KOMPLEKSOMETRI
4.1. Tujuan Percobaan
1. Memahami prinsip-prinsip dasar titrasi kompleksometri.
2. Menentukan kadar Ca dan Mg dalam sampel air sumur dengan menentukan EDTA sebagai zat pengompleks.
4.2 Teori Dasar
Kompleksometri adalah jenis titrasi dimana titrant dan titrat saling mengkompleks, jadi membentuk hasil berupa kompleks.
(W. Harjadi, 1986)
Kompleks-kompleks yang akan dibahas dibentuk oleh reaksi suatu ion logam suatu kation, dengan suatu anion atau molekul netral. Ion logam dalam kompleks itu disebut atom pusat, dan gugus yang terikat pada atom pusat disebut ligan. Banyaknya ikatan yang dibentuk oleh atom pusat disebut bilangan koordinasi logam itu.
(Underwood, 1986)
Ligan dapat berupa sebuah molekul netral atau sbuah ion bermuatan, dengan penggantian molekul-molekul air berturut-turut, sampai tebrntuk kompleks MLn. n adalah bilangan koordinasi dari ion logam, dan menyatakan jumlah maksimum ligan monodentat yang dapat terikat padanya. Ligan dapat dengan baik diklasifikasikan asat dasar banyaknya titik lekat kepada ion logam. Begitulah, ligan-ligan sederhana seperti ion-ion halide atau molekul-molekul H2O atau NH3 adalah monodentat, yaitu ligan itu terikat pada ion logam hanya pada satu titik oleh penyumbangan satu pasangan-pasangan electron menyendiri kepada logam.
Bila molekul atau iom ligan itu mempunyai dua atom, yang masing-masing mempunyai pasangan satu pasangan elektron menyendiri,maka molekul itu mempunyai dua atom penyumbanga, dan memungkinkan untuk membentuk dua ikatan koordinasi dengan ion logam yang sama, ligan seperti ini disebut ligan bidentat. Ligan multidentat mengandung lebih dari dua atom koordinasi per molekul. Sebelum ini, telah kita anggap bahwa sepsis-spesisi yang kompleks itu tidak mengandung lebih dari stu ion logam, tetapi pada kondisi-kondisi yang sesuai, suatu kompleks binuklir, yaitu kompleks yang mengandung dua ion logam, atau bahkan satu komplek polinuklir yang mengandung lebih dari dua ion logam, dapat terbentuk.
(J. Basset, 1994)
EDTA ialah suatu ligan yang heksadentat (mempunyai enam buah atom donor pasagan electron), yaitu melalui kedua atom N dan keempat atom O (dari OH). Dalam pembentukan kelat, keenam donor (tetapi kadang-kadang hanya
(W. Harjadi, 1986)
Berikut ini prosedur-prosedur yang paling penting untuk titrasi ion-ion logam dengan EDTA, adalah:
- Titrasi langsung. Larutan yang mengandung ion logam yang akan ditetapkan, dibufferkan samapi ke pH yang dikehendaki (misalnya, sampai pH = 10 dengan NH4+ larutan air NH3), dan titrasi langsung dengan larutan EDTA standar. Mungkin adalah perlu untuk mencegah pengendapan hidroksida logam itu (atau garam basa) dengan menambahkan sedikit zat pengkompleks pembantu, seperti tartrat atau sitrat atau trietanolamina. Pada titik ekivalen, besarnya konsentrasi ion logam yang sedang ditetapkan itu turun dengan mendadak. Ini umumnya ditetapkan dari perubahan-perubahan pM: titik akhir ini dapat juga ditetapkan dengan metode-metode amperometri, kondutometri, spektrofotometri, atau dalam beberapa keadaan dengan metode potensiometri.
- Titrasi-balik. Karena berbagai alasan, banyak logam tak dapat dititrasi langsung, mereka mungkin mengendap dari dalam larutan dalam jangka pH yang perlu untuk titrasi, atau mereka mungkin membentuk kompleks-kompleks yang inert, atau indikator logam yang sesuai tidak tersedia. Dalam hal-hal demikian, ditambahkan larutan EDTA standar berlebih, larutan yang dihasilkan dibufferkan samapi ke pH yang dikehendaki, dan kelebihan reagnesia dititrasi balik dnegan suatu larutan ion logam standar, larutan zink klorida atau sulfat atau magnesium klorida sering digunakan untuk tujuan ini. Titik akhir dideteksi dengan bantuan indikator logam yang berespons terhadap ion logam yang ditambahakn pada titrasi balik.
- Titrasi penggantian atau titrasi substitusi. Titrasi-titrasi substitusi dapat digunakan untuk ion logam yang tidak bereaksi (atau berekasi denagn tak memuaskan) dengan indikator logam, atau untuk ion logam yang membentuk komplkes EDTA yang lebih stabil daripada komplkes EDTA dari logam-logam lainnya seperti magnesium dan kalsium. Kation Mn+ yang akan ditetapkan dapat diolah dengan kompleks magnesium EDTA, pada mana reaksi berikut terjadi :
Mn+ + MgY2- → (MY)(n-4)+ + Mg2+
Jumlah ion magnesium yang dibebaskan adalah ekivalen dengan kation-kation yang berada di situ, dapat dititrasi dengan suatu larutan EDTA standar serta indikator logam yang sesuai. Satu penerapan yang menarik adalah titrasi kalsium. Pada titrasi langsung ion-ion kalsium, Hitam Solokrom (Hitam Erikrom T) memberi titik akhir yang buruk; jika magnesium ada serta, logam ini akan digantiakn dari komplkes EDTA-nya oleh kalsium, dan menghasilkan titik kahir yang lebih baik.
- Titrasi alkalimetri. Bila suatu larutan dinatrium etilenadiaminatetraasetat, NaH2Y, ditambahkan kepada suatu larutan yang mengandung ion-ion logam, terbentuklah kompleks-kompleks dengan disertai pembebasan dua ekivalen ion hidrogen :
Mn+ + MgY2- → (MY)(n-4)+ + 2H+
Ion hidrogen yang dibebaskan demikian dapat dititrasi dengan larutan natrium hidroksida standar dengan menggunakan indikator asam-basa, atau titik akhir secara potensiometri; pilihan lain, suatu campuran iodida-iodida ditambahkan disamping larutan EDTA, dan iod yang dibebaskan dititrasi dengan larutan tiosulfat standar. Larutan logam yang akan ditetapkan harus dinetralkan dengan tepat sebelum titrasi; ini sering merupakan hal yang sukar, yang disebabakan oleh hidrolisis banyak garam, dan merupakan segi lemah dari titrasi alkalimetri.
- Macam-macam Metode. Reaksi pertukaran anatra ion tetrasianonikelat(II) [Ni(CN)4]2- (garam kaliumnya mudah dibuat) dan unsur yang
[Ni(CN)4]2- + 2Ag+ →2[Ag(CN)2]- + Ni2+
Reaksi ini berlangsung dengan garam perak yang hanya sedikit sekali dapat larut, jadi memberi satu metode untuk penetapan ion halida Cl-, Br-, I-, dan ion tiosianat SCN-. Anion-anion ini mula-mula diendapkan sebagai garam perak, dan garam perak ini dilarutakn dalam larutan [Ni(CN)4]2-, dan nikel yang dengan demikian dibebaskan dalam jumlah ynag ekivalen, lalu ditetapkan dengantitrasi cepat dengan EDTA dengan menggunakn indikator yang sesuai (Mureksida, Merah Bromopirogalol). Sulfat dapat ditetapkan dengan mengendapkannya sebagai Barium sulfat atau Timbel sulfat, endapan dilarutkan dalam larutan EDTA standar berlebih, dan kelebihan EDTA dititrasi balik dengan larutan Magnesium atau Zink standar dengan menggunkan Hitam Solokrom (Hitam Erikrom T) sebagai indikator. Fosfat dapat ditetapakan dengan mengendapkannya sebagai Mg(NH4)PO4.6H2O, melarutkan endapan dalam asam klorida encer, dan menambahkan larutan EDTA standar berlebih, serta membufferkan pada pH = 10, dan menitrasi-balik dengan larutan ion Magnesium standar dengan adanya Hitam Solokrom.
(http://_ Chem-Is-Try.Org _ Situs Kimia Indonesia _.htm)
Kestabilan suatu kompleks jelas akan berhubungan dengan kemampuan mengkompleks dari ion logam yang terlibat, dan pentingnya untuk memeriksa faktor-faktor mengenai ciri khas dari ligand.
- Kemampuan mengkompleks relatif dari logam-logam digambarkan dengan baik menurut klasifikasi SCHwarzen-bach, yang dalam garis besarnya didasarkan atas pembagian logam menjadi asam Lewis (penerima pasangan electron) kelas A dan kelas B. Logam kelas A dicirikan oleh larutan afinitas (dalam larutan air) terhadap halogen F->Cl- >Br->I-, dan membentuk kompleks terstabilnya dengan anggota pertama dari grup Tabel Berkala dari atom penyumbang (yakni, nitrogen, oksigen, dan fluor). Logam kelas B jauh lebih mudah berkoordinasi dengan I- dari pada F- dalam larutan air, dan membentuk kompleks terstabilnya dengan atom penyumabang kedua (atau yang lebih berat) dari masing-masing grup itu (yakni P, S, Cl).
- Ciri-ciri khas ligan
Di antara cirri-ciri khas ligan yang umum diakui sebagai mempengaruhi kestabilan kompleks dalam mana ligan itu terlibat adalah:
- Kekuatan basa dri ligan itu
- Sifat-sifat penyepitan
- Efek-efek sterik (ruang)
Istilah efek sepit mengacu pada fakta bahwa suatu kompleks bersepit yaitu kompleks yang dibentuk oleh suatu ligan bidentat atau multidentat, adalah lebih stabil banding kompleks padanannya dengan ligan-ligan monodentat. Semakin banyak titik lekat ligan itu kepada ion logam, semakin besar kestabilan kompleks. Efek sterik yang paling umum adalah efek yang mengambat pembentukan kompleks yang disebabkan oleh adanya suatu gugusan besar yang melekat pada atau berada berdekatan dengan atom penyumbang.
Suatu klasifikasi penting dari kompleks-kompleks, didasarkan pada laju dimana kompleks itu mengalami reaksi substitusi, dan menimbulkan dua grup, yaitu kompleks-kompleks yang labil dan kompleks-kompleks yang inert. Keinertan atau kelabilan kinetik dipengaruhi oleh banyak faktor, tetapi pengamatan umum berikut ini merupakan pedoman yang akan perilaku kompleks-kompleks dari berbagai unsur, yaitu:
- Unsur grup utama, biasanya membentukkomples-kompleks labil
- Dengan pengecualian Cr(III) dan Co(III), kebanyakan transisi baris pertama membentuk kompleks-kompleks labil.
- Unsure transisi baris kedua dan baris ketiga, cenderung membentuk kompleks-kompleks inert
(J. Basset, 1994)
Air sadah adalah air yang mengandung garam, kalsium dan magnesium. Meskipun tidak berbahaya untuk diminum air sadah kurang baik dipakai untuk mencuci dan dipakai untuk mencuci pada mesin, alat rumah tangga, pipa dan sebagainya. Kesadahan atau hardness adalah salah satu sifat kimia yang dimiliki oleh air. Penyebab air menjadi sadah adalah karena adanya ion-ion Ca2+, Mg2+ atau dapat juga disebabkan karena adanya ion-ion lain dari polivalen metal (logam bervalensi banyak) seperti Al, Fe, Mn, Sr dan Zn dalam bentuk garam sulfat klorida dan bikarbonat dalam jumlah kecil.
(http://id.wikipedia.org/wiki/air sadah)
Kesadahan air adalah kemampuan air mengendapkan sabun dimana sabun ini di endapkan oleh ion-ion Ca2+ dan Mg2+. Karena penyebab utama kesadahan adalah Ca2+ dan Mg2+, khususnya Ca2+, maka arti dari kesadahan dibatasi sebagai sifat atau karakteristik air yang menggambarkan konsentrasi jumlah dari ion Ca2+ dan Mg2+ yang dinyatakan sebagai CaCO3. Air sadah membentuk kerak atau endapan yang menempel pada mesin atau alat lainnya. Dan oleh karena kerak itu bukan penghantar panas maka hal ini menyebabkan pemborosan bahan bakar. Air sadah banyak kita jumpai di daerah pegunungan kapur atau di daerah pesisir pantai.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Kesadahan_air)
Kesadahan ada dua jenis, yaitu :
1. Kesadahan sementara
Adalah kesadahan yang disebabkan oleh adanya garam-garam bikarbonat, seperti Ca(HCO3)2 dan Mg(HCO3)2. Kesadahan sementara ini dapat dihilangkan dengan pemanasan atau pendidihan, sehingga terbentuk endapan CaCO3 atau MgCO3.
Reaksinya :
Ca(HCO3)2: CO2 (g) + H2O (l) + CaCO3 (putih)
Mg(HCO3)2: CO2 (g) + H2O (l) + MgCO3 (putih)
2. Kesadahan tetap
Adalah kesadahan yang disebabkan oleh adanya garam-garam klorida, sulfat, dan karbonat, misalnya CaSO4, MgSO4, CaCl2, MgCl2. Kesadahan tetap dapat dikurangi dengan penambahan larutan soda kapur (terdiri dari larutan natrium karbonat dan magnesium hidroksida) sehingga terbentuk endapan kalium (padatan atau endapan) dan magnesium hidroksida (padatan atau kalium) dalam air.
Reaksinya
CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 (padatan atau endapan) + 2 NaCl(larut)
CaSO4 + Na2CO3 CaCO3 (padatan atau endapan) + NaSO4(larut)
MgCl2 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 (padatan atau endapan) + CaCl2(larut)
MgSO4 +Ca(OH)2 Mg(OH)2 (padatan atau endapan) + CaSO4 (larut)
Satuan ukuran kesadahan ada 3, yaitu :
- Derajat Jerman dilambangkan dengan 0D
- Derajat Inggris dilambangkan dengan 0E
- Derajat Perancis dilambangkan dengan 0F
Adapun contoh kesadahan yaitu jika di suatu tempat anda mencuci apapun menggunakan sabun dan ternyata busa yang terbentuk jumlahnya dibawah perkiraan anda atau tidak seperti biasanya sehingga untuk memperbanyak busa anda harus menambah sehingga mengakibatkan boros sabun, maka besar kemungkinan air yang digunakan untuk mencuci tersebut memiliki kesadahan tinggi. Hal itu terjadi karena sebagian sabun yang ditambahkan kedalam air bereaksi dengan garam karbonat dari Ca2+ dan Mg2+
Jika menemukan endapan putih seperti bedak atau kadang berbentuk kerak didasar panci untuk memasak air, maka besar kemungkinan air yang dimasak tersebut memiliki kesadahan tinggi. Hal itu terjadi karena gas CO2 lepas saat pemanasan sehingga yang tertinggal hanya endapan karbonat terutama kalsium karbonat .
(http://persembahanku.wordpress.com)
Tabel 4.2.1. Standard air yang diperbolehkan untuk dikonsumsi
| Parameter | Satuan | | W.H.O | ||
| Maksimum yang dianjurkan | Maksimum yang diperbolehkan | Maksimum yang dianjurkan | Maksimum yang diperbolehkan | ||
| Kalsium (Ca2+) | mg/L | 75 | 200 | 75 | 200 |
| Magnesium (Mg2+) | mg/L | 30 | 150 | 50 | 150 |
Tidak ada komentar:
Posting Komentar