TITRASI REDUKSI OKSIDASI OXIDATION- REDUCTION TITRATION

Transkripsi

1 TITRASI REDUKSI OKSIDASI OXIDATION- REDUCTION TITRATION HERMAN, S.Pd., M.Si FARMASI UNMUL

2 TITRASI REDUKSI OKSIDASI

3 TITRASI REDUKSI OKSIDASI DEFINISI analisis titrimetri yang didasarkan pada reaksi reduksi dan oksidasi yang berkaitan dengan perpindahan elektron Titrasi redoks banyak dipergunakan untuk penentuan kadar logam atau senyawa yang bersifat sebagai oksidator atau reduktor.

4 Oksidasi adalah reaksi peningkatan oksigen dan dapat melepaskan elektron serta kenaikan bilangan oksidasi oleh suatu atom, ion atau molekul. Sedangkan reduksi ialah reaksi pelepasan oksigen atau pengambilan elektron serta penurunan bilangan oksidasi oleh suatu atom, ion atau molekul.

5 1. Banyaknya oksigen Berat ekivalen (1 grek) suatu zat adalah banyaknya mol zat dimaksud yang dapat melepaskan atau menerima ½ mol oksigen Contoh : a) KMnO 4 dalam suasana asam H 2 KMnO + 4 K 2 O + 2MnO + 5 O 2 mol KMnO 4 dapat melepaskan 5 mol O maka 1 grek KMnO 4 = 0,2 mol

6 b) Asam oksalat H 2 C 2 O 4 dalam suasana asam teroksidasi sbb : H 2 C 2 O 4 + O 2 CO 2 + H 2 O 1 mol H 2 C 2 O 4 dapat menerima 1 mol oksigen maka 1 grek =1/2 mol

7 2. Banyaknya elektron 1 grek suatu zat adalah banyaknya mol zat dimaksud yang dapat menerima atau melepaskan 1 buah elektron Contoh: a) K 2 Cr 2 O 7 dalam suasana asam Cr 2 O H + +6e - 2 Cr 3+ +7H 2 O 1 mol Cr 2 O 7 2- dapat menerima 6e - maka 1 grek Cr 2 O 7 2- = 1/6 mol

8 b) FeSO 4 teroksidasi menjadi Fe 2 (SO 4 ) 3 Fe 2+ Fe 3+ + e - 1 mol ferro melepaskan 1 elektron maka 1 grek FeSO 4 = 1mol

9 3. Perubahan bilangan oksidasi 1 grek suatu zat adalah banyaknya mol zat dimaksud yang dapat mengalami perubahan 1 satuan bilangan oksidasi Contoh : I 2 2 I - dalam suasana asam 1 grek = ½ mol

10 Prinsip reaksi redoks (Reduksi Oksidasi) Ox 1 + Red 2 Red 1 + Ok 2 ½ reaksi syst reduksi Tereduksi ½ reaksi syst oksidasi teroksidasi Proses oksidasi reduksi terjadi bersama sama pada pelaksanaan TITRASI.

11 Zat pengoksid lemah cenderung kurang shg hanya dpt mengoksidai zat pereduksi yg plg siap menghasilkan e - Kekuatan zat pengoksidasi dan pereduksi di tunjukkan ole nilai potensial reduksi nya.

12 POTENSIAL STANDAR SETENGAH REAKSI Sistem Redoks E o Volt H 2 O 2 + 2H + + 2e - 2 H 2 O 1,77 MnO H + + 3e - MnO 2 + 2H 2 O 1,695 Ce 4+ + e- Ce 3+ 1,6 1 MnO H + + 5e - Mn H 2 O 1,51 Cr 2 O H + + 6e - 2Cr H 2 O 1,3 3 MnO 2 + 4H + 2e - Mn H 2 O 1,23 2IO H e - I2 + 6H 2 O 1,20 H 2 O 2 + 2e - 2OH - 0,88 Cu 2+ + I - + e - CuI 0,86 Fe 3+ + e - Fe 2+ 0,771 O 2 + 2H + + 2e - H 2 O 2 0,682 I 2 (aq) + e- 2I - 0,6197 H 3 AsO 4 + 2H + + 2e - HAsO 2 + 2H 2 O 0,559

13 SETENGAH REAKSI Sistem Redoks E o Volt I e - 3I - 0,5355 Sn e - Sn S 4 O e - S 2 O 2-3 0,08 2H + + 2e - H 2 0,0000 ** Zn e - Zn -0,763 2H 2 O + 2e - H 2 + 2OH - -0,828 ** Normal Hidrogen Elektrode (NHE) atau Standard Hydrogen Elektrode (SHE)

14 TITIK AKHIR TITRASI Titik akhir titrasi dalam titrasi redoks dapat dilakukan dengan membuat kurva titrasi antara potensial larutan dengan volume titrant, atau dapat juga menggunakan indikator.

15 KURVE TITRASI Daerah setelah TE E Volt Daerah Sebelum TE X TE Daerah TE ml titran

16 INDIKATOR Auto indikator Contoh : KMnO4 Indikator spesifik Contoh : Indikator kanji untuk Iodium Indikator redoks yang dapat berbeda warna pada keadaan tereduksi dan teroksidasi. Contoh : difenilamin dan feroin.

17 MACAM-MACAM TITRASI REDOKS DAN APLIKASINYA Permanganometri Dikromatometri Iodo-iodimetri Bromatometri

18 PERMANGANOMETRI Permanganometri adalah titrasi redoks yang menggunakan KMnO 4 sebagai titran. Kalium permanganat adalah oksidator kuat.

19 Mangan mempunyai bilangan oksidasi +2, +3+, +4, +6,dan +7. MnO e - MnO 4 2- MnO H + + 3e - MnO 2 + 2H 2 O MnO H + + 4e - Mn H 2 O MnO H + + 5e - Mn H 2 O Reaksi yang paling umum ditemukan di laboratorium MnO H + + 5e - Mn H 2 O Eo = +1,51 V Permanganat bereaksi secara cepat dengan banyak zat pereduksi berdasarkan reaksi tersebut, namun ada yang perlu pemanasan atau penggunaan katalis untuk mempercepat reaksi.

20 KMnO 4 baik dalam suasana asam maupun basa adalah oksidator kuat dalam suasana asam ion MnO 4 - tereduksi menjadi Mn 2+ sehingga 1 grek KMnO 4 = 1/5 mol dalam suasa basa ion MnO 4 - tereduksi menjadi MnO 2 sehingga 1 grek KMnO 4 = 1/3 mol

21 Contoh Soal Dalam suasana asam besi (II) dititrasi dengan larutan kalium permanganat 0,0206 M, larutan KMnO4 yang diperlukan 40,20 ml. Hitunglah mg besi dalam larutan tersebut?

22 PENYELESAIAN Dalam suasan asam: MnO H + + 5e - Mn H 2 O Fe 2+ Fe3+ + e X1 X5 MnO H + + 5Fe 2+ Mn H 2 O + 5Fe 3+ Pada titik ekivalen: Mol KMnO 4 = M.V

23 Mol KMnO 4 = M.V = 0,0206 M x 40,2 ml = 0,828 mmol 5 mol Fe 1 mol KMnO4 mol Fe yang diperlukan = 5 x 0,828 mmol = 4,14 mmol Banyaknya Fe yang diperlukan adalah: mg = 4,14 mmol x Ar.Fe. mg = 231,8 mgram

24 DIKROMATOMETRI Dikromatometri adalah titrasi redoks yang menggunakan senyawa dikromat sebagai oksidator. Ion dikromat direduksi menjadi ion Cr 3+ yang berwarna hijau. Senyawa dikromat merupakan oksidator kuat tetapi lebih lemah dari permanganat. Cr 2 O H + + 6e - 2Cr H 2 O

25 Keuntungan dikromat sebagai oksidator adalah larutannya sangat stabil dan tersedia dalam bentuk yang cukup murni serta merupakan standar primer Kelemahannya adalah reaksinya lambat. Penggunaan utama titrasi dikromatometri adalah untuk penentuan kadar besi (II) dalam larutan asam klorida.

26 Contoh soal 5 ml larutan beralkohol diencerkan menjadi 1L dalam labu ukur. Etanol (C 2 H 5 OH) dalam 25 ml aliquot didestilasi dalam 50 ml K 2 Cr 2 O 7 0,02 M dan dioksidasi menjadi asam asetat dengan pemanasan. Setelah dingin, 20 ml Fe M dipipetkan kedalam labu. Kelebihan Fe 2+ dititrasi dengan 7,46 ml bikromat. Hitunglah persen (b/v) etanol (Mr=46,07 g/mol) dalam larutan tsb

27 Penyelesaian Jumlah total K 2 Cr 2 O 7 = (50+7,46) ml x 0,02 M = 1,1492 mmol Jumlah K 2 Cr 2 O 7 untuk menitrasi Fe 2+ = 20 ml x 0,1235 x 1/6 = 0,41767 mmol Jumlah K 2 Cr 2 O 7 untuk menitrasi etanol = 1,1492 0,41767 = 0,73153 mmol Reaksinya adalah : 3C 2 H 5 OH + 2Cr 2 O H + 4Cr CH 3 COOH + 11H 2 O

28 massa etanol = 3/2 x 0,73153 mmol x 46,07 g/mol = 50,552 mgram = 0,05 gr Persen etanol = 5 ml 0,05 g etanol sampel x 25 ml/1000 ml x 100% Persen etanol = 40,4 % b/v

29 BROMATOMETRI Garam kalium bromat (KBrO 3 ) adalah oksidator kuat dan zat standar primer Dalam suasana asam tereduksi menjadi garam bromida : BrO H + + 6e - Br - + 3H 2 O 1 grek KBrO 3 = 1/6 mol Titik ekivalen ditandai dgn terjadinya brom bebas (Br 2 ) bewarna kuning muda : BrO H + + 5Br - 3Br 2 + 3H 2 O

30 TITRASI BROMATOMETRI bisa juga menggunakan indikator metil oranye, metil merah, atau indigo karmin. Penggunaan : - Secara langsung utk ion As 3+ dan Sb 3+ BrO As H 2 O Br - + 3H 3 AsO 4 +9H + - Secara tidak langsung untuk ion logam seperti Al 3+, Mg 2+, Cd 2+,Co 2+, Ni 2+, TiO 2+

31 TITRASI BROMATOMETRI Secara tidak langsung 1. Ion logam diendapkan sempurna dengan oksin atau 8-hidroksiquinolin (C 9 H 6 NOH) berlebihan. 2. Endapan dilarutkan kembali dlm lar. HCl 3. Larutan yang mengandung oksin bebas dgn ditambah garam KBr dititrasi dgn larutan KBrO 3 standar

32 Secara tidak langsung Reaksi kimia yg terjadi : 3 C 9 H 6 NOH + 2 BrO Br - 6H 2 O + 3 C 9 H 4 NBr 2 OH Shg 1 grek oksin = ¼ mol Reaksi pengendapan ion logam (M n+ ) dgn oksin : M n+ + n C 9 H 6 NOH M(C 9 H 6 NO) n + nh + shg 1 grek ion M n+ = 1/4n mol

33 Contoh Soal Sampel obat antibiotik sebanyak 0,2981 g mengandung sulfanilamid dilarutkan dalam HCl dan diencerkan hingga 100 ml. 20 ml larutan tersebut dimasukkan dalam sebuah labu dan ditambah 25 ml KBrO 3 0,01767 M. 10 gram KBr ditambahkan untuk membentuk Br 2 yang bereaksi dengan sulfanilamid dalam sampel. Setelah 10 menit, ditambahkan KI berlebihan dan Iodin yang dibebaskan dititrasi dengan 12,92 ml natrium tiosulfat 0,1215 M.

34 Reaksi yang terjadi adalah : BrO Br H + 3 Br H 2 O Br I - 2 Br - + I 2 (KI berlebihan) I S 2 O 3 2- S 4 O I - Hitunglah % NH 2 C 6 H 4 SO 2 (Mr = 172,21 g/mol) dalam antibiotik tersebut?

35 Penyelesaian : Jumlah total Br 2 = 3 x 25 ml x 0,01767 M = 1,32535 mmol mmol Br 2 kelebihan KI = mmol I 2 = ½ mmol tiosulfat = ½ x 12,92 ml x 0,1215 M = 0,78489 Jumlah Br 2 yg dibutuhkan sampel = 1, ,78489 = 0,54036 mmol

36 Massa sulfanilamida = ½ x 0,54036 mmol x 172,21 = 46,53 mg % sulfanilamida = (46,53/298)x(100/20)x100% = 80,5%

37 IODO-IODIMETRI Iodometri larutan standar Na 2 S 2 O 3 Iodimetri larutan standar Iodium (I 2 ) Indikator larutan amilum (kanji) Reaksi yang terjadi dalam iodo-iodimetri : 2 S 2 O I 2 S 4 O I - I 2 + 2e - 2I - 1 grek I 2 = ½ mol 2 S 2 O 2-3 S 4 O e - 1 grek = 1 mol

38 TITRASI IODO-IODIMETRI Larutan standar I 2 dapat digunakan untuk penetapan langsung beberapa reduktor: H 2 S + I 2 S + 2I - + 2H + Sn 2+ + I 2 Sn I - H 3 AsO 3 + H 2 O + I 2 HAsO I - + 4H + Natrium tiosulfat mudah diperoleh dalam keadaan murni, tetapi kandungan air kristalnya tidak selalu tetap, sehingga garam tersebut bukan merupakan standar primer

39 Contoh Untuk menentukan banyaknya K 2 Cr 2 O 7 yang terkandung dalam suatu larutan, ke dalam suatu larutan dimaksud ditambahkan KI berlebihan dan diasamkan. Bila I 2 yg terjadi dapat dititrasi dgn 48,8 ml lar.standar Na 2 S 2 O 3 0,1N A. bagaimana reaksi kimia yang terjadi? B. berapa gram K 2 Cr 2 O 7 terkandung dalam larutan

40 Penyelesaian A. Reaksi yg terjadi dalam larutan : Cr 2 O I H + 2Cr I 2 + 7H 2 O 2 S 2 O I 2 2I - + S 4 O 2-6 B. Na 2 S 2 O 3 = 48,8 ml x 0,1N = 4,88 mgrek K 2 Cr 2 O 7 = 4,88 mgrek = 4,88/6 mmol K 2 Cr 2 O 7 = 4,88/6 x 294 = 239,1 mgram

41