Titrasi Oksidimetri
A. JUDUL : Titrasi Oksidimetri
B. TUJUAN : Membuat dan Menentukan (Standarisasi) Larutan Na2S2O3
C. DASAR TEORI
Diantara sekian banyak contoh teknik atau cara dalam analisis kuantitatif terdapat dua cara melakukan analisis dengan menggunakan senyawa pereduksi iodium yaitu secara langsung dan tidak langsung. Cara langsung disebut iodimetri (digunakan larutan iodium untuk mengoksidasi reduktor-reduktor yang dapat dioksidasi secara kuantitatif pada titik ekivalennya). Namun, metode iodimetri ini jarang dilakukan mengingat iodium sendiri merupakan oksidator yang lemah. Sedangkan cara tidak langsung disebut iodometri (oksidator yang dianalisis kemudian direaksikan dengan ion iodida berlebih dalam keadaan yang sesuai yang selanjutnya iodium dibebaskan secara kuantitatif dan dititrasi dengan larutan natrium thiosilfat standar atau asam arsenit) (Bassett, 1994).
Dengan kontrol pada titik akhir titrasi jika kelebihan 1 tetes titran. perubahan warna yang terjadi pada larutan akan semakin jelas dengan penambahan indikator amilum/kanji (Svehla, 1997).
Iodium merupakan oksidator lemah. Sebaliknya ion iodida merupakan suatu pereaksi reduksi yang cukup kuat. Dalam proses analitik iodium digunakan sebagai pereaksi oksidasi (iodimetri) dan ion iodida digunakan sebagai pereaksi reduksi (iodometri). Relatif beberapa zat merupakan pereaksi reduksi yang cukup kuat untuk dititrasi secara langsung dengan iodium. Maka jumlah penentuan iodometrik adalah sedikit. Akan tetapi banyak pereaksi oksidasi cukup kuat untuk bereaksi sempurna dengan ion iodida, dan ada banyak penggunaan proses iodometrik. Suatu kelebihan ion iodida ditambahkan kepada pereaksi oksidasi yang ditentukan, dengan pembebasan iodium, yang kemudian dititrasi dengan larutan natrium thiosulfat (Day & Underwood, 1981).
Metode titrasi iodometri langsung (iodimetri) mengacu kepada titrasi dengan suatu larutan iod standar. Metode titrasi iodometri tak langsung (iodometri) adalah berkenaan dengan titrasi dari iod yang dibebaskan dalam reaksi kimia (Bassett, 1994).
Larutan standar yang digunakan dalam kebanyakan proses iodometri adalah natrium thiosulfat. Garam ini biasanya berbentuk sebagai pentahidrat Na2S2O3.5H2O. Larutan tidak boleh distandarisasi dengan penimbangan secara langsung, tetapi harus distandarisasi dengan standar primer. Larutan natrium thiosulfat tidak stabil untuk waktu yang lama sehingga boraks atau natrium seringkali ditambahkan sebagai pengawet.
Iodin mengoksidasi tiosulfat menjadi ion tetrationat
I2 + 2S2O32- → 2I- + S4O62-
Reaksinya berjalan cepat sampai selesai dan tidak ada reaksi sampingan. Berat ekivalen dari Na2S2O3.5H2O adalah berat molekularnya 248,17 karena satu electron persatu molekul hilang. Jika pH dari larutan diatas 9 tiosulfat teroksidasi secara parsial menjadi sulfat.
4I2 + S2O32- + 5 H2O → 8 I - + 2SO42- + 10H+
Dalam larutan yang netral atau sedikit alkalin oksidasi menjadi sulfat tidak muncul , terutama jika Iodin dipergunakan sebagai titran. Banyak agen pengoksidasi kuat seperti garam permanganate,garam dikromat dan garam serium(IV) mengoksidasi tiosulfat menjadi sulfat ,namun reaksinya tidak kuantitatif.
Dalam standarisasi larutan-larutan tiosulfat sejumlah substansi dapat dipergunakan sebagai standar-standar primer untuk larutan-larutan tiosulfat. Iodn murni adalah standar yang paling jelas namun jarang digunakan karena kesulitan dalam penanganan dan penimbangan yang lebih sering dipergunakan adalah standar yang terbuat dari suatu agen pengoksidasi kuat yang akan membebaskan iodine dari iodide,sebuah iodometrik.
Kalium iodat dan kalium bromat megoksidasi iodide secara kuantitatif menjadi iodine dalam larutan asam.
IO3- + 5I + 6H+ → 3I 2 + 3H2O
BrO3- + 6 I- + 6H+ → 3 I2 + Br - + 3H2O
Reaksi iodatnya berjalan cukup cepat ,reaksi ini juga hanya membutuhkan sedikit kelebihan ion hydrogen untuk menyelesaikan reaksi. Reaksi bromat berjalan lebih lambat namun kecepatannya dapat ditingkatkan dengan menaikkan konsentrasi ion hydrogen biasanya sejumlah kecil ammonium molibda ditambah sebagai katalis.
Kerugian utama dari kedua garam ini sebagai standar primer adalah bahwa berat ekivalen mereka kecil. Dalam setiap kasus berat ekivalen adalah seperenam dari berat molecular dimana berat ekivalen KIO3 adalah 35,67 dan KBrO3 adalah 27,84 untuk menghindari kesalahan yang besar dalam menimbang,petunjuk-petunjuk biasa mensyaratkan penimbangan sebuah sample yang besar pengenceran di dalam labu volumetric dan menarik mundur alikuot. Garam kalium asam iodat ,KIO3 , HIO3 dapat juga dipergunakan sebagai standar primer namun berat ekivalennya juga kecil seperduabelas dari berat molekulrnya atau 32,49.
Iodium dapat digunakan untuk oksidator maupun reduktor. I2 adalah oksidator lemah sedangkan iodida secara relative merupakan reduktor lemah. Kelarutannya cukup baik dalam air dengan pembentukan triodida(KI3)
I2 + 2e → 2I –
Iodium dapat dimurnikan dengan sublimasi ia larut dalam larutan KI harus disimpan pada tempat yang dingin dan gelap . berkurangnya iodium dan akibat penguapan dan oksidsi udara menyebabkan banyak kesalahan dalm analisis dapat distandarisasi dengan Na2S2O3.5H2O yang lebih dahulu distandarisasi dengan senyawa lain.
Biasanya indikator yang digunakan adalah kanji/amilum. Iodida pada konsentrasi < 10-5 M dapat dengan mudah ditekan oleh amilum. Sensitivitas warnanya tergantung pada pelarut yang digunakan. Kompleks iodium-amilum mempunyai kelarutan kecil dalam air sehingga biasanya ditambahkan pada titik akhir reaksi (Khopkar, 2002).
Warna larutan 0,1 N iodium adalah cukup kuat sehingga dapat bekerja sebagai indikatornya sendiri. Iodium juga memberikan warna ungu atau merah lembayung yang kuat kepada pelarut-pelarut seperti karbon tetraklorida atau kloroform dan kadang-kadang hal ini digunakan untuk mengetahui titik akhir titrasi. Akan tetapi lebih umum digunakan suatu larutan (dispersi koloidal) kanji, karena warna biru tua dari kompleks kanji-iodium dipakai untuk suatu uji sangat peka terhadap iodium. Kepekaan lebih besar dalam larutan yang sedikit asam dari pada dalam larutan netral dan lebih besar dengan adanya ion iodida (Day & Underwood, 1981).
Jika larutan iodium dalam KI pada suasana netral maupun asam dititrasi dengan natrium thiosulfat maka:
I3- + 2S2O32 - → 3I- + S4O62-
Selama reaksi zat antara S2O32- yang tidak berwarna adalah terbentuk sebagai
S2O32- + I3- → S2O3I- + 2I-
Yang mana berjalan terus menjadi:
S2O3I- + S2O32 - → S4O62- +I3-
Reaksi berlangsung baik dibawah pH = 5,0 (Khopkar, 2002).
Jika suatu zat pengoksid kuat diolah dalam larutan netral atau (lebih biasa) larutan asam, dengan ion iodida yang sangat berlebih, yang terakhir bereaksi sebagai zat prereduksi, dan oksidan akan direduksi secara kuantitatif. Dalam hal-hal yang demikian, sejumlah iod yang ekivalen akan dibebaskan, lalu dititrasi dengan larutan standar suatu zat pereduksi, biasanya natrium thiosulfat (Bassett, 1994).
Potensial reduksi dari zat-zat tertentu naik banyak sekali dengan naiknya konsentrasi ion-hidrogen dari larutan. Inilah halnya dalam sistem-sistem yang mengandung permanganat, dikromat, arsenat, antimonat, borat dan sebagainya yakni, dengan anion-anion yang mengandung oksigen dan karenanya memerlukan hidrogen untuk reduksi lengkap. Banyak anion pengoksid yang lemah direduksi lengkap oleh ion iodida, jika potensial reduksi merekanaik banyak sekali karena adanya jumlah besar asam dalam larutan (Bassett, 1994).
Dua sumber sesatan yang penting dalam titrasi yang melibatkan iod adalah:
1. Kehilangan iod yang disebabkan oleh sifat mudah menguapnya yang cukup berarti
2. Larutan iodida yang asam dioksidasi oleh oksigen di udara:
4I- + O2 + 4H+ → 2I2 + 2H2O
Reaksi diatas 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 direduksi oleh ion iodida menjadi nitrogen (II) oksida 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
(Day & Underwood, 1981).
D. ALAT DAN BAHAN
Alat :
Labu ukur 100 mL
Pipet gondok 10 mL
Erlenmeyer 250 mL
Pipet tetes
Buret
Bahan :
Larutan KIO3 sebagai larutan baku
Air suling
Larutan Na2S2O3 ± 0,1 N
KI 20%
HCl 4 N
larutan kanji
Larutan H2SO4
Amonium molibdat 3%
Pemutih (bayclin sebagai aplikasinya)
E. CARA PELAKSANAAN :
Penentuan (standarisasi) larutan Na2S2O3 ± 0,1 Dan
Pembuatan larutan KIO3 sebagai larutan baku
Timbang 0,1 Dan KIO3 sebanyak 0,37 gr dan dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL. Larutkan dengan air suling dan encerkan sampai tanda batas. Kocok dengan baik agar tercampur sempurna.
Penentuan (standarisasi) larutan Na2S2O3 ± 0,1 N dengan KIO3
Bilas dan isi buret dengan larutan Na2S2O3 ± 0,1 N. Pipet dengan pipet seukuran (pipet gondok) 10 mL larutan KIO3 ± 0,1 N, masukkan ke dalam Erlenmeyer 250 mL. Tambahkan 4 mL KI 20% dan 1 mL HCl 4 N. Iod yang dibebaskan dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat sampai warna menjadi kuning muda, kemudian ditambahkan kanji dan dititrasi terus sampai warna biru hilang. Baca dan catat angka pada buret saat awal dan akhir titrsi, tentukan dan catat volume larutan natrium tiosulfat yang digunakan dalam titrasi. Hitung konsentrasi larutan natium tiosulfaat.
Ulangi titrasi sampai 3 kali menggunakan volumelarutan natrium tiosulafat yang sama. Hitung konsentrasi lautan natrium tiosulfat rata-rata.
Aplikasi menggunakan pemutih (bayclin)
1. Pembuatan larutan KIO3 sebagai larutan
Timbang 0,1 Dan KIO3 sebanyak 0,37 gr dan dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL. Larutkan dengan air suling dan encerkan sampai tanda batas. Kocok dengan baik agar tercampur sempurna.
2. Penentuan (standarisasi) pemutih (bayclin) dengan KIO3
Bilas dan isi buret dengan larutan Na2S2O3 ± 0,1 N. Pipet dengan pipet tetes sebanyak 2 mL, masukkan dalam Erlenmeyer dan tambah 75 mL air suling, ditambah 0,3 gr KI, tambah 2 mL H2SO4 1:6 dan tambah 3 tetes ammonium molibdat 3%. Iod yang dibebaskan dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat sampai warna menjadi kuning muda, kemudian ditambahkan kanji dan dititrasi terus sampai warna biru hilang. Baca dan catat angka pada buret saat awal dan akhir titrsi, tentukan dan catat volume larutan natrium tiosulfat yang digunakan dalam titrasi. Hitung konsentrasi larutan natium tiosulfaat.
Ulangi titrasi sampai 3 kali menggunakan volumelarutan natrium tiosulafat yang sama. Hitung konsentrasi lautan natrium tiosulfat rata-rata.
F. ANALISIS DATA
1. Pembuatan Larutan KIO3
Sebanyak 0,37 gram KIO3 dalam bentuk serbuk putih dimasukkan kedalam labu ukur 100 mL kemudian ditambah air suling(aquades) tidak berwarna dikocok hingga larut sempurna kemudian ditambahkan air lagi hingga tanda batas maka diperoleh 100 mL larutan KIO3 tidak berwarna 0,0172M atau kalau dibulatkan sekitar 0,02 M.
Standarisasi Larutan Na2S2O3 dengan Larutan KIO3
Dari 100 mL larutan KIO3 tidak berwarna yng telah dibuat diambil 10 mL dengan menggunakan pipet seukuran (pipet gondok) dimasukkan ke dalam Erlenmeyer kemudian ditambah
4 mL KI 20% tidak berwarna kemudian ditambah lagi dengan 1 mL HCl 4N tidak berwarna penambahan ini bertujuan untuk menjadikan suasana asam. Dari penambahan-penambahan yang dilakukan dihasilkan larutan berwarna coklat kekuningan kemudian larutan ini dititrasi dengan larutan Na2S2O3 tidak berwarna hingga larutan berwarna kuning muda. Setelah menjadi kuning muda larutan ditambah dengan 4 tetes larutan kanji tidak berwarna maka larutan berubah warna menjadi biru hal ini menunjukkan bahwa didalam larutan terdapat I2 dan larutan kanji ini berfungsi sebagai indicator. Kemudian titrasi dilanjutkan lagihingga warna biru tepat hilang hal ini menunjukkan bahwa didalam larutan tidak terdapat lagi I2 melainkan telah menjadi I- . percobaan ini dilakukan sampai tiga kali dengan diperoleh data volum Na2S2O3 yang digunakan sebagai berikut:
V1 = 7,2 mL , V2 = 7,1 mL , V3 = 7,0 mL. sehingga perhitungannya sbb
Persamaan reaksinya:
2 IO3- + 12 H+ + 10 e → I 2 + 6 H2O x 1
2 I - → I2 + 2e x 5
2 IO3- + 12 H+ + 10 I-- → 6 I2 + 6 H2O
I2 + 2e → 2I-
2 S2O3 2 - → 2e + S4O62-
2S2O32- + I2 → S4O62- + 2 I -
Massa KIO3 yang digunakan adalah 0,37 gram , Mr = 214,0042 dan n = 6
N KIO3 = gram . n
Mr . V
= 0,37 x 6
214,0042 . 0,1
= 0,1037
Pada
mKIO3 = 0, 37 gram
V Na2S2O4 = 7,2 mL
molek KIO3 = molek Na2S2O3
N1 . V1 = N 2 . V2
0,1037 . 10 = N2 . 7,2
N Na 2 S 2O 3 = 0,1440
Pada
mKIO3 = 0,37 gram
V Na2S2O4 = 7,1 mL
molek KIO3 = molek Na2S2O3
0,1037 . 10 = N2 . 7,1
N Na 2 S 2O 3 = 0,1460
Pada
mKIO3 = 0,37 gram
V Na2S2O4 = 7,0 mL
molek KIO3 = molek Na2S2O3
N1 . V1 = N 2 . V2
0,1037 . 10 = N2 . 7,0
N Na 2 S 2O 3 = 0,1481 N
Jadi N rata – rata Na2S2O3 yang diperoleh dari ketiga percobaan ini adalah 0,146 N. Normalitas yang dihasilkan ini digunakan untuk mencari data pada percobaan berikutnya.
Aplikasi Titrasi Iodometri Dengan menentukan kadar Cl2 pada pemutih(bayclin)
Dengan mengukur berat jenis pemutih (bayclin) diperoleh massa pikno 20 gram dan massa kotor pemutih 75 gram sehingga massa pemutih adalah 55 gram dengan volum 50 mL sehingga diperoleh berat jenis pemutih sebesar 1,1 gram/mL. kemudian dari 50 mL diambil 2 mL dari pemutih (tidak berwarna) dan dimasukkan kedalam erlenmeyer lalu ditambah aquades 75 mL agar tidak terlalu pekat kemudian ditambah 0,3 gram KI berupa serbuk putih sehingga dihasilkan larutan berwarna coklat kekuningan kemudian ditambah lagi lagi dengan 2 mL H2SO4(tidak berwarna) dengan tujuan untuk menjadikan suasana asam serta ditambahkan juga dengan 3 tetes Amonium molibdat 3% (tidak berwarna) sebagai katalis untuk mempercepat reaksi. Dari penambahan-penambahan yang dilakukan ini diperoleh larutan berwarna coklat tua dan terdapat endapan. Kemudian dititrasi dengan Na2S2O3 tidak berwarna sampai larutan berwarna kuning muda dan endapan menghilang. Setelah menjadi kuning muda larutan ditambah dengan 5 mL larutan kanji tidak berwarna maka larutan berubah warna menjadi ungu kehitaman hal ini menunjukkan bahwa didalam larutan terdapat I2 dan larutan kanji ini berfungsi sebagai indicator. Kemudian titrasi dilanjutkan lagi hingga warna ungu kehitaman tepat hilang hal ini menunjukkan bahwa didalam larutan tidak terdapat lagi I2 melainkan telah menjadi I- . percobaan ini dilakukan sampai tiga kali dengan diperoleh data volum Na2S2O3 yang digunakan sebagai berikut:
V1 = 16,6 mL , V2 = 19,7 mL , V3 = 17,7 mL. sehingga perhitungannya sbb:
Cl2 + 2 I - → 2Cl - + I2
I 2 + 2 S2O32 - → S4O 62 - + 2 I-
Pada percobaan pertama
massa sampel = V x ρ
= 2 x 1,1
= 2,2 gram
molek Na2S2O3 = molek Cl2
N. V = molek Cl2
0,146 x 16,6 = molek Cl2
2,4236 x 10-3 = molek Cl2
Sehingga massa Cl2 = molek Cl2 . BE
= 0,0024 x 35,5
1
= 0,0852 gram
% massa Cl2 = massa Cl2 x 100%
massa sampel
= 0,0852 x 100%
2,2
= 3,8727 %
= 3,88 %
Pada percobaan Kedua
massa sampel = V x ρ
= 2 mL x 1,1 gram/mL
= 2,2 gram
molek Na2S2O3 = molek Cl2
N. V = molek Cl2
0,146 x 19,7 = molek Cl2
2,8762 x 10-3 = molek Cl2
Sehingga massa Cl2 = molek Cl2 . BE
= 0,0029 x 35,5
1
= 0,1029 gram
% massa Cl2 = massa Cl2 x 100%
massa sampel
= 0,1029 x 100%
2,2
= 4,6772 %
= 4,68 %
Pada percobaan Ketiga
massa sampel = V x ρ
= 2 mL x 1,1 gram/mL
= 2,2 gram
molek Na2S2O3 = molek Cl2
N. V = molek Cl2
0,146 x 17,7 = molek Cl2
2,5842 x 10-3 = molek Cl2
Sehingga massa Cl2 = molek Cl2 . BE
= 0,0026 x 35,5
1
= 0,0923 gram
% massa Cl2 = massa Cl2 x 100%
massa sampel
= 0,0923 x 100%
2,2
= 4,1954 %
= 4,19 %
Jadi kadar rata-rata Cl2 dalam sampel pada percobaan ini adalah sekitar 4,25 %
Perhitungan kesalahannya adalah:
Kesalahan % = (∆ X/Xrata-rata) x 100%
Diketahui : X maks = 4,68 % = 0,0468
X min = 3,88 % = 0,0388
Penyelesaian :
∆X = (Xmaks – Xmin)/2
= (0,0468-0,0388)/2
= 0,008/2 = 0,004
X rata-rata = (Xmaks + Xmin)/2
= (0,0468 + 0,0388)/2
= 0,0428
Kesalahan% =(0,004/0,0428) x 100%
= 9,3458 %
= 9,36 %
DISKUSI
1. Untuk menentukan titik akhir suatu titrasi harus dilakukan secara cermat dan teliti , kelebihan larutan Na2S2O3 sedikit saja saat titik akhir sudah tercapai akan membuat larutan Erlenmeyer tidak berwarna padahal seharusnya berwarna kuning muda dan sebaliknya apabila larutan Na2S2O3 masih kurang maka warna kuning yang diinginkan tidsk sesuai karena warnanya kurang muda(terlalu pekat), sehingga akan berpengaruh terhadap hasil perhitungan untuk menentukan normalitas Na2S2O3. Titik akhir titrasi tidak jauh berbeda dengan titik ekivalennya, namun karena faktor keterbatasan indera penglihatan membuat titik akhir titrasi tidak tepat dengan titik ekivalennya.
KESIMPULAN
Dari hasil praktikum diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1. Nilai normalitas sebagai larutan
2. Untuk aplikasi iodometri yaitu penentuan kadar Cl2 dalam pemutih(bayclin) diperoleh kadar rata-rata sebesar 4,25 %
