GRAVIMETRI Metode analisis gravimetri adalah suatu metode analisis yang didasarkan pada pengukuran berat, yang melibatkan: pembentukan, isolasi dan pengukuran berat dari suatu endapan
Kinerja Metode Gravimetri • Relatif lambat • Memerlukan sedikit peralatan ⇒ Neraca dan oven • Tidak memerlukan kalibrasi ⇒ Hasil didasarkan pada berat molekul • Akurasi 1-2 bagian per seribu • Sensitivitas: analit > 1% • Selektivitas: tidak terlalu spesifik
Soluble dan insoluble Bila suatu zat terlarut larut sangat sedikit dalam pelarut (kurang dari 0,1 gram zat terlarut dalam 1000 g pelarut) maka zat itu disebut sukar larut (insoluble). Berikut ini adalah aturan kelarutan senyawa ionik dalam pelarut air pada suhu kamar (25oC)
Solubility Rules (untuk senyawa ionik dalam pelarut air pada suhu 25oC) Semua senyawa logam alkali (grup 1A) soluble Semua senyawa amonium (NH4+) soluble Semua senyawa NO3-, clo3- dan clo4- soluble Semua senyawa NO2- soluble kecuali Ag+ Semua senyawa asetat soluble kecuali Ag+ , Hg22+, Bi3+ Senyawa Cl-,Br-,I- soluble kecuali: Ag+, Hg22+, Pb2+ Senyawa SO42- soluble kecuali: Ca,Ag (slight.sol), Ba, Hg2+, Pb (insoluble) Senyawa OH- insoluble kecuali: 1A, NH4+, Ba (soluble) Ca (slightly soluble) Senyawa oksida insoluble kecuali: 1A, Ba2+, Ca2+, Sr2+ Senyawa CO32-, PO43-, S2- insoluble kecuali: 1A, NH4+ (logam 1A adalah Na+, K+)
Sonny Widiarto, 2009
Kimia Analitik
1
SOAL: Golongkan senyawa ionik berikut sebagai soluble, slightly soluble atau insoluble Perak sulfat, Kalsium kabonat, Natrium fosfat CuS ; Ca(OH)2 ; Zn(NO3)2
Solubility Product (hasil kali kelarutan) Untuk suatu kesetimbangan kelarutan (endapan) berikut : AgCl(s)
Ag+ (aq) + Cl- (aq)
semua AgCl yang terlarut, terdisosiasi sempurna
Ksp = [Ag+] [Cl-] Q (hasilkali ion-ion) Q
unsaturated solution
[Ag+] [Cl-] < 1,6 x 10-10
Q = Ksp
saturated solution
[Ag+] [Cl-] = 1,6 x 10-10
Q > Ksp
supersaturated solution
[Ag+] [Cl-] > 1,6 x 10-10
AgCl mengendap bila sampai [Ag+] [Cl-] = 1,6 x 10-10
Kelarutan molar perak sulfat adalah 1,5 x 10-2 mol/L. Hitung Kspnya Jawab: terlebih dahulu tuliskan persamaan kesetimbangan kelarutannya: Ag2SO4(s)
2 Ag+(aq) + SO42-(aq)
dari stoikiometri diketahui 1 mol Ag2SO4 menghasilkan 2 mol Ag+ dan 1 mol SO42-. Maka jika 1,5 x 10-2 mol Ag2SO4 dilarutkan dalam 1 liter larutan, konsentrasinya [Ag+] = 2 x 1,5 x 10-2 = 3 x 10-2 M [SO42-] = 1,5 x 10-2 M sekarang kita dapat menghitung konstanta hasil kali kelarutannnya Ksp = [Ag+]2 [SO42-] = (3 x 10-2)2 (1,5 x 10-2) = 1,4 x 10-5
Kelarutan dari kalsium sulfat(136,2 g/mol) adalah 0,67 g/L. Hitung Kspnya Jawab: terlebih dahulu hitung banyaknya mol CaSO4 yang terlarut dalam 1 liter larutan
0,67 g CaSO4 1 mol CaSo4 x = 4,9 x 10-3 mol/L 1L larutan 136,2 g CaSO4 Dari kesetimbangan kelarutan CaSo4, setiap 1 mol CaSo4 menghasilkan 1 mol Ca+ dan 1 mol SO42-
Sonny Widiarto, 2009
Kimia Analitik
2
Ca+(aq) + So42-(aq) maka pada kesetimbangan konsentrasi ion-ionnya adalah
CaSo4 (s)
[Ca+] = 4,9 x 10-3 dan [SO42-] = 4,9 x 10-3 maka Ksp = [Ca+] [SO42-] = (4,9 x 10-3)(4,9 x 10-3) = 2,4 x 10-5
Hubungan antara Ksp dan kelarutan molar (molar solubility) (s) Q +
-
kation
anion
Ksp 2
kelarutan
AgCl
[Ag ][Cl ]
s
s
Ksp= s
s=(Ksp)1/2
Ag2CO3
[Ag+]2 [CO32-]
2s
s
Ksp= 4s2
s=(Ksp/4)1/3
PbF2
[Pb2+][F-]2
s
2s
Ksp= 4s2
s=(Ksp/4)1/3
Al(OH)3
[Al3+][OH-]3
s
3s
Ksp= 27s4
s=(Ksp/27)1/4
Ca3(PO4)2
[Ca2+]3[PO43-]2
3s
2s
Ksp= 108s5
s=(Ksp/108)1/5
PROSEDUR GRAVIMETRI • Penyiapan larutan • Pengendapan • Pencernaan • Penyaringan • Pencucian • Pengeringan / pemanggangan • Penimbangan • Perhitungan
PENYIAPAN LARUTAN pH sangat berpengaruh pada kelarutan endapan
CaC2O4 insoluble pada pH > C2O4 membentuk asam lemah pada pH<
8-hidroksikuinolin (oksin) mengendapkan sejumlah besar unsur, tetapi dengan pengontrolan pH, unsur-unsur dapat diendapkan secara selektif
Sonny Widiarto, 2009
Kimia Analitik
3
PENGENDAPAN ENDAPAN YANG DIKEHENDAKI: 1. Mudah disaring dan dibersihkan dari pengotor 2. Memiliki kelarutan cukup rendah sehingga tidak ada analit yang terbuang pada saat penyaringan dan pencucian 3. Tidak reaktif terhadap udara 4. Setelah dikeringkan atau dibakar, menghasilkan produk yang diketahui komposisinya AGEN PENGENDAP Agen pengendap spesifik: bereaksi hanya dengan satu spesi kimia (jarang) Agen pengendap selektif: bereaksi dengan spesi tertentu UKURAN PARTIKEL Endapan yang dapat disaring harus memiliki ukuran partikel yang cukup besar
Ion-ion dalam larutan 10-8 cm (Å)
Partikel koloid 10-7-10-4cm
Endapan kristalin 10-4 cm
Von Weimarn menemukan bahwa ukuran partikel endapan berbanding terbalik dengan kelewatjenuhan relatif dari larutan
RELATIVE SUPERSATURATION =
Q-S S
Dimana: Q = konsentrasi spesi S = kesetimbangan kelarutan RSS dapat digunakan untuk memperkirakan/ mengontrol endapan yang terbentuk Jika RSS >> endapan berbentuk koloid Jika RSS << endapan berbentuk kristalin FAKTOR YANG MEMPENGARUHI UKURAN ENDAPAN Untuk memperoleh endapan yang besar RSS<< S↑ ↑ DAN Q↓ ↓
Sonny Widiarto, 2009
Kimia Analitik
4
S↑ ↑
suhu ditingkatkan (pemanasan larutan) pH rendah
Q↓ ↓
pengendapan dari larutan encer, penambahan reagen sedikit demi sedikit disertai pengadukan
MEKANISME PEMBENTUKAN ENDAPAN Terbentuknya endapan dimulai dari terbentuknya larutan lewat jenuh (super saturated solution).
Nukleasi, sejumlah partikel (ion, atom atau molekul) membentuk inti mikroskopik dari fasa padat, semakin tinggi derajat lewat jenuh, semakin besar laju nukleasi. Pembentukan nukleasi dapat secara langsung atau dengan induksi
spontan
induksi
Proses pengendapan selanjutnya merupakan kompetisi antara nukleasi dan PARTICLE GROWTH PARTICLE GROWTH: Begitu suatu situs nukleasi terbentuk, ion-ion lain tertarik sehingga membentuk partikel besar yang dapat disaring
Apabila nukleasi yang lebih dominan maka partikel kecil yang banyak, bila particle growth yang lebih dominan maka partikel besar yang dihasilkan. Jika pengendapan terbentuk pada RSS relatif besar maka nukleasi merupakan mekanisme utama sehingga endapan yang dihasilkan berupa partikel kecil Sonny Widiarto, 2009
Kimia Analitik
5
ENDAPAN KOLOID Contoh: AgNO3 + NaCl
AgCl + NaNO3
AgCl cenderung membentuk endapan koloid
Partikel perak klorida
Lapisan adsorpsi primer Lapisan counter ion Air Pada awalnya hanya terdapat sangat sedikit Cl- bebas di dalam larutan disebabkan Ag+ berlebih Lapisan terluar dari endapan yang mengandung kedua ion cenderung untuk menarik Ag+ ke lapisan primer
Sonny Widiarto, 2009
Kimia Analitik
6
NO3-
NO3NO3Ag+ H+ Ag+
NO3-
NO3-
NO3-
Ag+
Ag+
H+
LAPISAN ADSORPSI NO 3 PRIMER Ag+
Ag+
Cl-
Ag+
Cl-
Ag+
Cl-
Ag+
Cl-
Cl-
Ag+
Cl-
Ag+
Cl-
Ag+
Cl-
Ag+
Ag+
Cl-
Ag+
Cl-
Ag+
Cl-
Ag+
Cl-
Cl-
Ag+
Cl-
Ag+
Cl-
Ag+
Cl-
Ag+
Ag+
Cl-
Ag+
Cl-
Ag+
Cl-
Ag+
Cl-
NO3Ag+
NO3Ag+
NO3Ag+
Ag+ NO3-
Ag+
NO3-
NO3NO3-
Ukuran koloid dapat ditingkatkan dg pemanasan, pengadukan dan penambahan elektrolit Proses merubah koloid sehingga dapat disaring disebut koagulasi atau aglomerasi KOAGULASI
Beberapa koloid bila berkoagulasi, mengangkut turun sejumlah besar air menghasilkan endapan mirip selai / gel.
Liofilik/hidrofilik/emulsoid: koloid yg mempunyai afinitas kuat terhadap pelarut/air contoh: Fe(OH)3
liofobik/suspensoid: koloid yg mempunyai afinitas terhadap pelarut/air rendah, contoh: AgCl
Suspensi koloid stabil karena partikelnya bermuatan sama Muatan tersebut dihasilkan dari kation atau anion yang terikat ke permukaan partikel proses yg dinamakan adsorpsi NaCl ditambahkan pada larutan AgNO3 maka AgCl yang terbentuk bermuatan positip (adanya ion Ag+ berlebih dalam larutan). Muatan akan berubah negatip bila NaCl ditambahkan terus ke dalam larutan Lapisan adsorpsi primer dan lapisan counter-ion membentuk electric double layer yg menstabilisasi koloid Sonny Widiarto, 2009
Kimia Analitik
7
Dua pendekatan yang biasa dipakai agar koloid berkoagulasi: 1. Pemanasan disertai pengadukan secara nyata menurunkan jumlah ion yang terabsorb per partikel mengurangi ukuran lapisan counter ion, shg memudahkan partikel untuk berdekatan. Pemanasan mengakibatkan berkurangnya jumlah ion yg teradsorpsi mengurangi double layer 2. Meningkatkan konsentrasi elektrolit larutan senyawa ionik yang tidak mengganggu dapat ditambahkan ke dalam larutan. Hal ini dapat menetralisasikan partikel. PENAMBAHAN ELEKTROLIT YG SESUAI AKAN MENGURANGI DOUBLE LAYER
PEPTISASI KOLOID Proses dimana koloid yg terkoagulasi kembali ke keadaan semula terjadi pada saat pencucian, elektrolit menghilang, lapisan counter ion membesar (ini merupakan suatu dilema) Untuk menghindarinya:
Menggunakan elektrolit volatil
Pencernaan (digestion)
Penuaan (aging)
Garam volatil dapat digunakan semasa pencucian. Hal ini utk menggantikan counter ion berlebih. Elektrolit akan hilang bersama dengan pengeringan endapan. Sebagai contoh endapan AgCl dapat dicuci dengan larutan HCl atau asam nitrat. Pengeringan pada suhu 110oC akan menghilangkan HCl.
Pencernaan : pemanasan larutan ± 1 jam setelah pembentukan endapan. Hal ini membantu untuk menghilangkan air yang terikat pada endapan
Penuaan: penyimpanan larutan tanpa pemanasan, selama semalam. Hal ini memberi kesempatan pengotor untuk keluar dari endapan
ENDAPAN KRISTALIN PADATAN KRISTALIN DAPAT MENINGKAT DENGAN CARA: 1. Meminimasi Q gunakan larutan encer, penambahan reagen perlahan, pengadukan 2. Memaksimalisasi S pemanasan , pengaturan pH 3. Digestion menghasilkan endapan yg lbh murni dan mudah disaring
Sonny Widiarto, 2009
Kimia Analitik
8
KOPRESIPITASI Fenomena dimana senyawa soluble ikut mengendap bersama dengan analit (senyawa tersebut bukanlah merupakan material yang seharusnya mengendap) Contoh: H2SO4 ditambahkan pada BaCl2 yang mengandung sedikit nitrat, ternyata endapan BaSO4 mengandung BaNO3 (nitrat itu dikopresipitasikan bersama dengan sulfatnya)
4 JENIS KOPRESIPITASI: SURFACE ADSORPTION, MIXED CRYSTAL FORMATION (proses kesetimbangan), OCCLUSION DAN MECHANICAL ENTRAPMENT (kinetika dari crystal growth) SURFACE ADSORPTION Terjadi apabila ion-ion yang teradsorpsi ditarik ke bawah bersama-sama endapan selama proses koagulasi sehingga permukaaan endapan mengandung ion-ion yang teradsorpsi. Keadaan ini sering terjadi pada koloid terkoagulasi (memiliki luas permuakaan yang luas yg terbuka kepada pelarut). Contohnya pada endapan AgCl, akan mengandung sedikit nirat. Pada penentuan Cl- terbentuk endapan AgCl (koloid terkoagulasi) terkontaminasi dengan ion Ag+ bersama dengan NO3+ atau ion lain yang terdapat pada lapisan counter-ion sehingga AgNO3 ikut mengendap. Untuk menguranginya dg: 1. Digestion memperkecil luas permukaan 2. Pencucian dengan larutan yg mengandung elektrolit volatil, menggantikan elektrolit nonvolatil. Contoh pada penentuan Ag+ dengan menambah Cl- dimana spesi teradsorpsi yg utama adalah Cl-. Penambahan larutan asam akan menggantikan lapisan counter-ion dg H+, shg kedua ion tsb yg berada pada double layer membentuk HCl yang volatil 3. Represipitasi atau presipitasi ganda. Endapan yang sudah disaring dilarutkan kembali untuk kemudian diendapkan kembali. Cara ini efektif mengatasi kopresipitasi pada pengendapan oksida hidrous besi(III) dan alumunium yang terkontaminasi dg kation logam berat spt Zn Cd dan Mn MIXED-CRYSTAL FORMATION Satu dari ion yg terdapat pada kisi kristal dari endapan digantikan dg ion lain yg memiliki muatan dan ukuran yg hampir sama. Kehadiran ion-ion yang serupa dapat menggantikan analit yang dikehendaki di dalam kisi kristal selama proses pengendapan. Kedua garam memiliki golongan kristal yg sama. Contoh dalam penentuan sulfat sebagai BaSO4 kehadiran ion Pb atau Sr menyebabkan suatu kristal campur yang mengandung PbSO4atau SrSO4 Contoh lain: MgKPO4 pada endapan MgNH4PO4, SrSO4 pada BaSO4, MnS pada CdS.
Sonny Widiarto, 2009
Kimia Analitik
9
Mengatasinya dengan menghilangkan ion ion-ion ion yang kemungkinan mjd kontaminan sebelum dilakukannya pengendapan atau mengganti agen pengendap yang tidak menghasilkan pembentukan mixed-crystal OCCLUSION
jadi pada saat pertumbuhan kristal berlangsung cepat, ion ion-ion ion asing pada counter-ion counter Terjadi kemungkinan terperangkap di dalam kristal yg tumbuh. Jika pertumbuhan kristal terlalu cepat, beberapa counter ion tidak memiliki waktu untuk terlepas dari permukaan.
MECHANICAL CHANICAL ENTRAPMENT
Terjadi karena beberapa kristal yg tumbuh terletak berdekatan sehingga memerangkap molekul pelarut. Walaupun pelarut dapat dihilangkan dengan pengeringan namun ion yang terperangkap akan tetap dalam endapan Oklusi dan mechanical entrapment rapment dapat diminimasi jika kecepatan pertumbuhan kristal diperlambat kondisi lewat jenuh yg rendah Juga dg digestion, represipitasi yg tjd pada suhu tinggi membuka kantong perangkap dan memberikan kesempatan larutan keluar
PERHITUNGAN GRAVIMETRI Perhitungan tungan gravimetri secara sederhana merupakan pengembangan dari perhitungan stoikhiometri
Sonny Widiarto, 2009
Kimia Analitik
10
Faktor stoikhiometri lebih didasarkan pada jumlah (dalam mol) analit yang terdapat dalam endapan yang ditimbang Mol analit dalam endapan x BM analit Faktor gravimetri =
BM endapan
untuk lebih jelasnya lihat soal 5 Setelah sampel berisi analit yang dikehendaki diperoleh, lakukan penimbangan Tahap berikutnya, merubah sampel ke bentuk yang dapat ditimbang (dalam hal ini: endapan) Bila endapan yang didapat adalah analit yang dikehendaki maka % Analit = (berat Analit / berat sampel) x 100 % Biasanya endapan yang didapat mengandung analit bersama dengan unsur lain. Untuk itu, berat analit ditentukan dengan faktor gravimetri
Perhitungan Stoikhiometri Berikut ini adalah contoh soal yang melibatkan konsep mol 1) berapa mol atau milimol yang terkandung dalam 2 gram asam benzoat murni (122,1 g/mol) ? jawab: untuk memudahkan, asam benzoat dinotasikan sebagai HBz mol HBz = 2 g HBz x
1 mol HBz 122,1 g HBz
= 0,0164 mol HBz
2) berapa gram Na+ ( 22,99 g/mol) terkandung dalam 25 g Na2SO4 (142,0 g /mol) jawab: dari rumus kimianya terlihat bahwa setiap mol Na2SO4 terkandung 2 mol Na+.
g Na+ = 8,10 g 3) (a) berapa berat AgNO3 (169,9 g/mol) yang dibutuhkan untuk bereaksi dengan 2,33 g Na2CO3 (106,0 g/mol) menghasilkan Ag2CO3 dan (b) berapa berat Ag2CO3 akan terbentuk jawab: reaksi yang terjadi adalah reaksi pembentukan endapan
Sonny Widiarto, 2009
Kimia Analitik
11
2 AgNO3 (aq) + Na2CO3 (aq) Ag2CO3 (s) + 2 NaNO3 (aq) g AgNO3 = 2,33 g Na2CO3 x
1 mol Na2CO3
x
106,0 g Na2CO3
2 mol AgNO3 1 mol Na2CO3
x
169,9 g AgNO3 1 mol AgNO3
g AgNO3 = 7,47 g mol Ag2CO3 = mol Na2CO3 = 0,02198 mol g Ag2CO3 = 0,02198 mol Ag2CO3 x
275,7 g Ag2CO3 1 mol Ag2CO3
g Ag2CO3 = 6,06 g 4) Suatu sampel deterjen fosfat seberat 0,3516 g dibakar untuk menghilangkan zat-zat organiknya. Residunya kemudia dimasukkan dalam HCl panas, sehingga semua P berubah menjadi H3PO4. Fosfat kemudian diendapkan sebagai MgNH4PO4.6H2O dengan menambahkan Mg2+ diikuti dengan larutan NH3. Setelah penyaringan dan pencucian, endapan dibakar sampai 1000oC sehingga menjadi (222,57 g/mol). Ditimbang ternyata beratnya 0,2161 g. Hitung persen P dalam sampel. Jawab: merubah g Mg2P2O7 g P, ingat dari stoikiometri 1 mol Mg2P2O7 ∝ 2 mol P g P = 0,2161 g Mg2P2O7 x
1 mol Mg2P2O7 222,57 g Mg2P2O7
2 mol P
x
1 mol Mg2P2O7
x
30,974 g P
= 0,06015 g P
1 mol P
% P = (berat P / berat sampel) x 100% = (0,06015 g / 0,3516 g) x 100% = 17,11% 5) Magnetit merupakan mineral dengan rumus Fe3O4 atau FeO.Fe2O3. Seberat 1,1324 g sampel bijih magnetit dilarutkan dalam HCl pekat menghasilkan larutan yang mengandung campuran Fe2+ dan Fe3+. Ke dalam larutan ditambahkan asam nitrat, kemudian dipanaskan sampai mendidih sehingga semua besi berubah menjadi Fe3+. Fe3+ kemudian diendapkan sebagai Fe2O3.xH2O dengan menambahkan NH3. Setelah penyaringan dan pencucian, residu dibakar pada suhu tinggi menghasilkan 0,5394 g Fe2O3. a) Hitung persen Fe (55,847 g/mol) di dalam sampel b) Hitung persen Fe3O4 (231,54 g/mol) di dalam sampel Jawab: dari soal diketahui berat sampel 1,1324 g, berat endapan Fe2O3 0,5394 g, jika analitnya adalah Fe, maka %Fe di dalam sampel = (berat Fe/ berat sampel) x 100% berat Fe diperoleh dari berat endapan Fe2O3, dimana setiap mol Fe2O3 mengandung 2 mol Fe
Sonny Widiarto, 2009
Kimia Analitik
12
g Fe = g Fe2O3 x
1 mol Fe2O3
2 mol Fe
x
x
55,847 g Fe 1 mol Fe
1 mol Fe2O3
159,69 g Fe2O3
55,847 g Fe
2 x
Faktor gravimetri
159,69 g Fe2O3
1
g Fe = 0,5394 g x Faktor gravimetri = 0,5394 g x 0,7 = 0,3773 g % Fe = (berat Fe / berat sampel) x 100% = (0,3773 g/ 1,1324 g) x 100% = 33,32%
bila analitnya adalah Fe3O4, perhitungan juga seperti di atas, dimana 2 mol Fe3O4 sebanding dengan 3 mol Fe2O3
g Fe3O4 = g Fe2O3 x
1 mol Fe2O3
2 mol Fe3O4
x
3 mol Fe2O3
159,69 g Fe2O3
2 x
Faktor gravimetri
x
3
231,54 g Fe3O4 1 mol Fe3O4
231,54 g Fe3O4 159,69 g Fe2O3
g Fe3O4 = 0,5394 g x Faktor gravimetri = 0,5394 g x 0.967 = 0.5213 g % Fe3O4 = (berat Fe3O4 / berat sampel) x 100% = (0.5213 g/ 1,1324 g) x 100% = 46,04%
6) Pada suhu tinggi, NaHCO3 berubah secara kuantitatif menjadi Na2CO3 2 NaHCO3
(s)
Na2CO3 (s) + CO2 (s) + H2O (g)
Sebanyak 0,3592 g sampel tablet antasid yang mengandung NaHCO3 serta pengotor non-volatil dibakar sehingga menghasilkan residu seberat 0,2362 g. Hitung kemurnian sampel (dalam persen) Jawab: Pada soal ini metoda yang digunakan adalah metoda volatilasi, yaitu pengukuran berat gas yang dihasilkan dari pembakaran endapan. Berat gas = berat awal – berat hasil pembakaran.
Sonny Widiarto, 2009
Kimia Analitik
13
Berat gas = 0,3592 g - 0,2362 g = 0,123 g. Berat molekul gas adalah berat molekul CO2 + H2O. Untuk menghitung berat NaHCO3 dari berat gas yang dihasilkan harus diketahui bahwa 2 mol NaHCO3 ∝ 1 mol CO2 (s) + 1 mol H2O
1 mol gas g NaHCO3 = 0,123 g gas x
2 mol NaHCO3
x
2 1
84,01 g NaHCO3 1 mol NaHCO3
1 mol gas
(44,01 + 18) g gas
Faktor gravimetri
x
84,01 g NaHCO3 x (44,01 + 18) g gas
g NaHCO3 = 0,123 g x Faktor gravimetri = 0,123 g x 2.71 = 0.333 g % NaHCO3 = (berat NaHCO3 / berat sampel) x 100% = (0.333 g/ 0,3592 g) x 100% = 92,78%
7) Suatu sampel campuran senyawa organik seberat 0,2795 g, mengandung C6H6Cl6 (290,83 g/mol) dan C14H9Cl5 (354,49 g/mol) dibakar dengan aliran oksigen dalam tabung kuarsa. Gas yang dihasilkan (CO2, H2O,dan HCl) dialirkan melalui larutan NaHCO3. Setelah pengasaman, klorida dalam larutan menghasilkan 0,7161 g AgCl (143,22 g/mol). Hitung persen masing-masing senyawa organik tersebut Jawab: terdapat dua analit, dimana dapat diturunkan dua persamaan Berat C6H6Cl6 + berat C14H9Cl5 = 0,2795 g
(1)
Berat AgCl dari C6H6Cl6 + berat AgCl dari C14H9Cl5 = 0,7161 g
(2)
Berat AgCl dari C6H6Cl6:
g AgCl = g C6H6Cl6 x
1 mol C6H6Cl6
x
6 mol AgCl
x
1 mol AgCl
1 mol C6H6Cl6
290,83 g C6H6Cl6
143,22 g AgCl
Berat AgCl dari C14H9Cl5:
g AgCl = g C14H9Cl5 x
1 mol C14H9Cl5 354,49 g C14H9Cl5
x
6 mol AgCl 1 mol C14H9Cl5
x
143,22 g AgCl 1 mol AgCl
substitusikan kedalam persamaan (2)
Sonny Widiarto, 2009
Kimia Analitik
14
x 1
290,83 g C6H6Cl6
143,22 g AgCl
6
143,22 g AgCl
6 g C6H6Cl6 x
+ g C14H9Cl5 x
=0,7161
x 1
354,49 g C14H9Cl5
(g C6H6Cl6 x 2,9568) + (g C14H9Cl5 x 2,0215) = 0,7161 g
persamaan (1),
g C6H6Cl6 + g C14H9Cl5 = 0,2795 g
dapat diubah
menjadi g C14H9Cl5 = 0,2795 - g C6H6Cl6
(g C6H6Cl6 x 2,9568) + (g C14H9Cl5 x 2,0215) = 0,7161 g (g C6H6Cl6 x 2,9568) + {(0,2795 - g C6H6Cl6 ) x 2,0215} = 0,7161 g 2,95680 g C6H6Cl6 - 2,0215 g C6H6Cl6 + 0,565 = 0,7161 0.9353 g C6H6Cl6 = 0,7161 - 0,565 g C6H6Cl6 = 0.162 g % C6H6Cl6 = (0.162 / 0,2795) x 100% = 57,80% % C14H9Cl5 = 100% - 57,80% = 42,20%
Contoh Soal dan Pembahasan 1. Suatu sampel senyawa ionik seberat 0,5662 g yang mengandung ion klorida dilarutkan dalam air dan ditambahkan AgNO3 berlebih. Bila berat endapan dr Cl yang terbentuk adalah 1,0882 g, hitung persen berat Cl dalam sampel. 2. Ortofosfat (PO43-) ditentukan dengan menimbang sebagai amoniumfosfo molibdat (NH4)3PO4.12MoO3. Hitung %P dan % P2O5 jika 1,1682 g endapan diperoleh dari 0,2711 g sampel 3. Suatu bijih dianalisa kandungan Mn, dengan merubah Mn menjadi Mn3O4. Jika 1,52 g sampel menghasilkan 0,126 g Mn3O4, berapa %Mn3O4 dan % Mn dalam sampel 4. Berapa berat bijih pirit (FeS2 tak murni) harus diambil untuk analisis sehingga berat endapan BaSO4yang diperoleh sama dengan setengah dari %S dalam sampel 5. Suatu campuran yang hanya mengandung FeCl3 dan AlCl3 seberat 5,95 g. Klorida diubah ke bentuk oksida hidrous dan dibakar menjadi Fe2O3 dan Al2O3. Bila campuran oksida seberat 2,62 g, hitung %Fe dan %Al dalam campuran awal. BM Fe=55,85 Al=26,98
Sonny Widiarto, 2009
Kimia Analitik
15
6. Fosfor dalam sebuah batuan fosfat seberat 0,5428 g diendapkan sebagai MgNH4PO4.6H2O dan dipanggang menjadi Mg2P2O7. jika berat endapan panggangan adalah 0,2234 g, hitung %P2O5 dalam sampel %P dalam sampel 7. Hitung berapa mL amonia (kerapatan 0,99 gr/mL, 2,3% berat NH3) yang akan dibutuhkan untuk mengendapkan besi sebagai Fe(OH)3 dalam suatu sampel seberat 0,7 g yang mengandung 25% Fe2O3.
Pembahasan 1. Diketahui: berat endapan= 1,0882g; berat sampel: 0,5662g; Mr AgCl= 143,4 Faktor Gravimetri = Ar Cl / Mr AgCl = 35,45 / 143,4
%Cl =
1,0882 (35,45 / 143,4) 0,5662
x 100% = 47,51%
2. Diketahui: berat endapan= 1,1682g; berat sampel: 0,2711g; Mr (NH4)3PO4.12MoO3=1876,5 Faktor Gravimetri: untuk %P = Ar P/ Mr (NH4)3PO4.12MoO3 = 30,97/1876,5 untuk % P2O5 = Mr P2O5 / 2 x Mr (NH4)3PO4.12MoO3 = 141,95/ 2(1876,5) %P =
%P2O5 =
1,1682 (30,97/1876,5) 0,2711
x 100% = 7,11%
1,1682 (141,95/2x1876,5) 0,2711
x 100% = 16,30%
3. Diketahui: berat endapan= 0,126g; berat sampel: 1,52g; Mr Mn2O3= 157,9; Mn3O4= 228,8 Faktor Gravimetri: untuk %Mn = 3x Ar Mn/ Mr Mn3O4 = 3x54,94 / 228,8 untuk % Mn2O3 = 3xMr Mn2O3 / 2xMr Mn3O4 %Mn =
%Mn2O3 =
Sonny Widiarto, 2009
0,126 (3x54,94 / 228,8) 1,52
x 100% = 5,97%
0,126 (3x157,9 / 2x228,8) 1,52
Kimia Analitik
x 100% = 8,58%
16
4. Jika terdapat a %S. maka berat endapan 1/2 a g BaSO4 %A =
Berat endapan x FG
a%S =
1%S =
Berat sampel 1/2 a x (S / BaSO4) Berat sampel
x 100%
x 100%
1/2 x (32,064 / 233,4) Berat sampel
x 100%
Berat sampel = 6,869 g
5. berat FeCl3 + berat AlCl3 = 5,95 berat Fe2O3 + berat Al2O2 = 2,62 %Fe dan %Al ? Berat Fe dan Al ? mol FeCl3 = mol Fe Berat FeCl3 = BM FeCl3
berat Fe BM Fe
Berat FeCl3 =
berat Fe x BM FeCl3 BM Fe
Berat AlCl3 =
berat Al x BM AlCl3 BM Al
berat FeCl3 + berat AlCl3 = 5,95 berat Al x 133,34 berat Fe x 162,21 + = 5,95 55,85 26,98
2,9 berat Fe+ 4,94 berat Al = 5,95 berat Fe2O3 + berat Al2O2 = 2,62 berat Fe x 159,69 + 2 x 55,85
berat Al x 101,96 2 x 26,98
= 2,62
1,43 berat Fe+ 1,89 berat Al = 2,62 berat Fe= 1,07 g berat Al = 0,58 g %Fe= 18% %Al = 9,8%
Sonny Widiarto, 2009
Kimia Analitik
17
6.
%A =
Berat endapan x FG x 100% Berat sampel
FG =
%P2O5 =
BM P2O5 BM Mg2P2O7
0,2234 x (141,95/222,55) x 100% 0,5428
%P2O5 =26,25% FG =
%P =
2 x BA P BM Mg2P2O7
0,2234 x (2 x 30,97/222,55) x 100% 0,5428
%P = 11,48%
Sonny Widiarto, 2009
Kimia Analitik
18
