KIMIA ANALITIK DASAR

• DISUSUN OLEH :

DRA. SITI DARSAATI, M.Si.

DRS. ASEP SURYATNA, M.Si.

DR. HERNANI, M.Si.

DRA. WIWI SISWANINGSIH, M.Si.

JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA FPMIPA UPI

PENGENDAPAN

• Banyak digunakan dalam analisis kualitatif anorganik.

• Pemisahan Pengendapan• Kelarutan (S)• Kesetimbangan Kelarutan

Contoh: AgCl (s) Ag+(aq) + Cl-(aq)

Ksp = [Ag+] [Cl-]

Konstanta Solubility Product

][

]][[

AgCl

ClAgK

−+

=

A2B3 2A3+ + 3 B2-

Ksp = [A3+]2 [B2-]3

Harga Ksp tetap

Tetapan hasil kali kelarutan sama dengan hasil kali konsentrasi ion-ion yang terdapat dalam kesetimbangan dipangkatkan koefisiennya dalam persamaan kesetimbangan.

Harga Ksp menentukan kelarutan dan sebaliknya

Kelarutan suatu zat adalah jumlah zat yang melarut dalam 1 liter larutan jenuh pada suhu tertentu.

Jumlah zat adalah mol atau gram

Kelarutan molar suatu zat adalah jumlah molar zat yang melarut dalam 1 liter larutan jenuh pada suhu tertentu.

Contoh soal

1. Kelarutan perak kromat adalah 0,0279 g/L pada suhu 25oC. Hitunglah KSP dengan mengabaikan hidrolisis ion kromat!

• Mengubah satuan g/L menjadi M :

M Ag2CrO4 = = 8,4 x 10-5 mol/L

• Menghitung molaritas masing-masing ion yang terbentuk:

Ag2CrO4 2Ag+ + CrO42-

[Ag+] = 2 x 8,4.10-5M = 1,7.10-4M

[CrO42-] = 8,4.10-5M

• Menghitung harga Ksp: Ksp = [Ag+]2 [CrO42-]

= (1,7.10-4)2 x (8,4.10-4)

= 2,4 . 10-12M

molg

Lg

/332

/0279,0

2. Hasil kali kelarutan timbal fosfat adalah 1,5.10-32. Hitunglah konsentrasi larutan jenuh dalam satuan g/L!

Jawab:

Pb3(PO4)2 3 Pb2+ + 2 PO43-

• Dimisalkan Kelarutan timbal fosfat adalah S mol/L maka:

[Pb2+] = 3S M

[PO43-] = 2S M

• Menentukan harga kelarutan (mol/L):

KSP = [Pb2+]3 [PO43-]2

1,5.10-32= (3S)3 (2S)2

= 108 S5 maka kelarutan (S) = = 1,69.10-7 mol/L

• Mengubah satuan mol/L menjadi g/L :

g/L = = 1,37.10-4 g/L

5

32

108

10.5,1 −

molg

Lmol

/811

/10.69,1 7−

PEMBENTUKAN ENDAPAN

Q = Quotient reaksi = hasil kali konsentrasi ion-ion dalam larutan

Jika Q > KSP berarti mengendap

Q = KSP berarti tepat jenuh

Q < KSP berarti larut

Makin kecil KSP makin sukar larut

Contoh:

Harga KSP untuk larutan kalsium florida adalah 3,2 . 10-11. Ramalkan apakah terbentuk endapan atau tidak apabila larutan berikut dicampurkan.

a. 100 mL larutan Ca2+ 2,0.10-4M + 100 mL larutan F- 2,0.10-4M

b. 100 mL larutan Ca2+ 2,0.10-2M + 100 mL larutan F- 6,0.10-3M

Jawab:

CaF2 Ca2+ + 2 F-

a. - Menghitung konsentrasi Ca2+ dan F- setelah dicampurkan:

[Ca2+] = 1,0.10-4M [F-] = 1,0.10-4M

- Menghitung harga Q

Q = [Ca2+] [F-]2

= (1,0.10-4) x (1,0.10-4)2 = 1,0.10-12

- Membandingkan harga Q dengan KSP

Q < KSP Tidak terbentuk endapan

b.

b. - Menghitung konsentrasi Ca2+ dan F- setelah dicampurkan:

[Ca2+] = 1,0.10-2M [F-] = 3,0.10-3M

- Menghitung harga Q: Q = [Ca2+] [F-]2

= (1,0.10-2) x (3,0.10-3)2 = 9,0.10-8

- Membandingkan harga Q dengan KSP

Q > KSP Terjadi endapan

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KELARUTAN ENDAPAN

1. Suhu

Umumnya kelarutan endapan garam anorganik meningkat dengan bertambahnya suhu.

2. Jenis Pelarut

Kebanyakan garam anorganik lebih larut dalam air daripada dalam pelarut organik.

3. Ion Senama

Suatu endapan biasanya lebih larut dalam air murni dibandingkan dalam larutan yang mengandung salah satu ion dari endapan.

4. Pengaruh pH

Gejala pengaruh ion sejenis dapat dipakai untuk menerangkan mengapa pH berpengaruh pada kelarutan suatu zat.

5. Terbentuknya ion kompleks

Pembentukan ion kompleks akan mengurangi konsentrasi ion logam bebas dalam larutan, sehingga endapan dari logam akan melarut kembali untuk menggantikan kation yang hilang

Jawab:

Kesetimbangan yang terjadi: CaF2(p) Ca2+(aq) + 2 F- (aq)

a. Misal kelarutan molar CaF2 = x mol/L

maka [Ca2+] = x dan [F-] = 2x

KSP = [Ca2+] [F-]2

4.10-11 = (x) (2x)2

= 4 x3 x = 2,1.10-4 mol/L

Contoh soal pengaruh ion senama:

Hitung kelarutan molar dari larutan CaF2 dalam:

a. Air

b. Larutan CaCl2 0,010 M

c. Larutan NaF 0,010 M

jika diketahui harga KSP = 4,0 . 10-11!

b. Misal kelarutan molar CaF2 = x mol/L dalam larutan NaF 0,010 M

maka [Ca2+] = x ; [F-] = (0,010 + 2x)

KSP = [Ca2+] [F-]2

4.10-11 = (x) (0,010 + 2x)2 ; 2x << 0,010 maka:

4.10-11 = (0,010)2 x x

= 1.10-4 x mol/L

Jadi x (kelarutan molar CaF2) = 4.10-7 mol/L

b. Misal kelarutan molar CaF2 = x mol/L dalam larutan CaCl2 0,010 M

maka [Ca2+] = 0,010 M + x; dan [F-] = 2x

KSP = [Ca2+] [F-]2

4.10-11 = (0,010 + x) (2x)2 ; x << 0,010 maka:

4.10-11 = 0,010 x 4x2

4x2 = 4.10-9

Jadi x (kelarutan molar CaF2) = 3,2.10-5 mol/L

ANALISIS KUALITATIF ZAT ANORGANIK

Tujuan : ???Metode : 1. Klasik, didasarkan pada: - reaksi dalam larutan

- pengamatan: warna, bau, bentuk kristal, dsb.

2. Modern, menggunakan instrumen Misal : kromatografi.

Analisis kualitatif dapat dilakukan:• Dalam skala mikro, semimikro, dan makro• Dengan cara kering dan cara basah

Cara Pengenalan:1. Sifat yang langsung dapat diamati.

Contoh: warna, bau, bentuk kristal2. Sifat fisik

Contoh: ttk didih, ttk leleh, daya hantar, indeks bias3. Reaksi dengan zat lain

Pengenal, endapan, gas, komples yang berwarna

Pemeriksaan pendahuluan dengan uji kering

a. Mempelajari rupa dan bentuk zat pada suhu kamar.

b. Memanaskan zat dalam pipa pijar

bentuk berubah, tidak terurai

Zat

terurai Gejala yang dapat dilihat: - Perubahan warna

- Melumer - Menyublim - Keluarnya uap air - Keluarnya gas

c. Tes nyalad. Tes mutiara boraks, fosfat, Natrium karbonate. Tes reduksi arang kayu

Langkah-langkah Analisis Kualitatif:1. Pemeriksaan pendahuluan2. Pemeriksaan kation3. Pemeriksaan anion

Zat yang dianalisis: - zat padat non logam

- zat murni tunggal, campuran

∆

Pemeriksaan hasil reaksi dengan asam sulfat encer dan pekat

• Sedikit zat + 1 mL H2SO4 1M (1 – 2 mL H2SO4 P)

• Dipanaskan (jika perlu)

• Terjadi gas: - tidak berwarna (H2S, CO2, HOAc)

- berwarna (Br2, NO2, Cl2)

Tes Nyala

Cara: - Mencelupkan kawat platina/nikrom yang bersih ke dalam HCl pekat

- Disentuhkan ke dalam zat yang akan diperiksa.

- Dipanaskan pada daerah oksidasi bawah

- Warna nyala mata langsung

kaca kobalt

Tes Mutiara Boraks

• Memakai kawat platina, yang ujmung lepas kawatnya dilingkarkan

membentuk loop kecil.

• Dipanaskan pada nyaala bunsen sampai panas merah

• Segera dicelupkan pada serbuk boraks, Na2B4O7.10H2O

• Padatan yang menempel dipanaskan di bagian yang terpanas

• Garam boraks akan membengkak air kristalnya menguap & menciut

Pada loop terbentuk padatan semacam mutiara kaca tak berwarna dan tembus cahaya

Na2B4O7 2 NaBO2 + B2O3

Pemeriksaan kation & anion yang senyawanya mudah menguap

1. Ion amonium

- larutan dipanaskan uapnya diuji dengan kertas lakmus merah

Apa yang terjadi??? Mengapa ???

- Dengan pereaksi Nessler, Celupkan batang pengaduk yang telah mengandung pereaksi Nessler ke dalam larutan yang akan diperiksa pada suasana basa.

2 K2HgI4 + 4OH- + NH4+ NHg2I.H2O + 4K+ + 7 I-

Coklat kuning

2. Ion karbonat

CO32- + 2 H+ CO2 (g) + H2O

CO2 + Ca2+ + 2 OH- CaCO3(p) + H2O

3. Ion Asetat.

Zat asal digerus dengan KHSO4 adanya bau asam asetat menunjukkan tes positif.

4. Ion hipoklorit

OCl- + Pb2+ + H2O PbO2 (p) + 2H+ + Cl-

5. Ion Sulfida

S2- + 2 H+ H2S(g)

H2S + Pb2+ PbS (p) + 2 H+

H2S + 2 Ag+ Ag2S (p) + 2 H+

Zat + aquades (dingin panas)

Yang larut Residu + HCl encer (dingin panas)

yang larut Residu + HCl pekat

Yang larut Residu + HNO3 encer

Yang larut Residu + HNO3 pkt

Yang larut Residu + air raja

Gambar 1. Tahapan proses pelarutan

2. Pemeriksaan kation berdasarkan skema H2S

Cara Basah

• Cuplikan padat dilarutkan (seperti tahapan pada gambar 1)

• Larutan dianalisis kationnya sesuai urutan langkah analisis kation :

- Pemisahan kation-kation ke dalam golongan

- Pemisahan kation-kation dari tiap golongan

- Identifikasi tiap kation

Ke dalam 5 mL larutan contoh diteteskan HCl 2N. Bila ada endapan, penambahan HCL diteruskan sampai tidak terbentuk lagi endapan. Lalu disaring

EndaEndapanpan

Gol. Gol. HClHCl

FiltratFiltrat

Tidak blh mengeluarkan endapan lagi dng HCl 2NTidak blh mengeluarkan endapan lagi dng HCl 2N

++ 5 mL HCl 4 N 5 mL HCl 4 N

Dipanaskan sp hampir mendidih (Dipanaskan sp hampir mendidih (++ 80 80ooC) lalu dialiri gas HC) lalu dialiri gas H22S selama 2 – 3 S selama 2 – 3 menit.menit.

Baik ada endapan / tidak, larutan diencerkan sp Baik ada endapan / tidak, larutan diencerkan sp + + 100 mL100 mL dng aquades sp dng aquades sp keasaman menjadi keasaman menjadi ++ 0,2 N (periksa dng metil lembayung). 0,2 N (periksa dng metil lembayung).

DipanaskanDipanaskan

Dialiri HDialiri H22S selama 10’ kemudian disaringS selama 10’ kemudian disaring

Enda FiltratEnda Filtrat

Pan - Tdk blh mengeluarkan endapan lagi dng HPan - Tdk blh mengeluarkan endapan lagi dng H22S S

Gol. - Lart dimasak u/ menghilangkan HGol. - Lart dimasak u/ menghilangkan H22S (dicek dng kertas Pb asetat)S (dicek dng kertas Pb asetat)

HH22S - Ditambah S - Ditambah + + 2 mL HNO2 mL HNO33 pkt & dimasak 2 – 3’ pkt & dimasak 2 – 3’

- Ditambah - Ditambah ++ 5 mL NH 5 mL NH44ClCl

- Ditambah NH- Ditambah NH44OH sampai alkalis lemahOH sampai alkalis lemah

- Ditambah (NH- Ditambah (NH44))22SS

- Lart dimasak lalu disaring- Lart dimasak lalu disaring

EndapaEndapann

Gol. Gol. (NH(NH44))22SS

FiltratFiltrat

Tidak blh mengeluarkan endapan lagi dng (NHTidak blh mengeluarkan endapan lagi dng (NH44))22SS

Lrt dikisatkan sp Lrt dikisatkan sp ++ 10 mL 10 mL

Ditambah NHDitambah NH44OH dan (NHOH dan (NH44) ) 22COCO33 berlebih berlebih ..

Dipanaskan sebentar pada suhu Dipanaskan sebentar pada suhu ++ 60 60ooCC

Dibiarkan 5’ kemudian disaringDibiarkan 5’ kemudian disaring

Enda FiltratEnda Filtrat

Pan - Larutan dibagi dua secara tidak sama Pan - Larutan dibagi dua secara tidak sama

Gol. - Bag yg sedikit dikisatkan sp kering, residu putih menunjukkanGol. - Bag yg sedikit dikisatkan sp kering, residu putih menunjukkan

(NH(NH44))22COCO33 adanya golongan sisa. adanya golongan sisa.

Larutan contoh

+ HCl encer

EndapanFiltratGol I + H2S/H+ (HCl : 2 0,2 N)

Endapan Filtrat Gol II + NH4Cl, +NH4OH, +(NH4)2S t.b

Endapan Filtrat Gol III + NH4OH, +(NH4)2CO3

EndapanFiltrat

Gol IV

Endapan gol I : PbCl2, Hg2Cl2, AgCl ( berwarna putih)

Endapan gol II : - HgS, PbS dan CuS (berwarna hitam)

- CdS, As2S3, As2S5, dan SnS2 (berwarna kuning)

- Bi2S3 , SnS2 (berwarna sawo matang)

- Sb2S3 dan Sb2S5 (berwarna merah jingga)

Endapan gol III : - FeS, CoS dan NiS (berwarna hitam)

- MnS (warna daging)

- ZnS (putih)

Endapan gol IV : - BaCO3, SrCO3 dan CaCO3 (putih)

Golongan V : K+, Na+, Mg2+ dan NH4+

PEMISAHAN DAN IDENTIFIKASI PEMISAHAN DAN IDENTIFIKASI KATION GOLONGAN IKATION GOLONGAN I

• Endapan mungkin mengandung PbCl2, AgCl, dan Hg2Cl2

• Cuci endapan di atas kertas saring: Mula-mula dengan 2 mL HCl, lalu

2 – 3x dengan sedikit air dingin. Air cucian dibuang.

• Endapan dipindahkan ke dalam gelas kimia kecil tambahkan + 15 mL air,

kemudian panaskan.

• Saring pada keadaan panas

Filtrat:Filtrat:

Mungkin mengandung PbClMungkin mengandung PbCl22. Lart . Lart didinginkan biasanya PbCldidinginkan biasanya PbCl22 keluar sbg keluar sbg kristalkristal

Filtrat dibagi 3 bagian:Filtrat dibagi 3 bagian:

1. + lart K1. + lart K22CrOCrO4 4 PbCrOPbCrO44(p) kuning(p) kuning

(tdk larut dalam CH(tdk larut dalam CH33COOH encer)COOH encer)

2. + lart KI PbI2. + lart KI PbI22(p) kuning (larut (p) kuning (larut dlm air mendidih lart t.b.)dlm air mendidih lart t.b.)

Ketika didinginkan keluar kristal Ketika didinginkan keluar kristal kuning.kuning.

3. + H3. + H22SOSO44 e PbSO e PbSO44(p) putih(p) putih

(larut dlm lrtn amonium asetat)(larut dlm lrtn amonium asetat)

ResiduResidu

Jika hitam terdiri Jika hitam terdiri dari Hg(NHdari Hg(NH22)Cl + Hg)Cl + Hg

Endapan dilarutkan Endapan dilarutkan dlm 3-4 mL air raja dlm 3-4 mL air raja mendidih, encerkan, mendidih, encerkan, saring. Jika perlu + saring. Jika perlu + lart SnCllart SnCl2 2 endapan endapan putih Hgputih Hg22ClCl22 berubah menjadi berubah menjadi putihputih

Hg +Hg +

Filtrat:Filtrat:

Mungkin Mungkin mengandung mengandung [Ag(NH[Ag(NH33))22]Cl]Cl

Lartn dibagi 2:Lartn dibagi 2:

1. Asamkan dng 1. Asamkan dng HNOHNO33e AgCl(p) e AgCl(p)

2. + bbrp tts KI 2. + bbrp tts KI terbentuk AgI terbentuk AgI (kuning muda)(kuning muda)

AgAg

Residu:

- Mungkin mengandung Hg2Cl2 dan AgCl

-Endapan dicuci bbrp kali dng air panas sampai air cucian tidak membbentuk endapan dengan K2CrO4 (tanda bahwa Pb sudah tidak ada)

- Tambahkan 10-15 mL lart NH4OH (1:1) panas pada endapan.

+ +

Lart contoh

Ag+, Pb2+, Hg22+

+ HCl e

Endapan klorida gol I: AgCl, PbCl2, Hg2Cl2

+ air panas

Filtrat mengandung Pb2+

+K2CrO4

PbCrO4 (p) kuning

+KI

PbI2 (p) kuning

+H2SO4

PbSO4 (p) putih

Residu AgCl, Hg2Cl2

+ NH4OH

Lart Ag(NH3)2+ Endapan Hg(NH2)Cl + Hg

+ air raja

+HNO3

AgCl (p) putih

+KI

AgI (p) kuning

HgCl42-

+SnCl2

Hg2Cl2 (p) putih

+ Hg abu-abu

REAKSI PENGENDAPAN KATION GOL I

Ag+ + Cl- AgCl (p) putih

Pb2+ + 2Cl- PbCl2 (p) putih

2 Hg+ + 2 Cl- Hg2Cl2 (p) putih

AgCl + 2 NH3 [ Ag(NH3)2]+ + Cl-

[ Ag(NH3)2]+ + Cl- + 2H+ AgCl (p) + 2 NH4+

Hg2Cl2 + 2 NH3 Hg(NH2)Cl (p) + NH4+ + Cl- + Hg

PEMISAHAN DAN IDENTIFIKASI PEMISAHAN DAN IDENTIFIKASI KATION GOLONGAN II (GOL HKATION GOLONGAN II (GOL H 22 S)S)

Kation : Hg2+, Pb2+, Bi3+, Cu2+, Cd2+, As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Sn2+ dan Sn4+

Kation-kation di atas jika ditambah H2S dan dipanaskan pada kondisi HCl 2 0,2 N menghasilkan endapan sulfidanya.

Sumber H2S antara lain:

1. Reaksi antara FeS dan HCl dalam alat “Kipp”

FeS(s) + 2 HCl (aq) FeCl2(aq) + H2S(g)

2. Hidrolisis tioasetamida

SH ∆

CH3C + H2O CH3COO- + NH4+ + H2S

NH

Sub gol IIA (sub gol Cu)

Gol II Sub gol IIB (sub gol As)

Gol II A

- Hg2+, Pb2+, Bi3+, Cu2+ dan Cd2+

- Sulfida dari sub gol Cu tidak larut dalam amonium polisulfida

(membentuk endapan kuning)

Gol II B

- As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Sn2+, Sn4+

- Sulfida dari sub gol As, larut dalam amonium polisulfida membentuk

garam tio.

- Ion-ion gol II B ini bersifat amfoter

- Oksidanya membentuk garam baik dengan asam maupun dengan basa

Misal : As2O3 + 6 HCl 2 As3+ + 6 Cl- + 3 H2O

As2O3 + 6 OH- 2 AsO33- + 3 H2O

- Semua sulfida dari sub gol As larut dalam (NH4)2S tak berwarna, kecuali

SnS.

SnS (p) + S2- SnS32-

Pengendapan gol II dan III dibedakan atas dasar pengaturan keasaman.

[H+] 2 N

Pengendapan gol II diolah dengan

[H+] 0,2 N (u/ KSP tinggi)

H2S 2 H+ + S2-

Ka = = 6,8 X 10-23

6,8.10-23 = [H+]2 [S2-] = 6,8 . 10-24

6,8 . 10-24

Jika pada suasana HCl 2 M, maka : [S2-] = 22

= 1,7 . 10-24

Jika konsentrasi kation gol II dan III masing-masing 0,1M. Tentukan garam sulfida mana yang mengendap (Bandingkan dengan harga KSP).

][

][][

2

22

SH

SH −+

1,0

][][ 22 −+ SH

SEKIAN DULUSEKIAN DULU

Terima Kasih