam furoat dapat digunakan sebagai bahan pengawet. Keadaan-keadaan yang menyebabkan hidrolisa atau koagulasi dari kanji harus dihindarkan. Kepekaan indikator berkurang dengan kenaikan suhu dan oleh beberapa bahan organik, seperti metil dan etil alkohol (Underwood, 1994).

Reaksi redoks adalah suatu reaksi kimia dimana suatu elektron-elektron dihilangkan oleh reaktan yang satu dan didapat oleh reaktan yang lain. Pada awalnya para ahli kimia meninjau reaksi redoks hanya dari konsep reaksi dengan oksigen. Oksidasi reduksi yaitu penggabungan dan pelepasan oksigen. Jika zat itu melepaskan oksigen, zat itu mengalami reduksi dan reaksinya disebut reaksi reduksi. Namun jika zat itu menerima oksigen maka zat itu mengalami oksidasi dan reaksinya disebut reaksi oksidasi. Kini reaksi redoks telah mengalami perkmbangan yaitu ditinjau dari  perpindahan elektron dan perubahan bilangan oksidasi (Zahroh, 2008).

Kesalahan titrasi merupakan kesalahan yang terjadi bila titik akhir titrasi tidak tepat sama dengan titik ekivalen (≤ 0,1%), disebabkan ada kelebihan titran, indikator bereaksi dengan analit, atau indikator bereaksi dengan titran, diatasi dengan titrasi larutan blanko. Larutan blanko larutan yg terdiri atas semua pereaksi kecuali analit. Untuk mengetahui titik ekivalen secara eksperimen biasanya dibuat kurva titrasi yaitu kurva yang menyatakan hubungan antara –log[H⁺] atau –log [X^-] atau –log [Ag⁺] atau E (volt) terhadap volume (Padmaningrum, 2008).

Fungsi dari setiap bahan yang digunakan:

-       Amilum, digunakan sebagai indikator karena warna biru gelap dari kompleks iodin amilum bertindak sebagai suatu tes yang amat sensitif untuk iodin (Alfiany dkk, 2013)

-       Natrium Tiosulfat (Na₂SO₄), digunakan sebagai titran (Padmaningrum, 2008)

-    Kalium Iodida (KI), digunakan sebagai untuk mendapatkan warna titik akhir yang tepat (Khopkar, 2010)

-    Kalium Dikromat (K₂Cr₂O₇), digunakan sebagai pereaksi oksidasi cukup kuat

-    Tembaga Sulfat (CuSO₄.5H₂O), digunakan sebagai standar primer untuk natrium tiosulfat (Underwood, 1994).

Aplikasi iodometri dalam analisis vitamin C

Vitamin C atau asam askorbat adalah asam karboksilat yang dapat mengalami reaksi oksidasi. Vitamin C ini dapat breaksi dengan larutan iodin (I₂), yang akan mengubah I₂ menjadi ion iodida (I^-) sehingga iodin mengalami reduksi atau berperan sebagai oksidator. Meskipun telah terjadi perubahan warna dari cokelat menjadi kuning dan akhirnya tidak berwarna, namun tetap diperlukan indikator amilum agar perubahan warna dapat diamati secara jelas. Hal ini untuk menghindari terjadinya kesalahan titrasi (Padmaningrum, 2008).

4.3.       Tinjauan Bahan

A.    Aquadest

-       Rumus Molekul        : H₂O

-       Berat Molekul           : 18,02 g/mol

-       Bentuk                      : cairan jernih

-       Bau                           : tidak berbau

-       pH                             :  7  (netral)

-       Titik didih                 : 100 ^oC

-       Warna                       : tidak berwarna

B.     Asam Klorida

-       Rumus Molekul        : HCl

-       Berat Molekul           : 36,46 g/mol

-       Bentuk                      : cairan

-       Bau                           : tajam

-       pH                             : <1

-       titik didih                  : 53 ^oC

-       Warna                       : tidak berwarna

 

C.     Natrium Tiosulfat Pentahidrat

-       Rumus Molekul        : Na₂S₂O₃.5H₂O

-       Berat Molekul           : 248,19 g/mol

-       Bentuk                      : padat

-       Bau                           : tidak berbau

-       pH                             : 6,0-8,4

-       Titik didih                 : >100°C

-       Warna                       : putih

D.    Kalium Iodida

-       Rumus Molekul        : KI

-       Berat Molekul           : 166 g/mol

-       Bentuk                      : padat

-       Bau                           : tidak berbau

-       pH                             :  -

-       Titik didih                 : 1330 ^oC

-       Warna                       : putih

E.     Kalium Dikromat

-       Rumus Molekul        : K₂Cr₂O₇

-       Berat Molekul           : 294,19 g/mol

-       Bentuk                      : cairan

-       Bau                           : tidak berbau

-       pH                             : 3,8

-       Titik didih                 : >500 ^oC

-       Warna                       : orange

F.      Tembaga Sulfat Pentahidrat

-       Rumus molekul         : CuSO₄.5H₂O

-       Berat Molekul           : 249,69 g/mol

-       Bentuk                      : padat

-       Bau                           : tak berbau

-       pH                             : 3,5–4,5 pada 20 °C, 25 g/L

-       Titik Didih                : 150 ºC

-    Warna                       : putih

4.4.       Alat dan Bahan

A.       Alat-alat yang digunakan:               B.   Bahan-bahan yang digunakan:

-       batang pengaduk                                -    asam klorida (HCl)

-       Beakerglass                                        -    Aquadest (H₂O)

-       buret                                                   -    indikator amilum (C₆H₁₈O₅)

-       botol Aquadest                                   -    kalium dikromat (K₂Cr₂O₇)

-       corong kaca                                        -    kalium iodida (KI)

-       Erlenmeyer                                         -    natrium tiosulfat (Na₂S₂O₃.5H₂O)

-       gelas arloji                                          -    tembaga sulfat pentahidrat

-       labu ukur                                                 (CuSO₄.5H₂O)

-       pipet ball                                           

-       pipet tetes                                              

-       pipet volume

-    statif dan klem.

4.5.       Pembahasan

A.       Preparasi Larutan

-    Membuat larutan Natrium Tiosulfat 0,1 N sebanyak 250 mL dengan menimbang 6,2 gram Natrium Tiosulfat. Aquadest yang digunakan harus dalam keadaan sudah dididihkan terlebih dahulu agar bakteri yang terdapat dalam Aquadest. Lalu memasukkan Natrium Tiosulfat yang telah ditimbang ke dalam Erlenmeyer 250 mL, kemudian melarutkan dengan Aquadest yang telah dididihkan.

-    Membuat larutan Kalium Dikromat 0,1 N sebanyak 50 mL dengan menimbang 0,24 gram Kalium Dikromat. Lalu memasukkan ke dalam Erlenmeyer 50 mL, kemudian melarutkan dengan Aquadest. Saat membuat larutan ini tidak boleh terkena cahaya karena akan merusak larutan Kalium Dikromat atau teroksidasi, maka simpan larutan Kalium Dikromat ditempat yang gelap.

-     Membuat larutan Kalium Iodida 0,1 N sebanyak 100 mL dengan menimbang 1,66 gram Kalium Iodida. Lalu memasukkan ke dalam Erlenmeyer 50 mL, kemudian melarutkan dengan Aquadest. Saat membuat larutan ini tidak boleh terkena cahaya karena sangat peka terhadap cahaya maka tempatkan Kalium Iodida di tempat yang gelap agar tidak terkena cahaya secara langsung.

-       Membuat HCl 10% sebanyak 50 mL dengan memipet 15,625 mL HCl 32%., lalu memasukkan kedalam Erlenmeyer 50 mL, kemudian melarutkan dengan Aquadest.  HCl dibutuhkan untuk mempertahankan suasana asam.

-   Membuat larutan Tembaga Sulfat 0,2 N sebanyak 100 mL dengan menimbang 2,49 gram Tembaga Sulfat. Lalu memasukkan kedalam Erlenmeyer 50 mL, kemudian melarutkan dengan Aquadest.  Pada proses ini Tembaga Sulfat berfungsi sebagai oksidator.

B.       Standarisasi larutan Natrium Tiosulfat dengan larutan Kalium Dikromat

-    Pada standarisasi larutan Natrium Tiosulfat dengan Kalium Dikromat 0,1 N, kemudian memipet 10 mL larutan Kalium Dikromat dimasukkan kedalam Erlenmeyer dan 25 mL Aquadest dan di tambahkan 15 mL HCl 10% mengocok hingga homogen lalu ditambahkan 15 mL larutan KI kemudian membentuk larutan berwarna coklat tua. Kemudian melakukan titrasi dengan larutan baku sekunder Natrium Tiosulfat Pentahidrat sampai warna kuning muda, kemudian. menambahkan amilum bertujuan untuk indikator dengan menitrasi kembali sampai berubah warna menjadi biru muda.

-       Hasil titrasi Natrium Tiosulfat dengan Kalium Dikromat didapatkan volume rata-rata sebanyak 10,95 mL sehingga didapatkan normalitas Natrium Tiosulfat Pentahidrat sebesar 0,09132 N.

C.       Menetapkan kadar tembaga dalam garam tembaga sulfat pentahidrat

-  Menetukan kadar Tembaga dengan memipet 10 ml larutan Tembaga Sulfat 0,2 N dan memasukkan ke dalam Erlenmeyer, kemudian menambahkan 15 mL karutan Kalium Iodida 0,1 N dan mengocok hingga homogen. Kemudian dilakukan titrasi dengan Natrium Tiosulfat hingga berwarna kuning  muda, setelah itu ditambahkan indikator amilum. Penambahan amilum berfungsi sebagai indikator. Pada saat ditambahkan amilum, I₂ pada hasil titrasi bereaksi dengan amilum dengan terbentuknya warna putih susu pada akhir titrasi. Dalam penentuan kadar tembaga dalam garam Tembaga Sulfat Pentahidrat 0,2 N diperoleh sebanyak 12,796%.

4.6.       Kesimpulan

-      Pembuatan larutan standar dalam iodometri ada dua, larutan standar primer dan larutan standar sekunder. Larutan standar primer  Kalium Dikromat (K₂Cr₂O₇),. Sedangkan larutan standar sekunder yaitu Natrium Tiosulfat (Na₂S₂O₃.5H₂O).

-  Standardisasi larutan Natrium Tiosulfat dengan larutan Kalium Dikromat bertujuan untuk mengetahui konsentrasi larutan Natrium Tiosulfat. Maka volume rata-rata Natrium Tiosulfat yaitu 10,95 mL sehingga didapatkan normalitas Natrium Tiosulfat sebesar 0,09132 N

-    Pada penetapan kadar tembaga dalam garam tembaga sulfat pentahidrat, didapatkan volume natrium tiosulfat yaitu 9,9 mL sehingga didapatkan kadar Cu²⁺  sebesar 24,19%.