PENENTUAN KADAR Fe2+ DALAM GARAM BESI (II)

Hari,tanggal               : Jumat, 30 Mei 2014

Tujuan                       :

a.              Melakukan standarisasi dengan titrasi Permanganometri

b.             Menetapkan kadar ion kupri (Fe²⁺) dalam garam besi pada sampel dengan titrasi Permanganometri

Prinsip                        :

Ion ferro dalam sampel dalam suasana asam dan suhu 70°C, dapat mereduksi MnO₄^- pada KMnO₄ menjadi Mn²⁺. KMnO₄ tersebut juga bertindak sebagai autoindikator. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut      :

     MnO₄^-_(aq) + 5Fe²⁺_(aq) + 8H⁺ → Mn²⁺_(aq) + 5Fe³⁺_(aq) +     4H₂O_(l)

Apabila Fe²⁺ dalam sampel telah habis, maka kelebihan kalium permanganat akan membuat larutan menjadi berwarna merah muda. Sehingga pada saat terjadi perubahan warna larutan menjadi merah muda stabil, titrasi dihentikan, dan volume titran dicatat.

Tinjauan pustaka      :

Penetapan kadar zat dalam praktek ini berdasarkan reaksi redoks dengan KMnO₄ atau dengan cara permanganometri. Permanganometri merupakan metode titrasi dengan menggunakan kalium permanganat, yang merupakan oksidator kuat sebagai titran. Titrasi ini didasarkan atas reaksi oksidasi ion permanganat . Kalium permanganat telah digunakan sebagai pengoksida secara meluas lebih dari 100 tahun. Reagensia ini mudah diperoleh, murah dan tidak memerlukan indikator kecuali bila digunakan larutan yang sangat encer. Permanganat dapat bereaksi secara beraneka, karena mangan dapat memiliki keadaan oksidasi +2, +3, +4, +6, dan +7 .

Pereaksi kalium permanganat merupakan pereaksi baku sekunder.  Kalium permanganat sukar diperoleh secara murni dan bebas sama sekali dari mangan oksida. Lagipula, air suling yang digunakan mungkin mengandung zat-zat pereduksi yang akan bereaksi dengan kalium permanganat dan membentuk mangan dioksida. Kalium permanganat dapat bertindak sebagai indikator dan umumnya titrasi dilakukan dalam suasana asam karena akan lebih mudah mengamati titik akhir titrasinya. Namun ada beberapa senyawa yang lebih mudah dioksidasi dalam suasana netral atau alkalis contohnya hidrasin, sulfit, sulfida, sulfida dan tiosulfat.

Penetapan kadar zat ini dilakukan untuk menentukan kadar reduktor dalam suasana asam dengan penambahan asam sulfat encer, karena asam sulfat tidak bereaksi terhadap permanganat dalam larutan encer. Pembuatan larutan KMnO₄ dibuat dengan melarutkan KMnO₄ dalam sejumlah air, dan mendidihkannya selama beberapa jam dan kemudian endapan MnO₂ disaring. Larutan KMnO₄ yang diperoleh dibakukan dengan cara mentitrasinya dengan natrium oksalat yang dibuat dengan pengenceran kristalnya pada suasana asam. Pada pembakuan larutan KMnO₄ 0,1 N, natrium oksalat dilarutkan kemudian ditambahkan dengan asam sulfat pekat, kemudian dititrasi dengan KMnO₄ sampai larutan berwarna merah jambu pucat. Setelah didapat volume titrasi, maka dapat dicari normalitas KMnO₄ .

Dalam suasana asam atau [H+] ≥ 0,1 N, ion permanganat mengalami reduksi menjadi ion mangan (II) sesuai reaksi :

MnO^4- + 8H⁺ + 5^e- → Mn²⁺ + 4H₂O Eo = 1,51 Volt                

Dalam suasana netral, ion permanganat mengalami reduksi menjadi mangan dioksida seperti reaksi berikut :

MnO^4- + 4H⁺ + 3e^-  → MnO₂ + 2H₂O Eo = 1,70 Volt

     Dalam suasana basa atau [OH-] ≥ 0,1 N, ion permanganat akan mengalami reduksi sebagai berikut:

MnO^4- + e^- → MnO₄^2- Eo = 0,56 Volt

Asam sulfat adalah asam yang paling sesuai, karena tidak bereaksi terhadap permanganat dalam larutan encer. Dengan asam klorida, ada kemungkinan terjadi reaksi :

2MnO^4- + 10Cl^- + 16H⁺ → 2Mn²⁺ + 5Cl₂ + 8H₂O

dan sedikit permanganat dapat terpakai dalam pembentukan klor. Reaksi ini terutama berkemungkinan akan terjadi dengan garam-garam besi, kecuali jika tindakan-tindakan pencegahan yang khusus diambil. Dengan asam bebas yang sedikit berlebih, larutan yang sangat encer, temperatur yang rendah, dan titrasi yang lambat sambil mengocok terus-menerus, bahaya dari penyebab ini telah dikurangi sampai minimal. Pereaksi kalium permanganat bukan merupakan larutan baku primer dan karenanya perlu dibakukan terlebih dahulu. Pada percobaan ini untuk membakukan kalium permanganat dapat digunakan natrium oksalat yang merupakan standar primer yang baik untuk permanganat dalam larutan asam .

Penentuan besi dalam biji-biji besi adalah salah satu aplikasi terpenting dalam titrasi-titrasi permanganat. Asam yang baik untuk melarutkan biji besi adalah asam klorida dan timah (II) klorida sering ditambahkan untuk membantu proses kelarutan. Sebelum dititrasi dengan permanganat setiap besi (III) harus di reduksi menjadi besi (II). Reduksi ini dapat dilakukan dengan timah (II) klorida. Jika larutannya mengandung asam klorida seperti yang sering terjadi reduksi dengan timah (II) klorida akan lebih memudahkan. Kalium permanganat merupakan oksidator kuat dalam larutan yang bersifat asam lemah, netral atau basa lemah. Dalam larutan yang bersifat basa kuat, ion permanganat dapat tereduksi menjadi ion manganat yang berwarna hijau. Titrasi harus dilakukan dalam larutan yang bersifat asam kuat karena reaksi tersebut tidak terjadi bolak balik.

Beberapa ion logam yang tidak dioksidasi dapat dititrasi secara tidak langsung dengan permanganometri seperti :

1.                       Ion-ion Ca, Ba, Sr, Pb, Zn, dan Hg (I) yang dapat diendapkan sebagai oksalat. Setelah endapan disaring dan dicuci, dilarutkan dalam H₂SO₄ berlebih sehingga terbentuk asam oksalat secara kuantitatif. Asam oksalat inilah yang akhirnya dititrasi dan hasil titrasi dapat dihitung banyaknya ion logam yang bersangkutan.

2.                       Ion-ion Ba dan Pb dapat pula diendapkan sebagai garam khromat. Setelah disaring, dicuci, dan dilarutkan dengan asam, ditambahkan pula larutan baku FeSO₄ berlebih. Sebagian Fe²⁺ dioksidasi oleh khromat tersebut dan sisanya dapat ditentukan banyaknya dengan menitrasinya dengan KMnO₄.

Alat                             :

·               Timbangan analitik,

·                Erlenmeyer

·               gelas beaker

·               buret, labu ukur

·               Pipet Volume

·               pipet tetes.

Bahan                         :

·               Larutan H₂C₂0₄.2H₂0

·               larutan KMnO₄

·               larutan H₂S0₄ 1N

·               aquadest.

Prosedur                    :

A.           Titrasi Standarisasi

1.             Menimbang dengan teliti sejumlah massa asam oksalat sesuai perhitungan untuk mendapatkan larutan asam oksalat 0.1000 N.

2.             Melarutkan dengan teliti asam oksalat tersebut pada gelas beaker.

3.             Memindahkan pada labu takar dengan volume yang sesuai dan tambahkan aquades hingga tanda tera. Kocok hingga homogen.

4.             Menyiapkan larutan KMnO₄ 0.1 N. mengisi buret dengan larutan tersebut.

5.             Memipet sebanyak 10.0 mL larutan standar asam oksalat, meletakkan pada erlenmeyer. Menambahkan 25 mL H₂SO₄ 1 N.

6.             Memanaskan larutan dalam erlenmeyer hingga 70 ºC.

7.             Menitrasi larutan dalam erlenmeyer dalam keadaan panas, dengan larutan KMnO₄ hingga terjadi perubahan warna larutan menjadi merah muda stabil. Mencatat volume titrasi dan menghitung konsentrasi larutan KMnO₄.

B.            Titrasi Penetapan Kadar

1.             Mengisi buret dengan larutan standar KMnO₄.

2.             Menimbang dengan teliti 2 gram sampel yang sebelumnya telah dihaluskan. Melarutkan dalam aquades hingga volume 500.0 mL.

3.             Memipet 100.0 mL larutan sampel dan memindahkan pada erlenmeyer. Menambahkan 25 mL H₂SO₄ 1N.

4.             Menitrasi larutan sampel dengan larutan standar KMnO₄ hingga terjadi perubahan warna larutan menjadi merah muda stabil. mencatat volume titrasi.

C.           Perhitungan                

1.             Pembuatan Reagen

a.             500 mL H₂SO₄.2H₂O 0.1 N

ü   m        V  N  BE

 0.5  0.1  

 3.15175 g

ü   Massa hasil penimbangan 3.1840 g

ü   Normalitas sebenarnya

N        

 

 0.1010 N

b.             2 L KMnO₄ 0.1 N

ü   m        N  V  BE

 0,1 N  2 L

 6,3360 gram

2.             Titrasi Standarisasi

ü   Larutan standar primer(1)                H₂C₂O₄.2H₂O 0,1010 N

ü   Larutan standar sekunder(2)            KMnO₄ 0,1 N

ü   V1  10,0 mL

ü   V2  10,61 mL

ü   V₁  N₁                    V₂ N₂

10,0 mL  0,1010 N    10,61 mL  N₂

                             N₂         0,0952 N

3.             Titrasi Penetapan Kadar

ü   Massa sampel  2,0033 g  2003,3 mg

ü   Volume larutan sampel  500 mL

ü   Volume sampel untuk titrasi  100,00 mL

ü   Volume titran  10,91 mL

ü   Normalitas titran 0,0952 N

ü   Kadar Fe²⁺    100

  100

                

                  7,26

Pembahasan              :

·                Pembakuan

Setelah larutan KMnO₄ dibuat, selanjutnya larutan tersebut dibakukan dengan menggunakan  H₂C₂O₄. Penggunaan natrium oksalat ini karena natrium oksalat merupakan bahan pembakuan yang baik untuk membakukan KMnO₄ dan dapat diperoleh dalam keadaan yang murni. Reaksi ini dapat dilakukan tanpa penambahan indikator, karena KMnO₄ yang merupakan zat pengoksidasi yang sangat kuat mampu bertindak sebagai indikator. Oleh karena itu pada reaksi ini tidak ditambahkan indikator apapun dan langsung dilakukan titrasi.

Langkah yang pertama dilakukan, membuat larutan H₂C₂O₄ sebagai larutan standar primer. Kemudian pipet sebanyak 10.0 mL larutan standar asam oksalat, letakkan pada erlenmeyer. Tambahkan 25 mL H₂SO₄ 1 N.

Selanjutnya, larutan tersebut dipanaskan sampai pada suhu 70. Hal ini karena reaksi akan berjalan lambat dalam suhu ruangan sehingga larutan biasanya dipanaskan sampai 70° C (suhu tidak boleh kurang dari 60). Namun pada suhu yang lebih tinggi, reaksi mulai melambat, tetapi kecepatannya meningkat saat ion Mn2+ terbentuk.

Setelah itu, dititrasi dengan KMnO4 secara perlahan-lahan dan diaduk secara tetap sampai timbul warna merah muda stabil . Titrasi dihentikan saat titrat yang tak berwarna berubah menjadi merah muda stabil. Warna ungu tua ion permanganat menjadikan permanganat sendiri sebagai indikator. pada titrasinya. Satu tetes berlebih sudah dapat menghasilkan warna yang terang pada titik akhir titrasi.

                       

·                Penetapan Kadar FeSO₄

Penetapan kadar FeSO₄ dilakukan dengan melarutkan 2 g FeSO₄ dengan 500 mL. Kemudian Pipet 25.0 mL larutan sampel dan pindahkan pada erlenmeyer. Tambahkan 25 mL H₂SO₄ 1N. Setelah itu, dititrasi dengan KMnO4 sampai timbul warna merah muda yang tetap.

Adapun sumber-sumber kesalahan pada titrasi permanganometri, antara lain terletak pada: Larutan standar sekunder KMnO₄ pada buret. Apabila percobaan dilakukan dalam waktu yang lama, larutan KMnO₄ pada buret yang terkena sinar akan terurai menjadi MnO₂ sehingga pada titik akhir titrasi akan diperoleh pembentukan presipitat coklat yang seharusnya adalah larutan berwarna merah muda stabil. Penambahan KMnO₄ yang terlalu cepat pada larutan seperti H₂C₂O₄ yang telah ditambahkan H₂SO₄ dan telah dipanaskan cenderung menyebabkan reaksi antara MnO4- dengan Mn2+

MnO^4- + 3Mn²⁺ + 2H₂O ↔ 5MnO₂ + 4H⁺

Pemberian KMnO₄ yang terlalu lambat pada larutan H₂C₂O₄ yang telah ditambahkan H₂SO₄ dan telah dipanaskan mungkin akan terjadi kehilangan oksalat karena membentuk peroksida yang kemudian terurai menjadi air.

Kesimpulan                :

v   Didapatkan konsentrasi KMnO₄ sebenarnya adalah 0,0952 N

v   Didapatkan Kadar FeSO₄ dalam sampel adalah 7,26

Daftar pustaka          :

Basset. J etc. 1994. Buku Ajar Vogel, Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC

Day, R. A. dan Underwood, A. L. 1999. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta : Erlangga.

Gandjar, I.G dan Rohman, A. 2007. Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta : Pustaka Pelajar

Svehla, G. 1995. Vogel Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimakro. Jakarta : Kalman Media Pustaka..

Wunas, Y dan S, Susanti. 2011. Analisa Kimia Farmasi Kuantitatif (revisi kedua). Makassar : Universitas Hasanuddin