Pemisahan dengan Pengendapan
Reaksi Pengendapan • Pemisahan dengan teknik pengendapan membutuhkan perbedaan kelarutan yang besar antara analit dan material pengganggunya. • Pemisahan dengan pengendapan bisa diketahui dengan menggunakan konsep kelarutan
Kelarutan Endapan • Endapan merupakan zat yang memisahkan diri dari larutan sebagai fase padat • Kelarutan bergantung pada berbagai kondisi: o o o o
Suhu Tekanan Kemurnian larutan Komposisi pelarut
• Kelarutan bergantung juga pada sifat dan konsentrasi zat-zat lain, terutama ion-ion, dalam campuran itu
• Ion sekutu merupakan suatu ion yang merupakan salah satu bahan endapan. o AgNO3 Ag+; NO3o AgCN kompleks ion diasino-argentat
• Ion asing merupakan ion yang bukan bagian dari larutan atau endapan. • Penambahan ion asing akan meningkatkan kelarutan endapan, tetapi pertambahan ini umumnya sedikit, kecuali bila terjadi reaksi kimia (pembentukan kompleks, reaksi asam-basa).
Hasil Kali Kelarutan • Misalnya, jika endapan perak klorida ada dalam kesetimbangan dengan larutan jenuhnya, maka kesetimbangan yang berikut terjadi : AgCl
↔
Ag+
+ Cl-
• Ion merupakan merupakan kesetimbangan heterogen, karena AgCl ada dalam fase padat, sedang ion-ion Ag+ dan Cl- ada dalam fase terlarut. Tetapan kesetimbangan dapat ditulis sebagai oK=
• Konsentrasi perak klorida dalam fase padat tak berubah, dan karenanya dapat dimasukkan kedalam suatu tetapan baru, Ks, yang dinamakan hasil kali kelarutan: o Ks = [Ag+] [Cl-]
• Jadi dalam larutan jenuh perak klorida, pada suhu konstan (dan tekanan konstan), hasil kali kelarutan ion perak dan ion klorida adalah konstan.
Hubungan hasil kali kelarutan • Hubungan hasil kali kelarutan dapat menjelaskan tentang terjadinya pengendapan • Hasilkali kelarutan dalam keadaan sebenarnya merupakan nilai akhir yang dicapai oleh hasil kali ion ketika kesetimbangan tercapai antara fase padat dari garam yang hanya sedikit larut dan larutan lain.
• Jika hasil kali ion dibuat lebih besar dari hasil kali kelarutan. Misalnya dengan menambahkan suatu garam lain dengan satu ion sekutu, penyesuaian oleh system mengakibatkan mengendapnya garam padat. • Sebaliknya, jika hasil kali ion dibuat lebih kecil dari hasil kali kelarutan, misalnya dengan mengurangi konsentrasi salah satu ion,kesetimbangan dalam sistem dicapai kembali dengan melarutnya sebagian garam padat ke dalam larutan.
Pemisahan dengan Pengendapan • Pemisahan dengan teknik pengendapan membutuhkan perbedaan kelarutan yang besar antara analit dan material pengganggunya. • Pemisahan dengan pengendapan bisa diperhitungkan dengan menggunakan konsep kelarutan • Endapan yang baik yaitu endapan yang mempunyai kelarutan yang kecil, ukuran partikel cukup besar, dapat dicuci untuk menghilangkan pengotor, Endapan dapat diubah menjadi zat murni dengan komposisi kimia tertentu
Pemisahan ion • Beberapa reagen pengendap dapat memisahkan ion berdasarkan perbedaan kelarutan. • Terdapat perbedaan yang cukup besar diantara kelarutan hidroksida-hidroksida, oksida-oksida dari berbagai macam unsur, sifat ini dapat dimanfaatkan untuk melakukan pemisahan dengan cara pengendapan.
• Pemisahan yang baik akan tercapai bila endapan: o o o o
mempunyai kelarutan yang kecil ukuran partikel cukup besar dapat dicuci untuk menghilangkan pengotor endapan dapat diubah menjadi zat murni dengan komposisi kimia tertentu.
Teknik pemisahan dengan pengendapan Pemisahan dengan mengatur pH Pemisahan sulfida Pemisahan dengan pengendap anorganik Pemisahan dengan pengendap organik Pemahan spesi mikroelemen dengan pengendapan • Pemisahan dengan pengendapan secara elektrolit • Pengendapan protein dengan meningkatkan garam • • • • •
Pemisahan dengan mengatur pH • Kelarutan suatu garam (oksalat, sulfida, hidroksida, karbonat, fosfat) sangat bergantung pada pH larutan. • Pengendalian pH dapat dilakukan dengan pengaturan keasaman dari pH sangat rendah sampai dengan pH tinggi. • Pengaturan pH pada proses pengendapan sangat penting karena hasil pengendapan menjadi lebih selektif, spesifik dan sensitif. Dengan mengatur pH, kita dapat membuat kristal sesuai yang kita inginkan.
Pemisahan dengan metode ini dapat dilakukan dalam tiga kategori, yakni: (a)larutan dibuat menjadi larutan asam kuat (b)larutan dibuat bufer pada pH menengah dengan pereaksi NH3 / NH4Cl (c)larutan dibuat pada pH basa kuat, natrium atau kalium hidroksida
Beberapa teknik pemisahan berdasarkan pengaturan pH Reagen
Senyawa pembentuk endapan
Senyawa yang tidak mengendap
HNO3 pekat
Oksida W(VI), Ta(V), Nb(V), Kebanyakan ion logam Si(IV), Sn (IV), Sb(V)
Buffer NH3/NH4Cl
Fe(III), Cr(III), Al(III)
Unsur logam alkali dan alkali tanah, Mn(II), Cu(II), Zn(II), Ni(II), Co(II)
Buffer HOAc/NH4OAc
Fe(III), Cr(III), Al(III)
Cd(II), Co(II), Cu(II), Fe(II), Mg(II), Sn(II), Zn(II)
NaOH
Fe(III), hampir semua ion +2
Zn(II), Al(III), Cr(IV), V(V), U(VI)
Pemisahan Sulfida • Perbedaan kelarutan yang besar dari senyawasenyawa sulfida dalam asam encer dan amonium polisulfida kuning menjadi dasar pemisahannya. • Pengaturan pH menjadi kunci utama pemisahan dengan pengendapan melalui penambahan pereaksi sulfida. • Sebagai peraksi dapat digunakan gas H2S atau larutan anion sulfida dari hidrolisis senyawa tioasetamida yang lebih aman.
Pengendapan sulfida Unsur
Kondisi terbentuknya endapan*
Kondisi tidak mengendap
Hg(II), Cu(II), Ag(I)
1,2,3,4
As(V), As(III), Sb(V), Sb(III)
1,2,3
4
Bi(III), Cd(II), Pb(II), Sn(II)
2,3,4
1
Sn(IV)
2,3
1,4
Zn(II), Co(II), Ni(II)
3,4
1,2
Fe(II), Mn(II)
4
1,2,3
*1: 3M HCl; 2: 0,3M HCl; 3: larutan buffer asetat pH 6; 4: larutan buffer NH3/(NH4)2S dengan pH 9
Pemisahan dengan pengendap anorganik lain • Tak ada ion anorganik lainnya yang digunakan untuk dipisahkan sebagai ion hidroksida dan sulfida. • Ion PO43-, CO32- dan C2O42- digunakan sebagai reagen pengendap kation, tetapi bersifat non selektif • Cl- dan SO42- sering digunakan karrena bersifat sangat selektif. Klorida sering digunakan untuk memisahkan Ag dari semua unsur logam lainnya, sedangkan sulfat digunakan untuk memisahkan kelompok logam yang mengandung Pb, Ba dan Sr
Pemisahan dengan pengendap organik • Sejumlah peraksi organik terpilih yang dapat digunakan untuk mengisolasi berbagai ion anorganik telah dibahas dalam gravimetri. • Untuk mendapatkan pemisahan yang baik perlu diperhatikan pengaturan pH pada proses pengendapannya. • Keuntungan dari menggunakan pereaksi organik yaitu karena Mr nya besar, ion logam dalam jumlah yang sangat kecilpun masih dapat diendapkan. • Selain itu, hasilnya cukup spesifik dan endapan yang diperoleh umumnya sukar larut dalam air.
• Menggunakan pereaksi organik hasilnya juga stabil karena terbentuknya komplek khelat. • Jenis bahan pengendap organik, yaitu: o Yang membentuk khelat netral o Yang membentuk garam
• Khelat mudah larut dalam pelarut organik, spt CCl4 dan CHCl3
Keuntungan menggunakan pengendap organik • Pengendapan ion logam secara kuantitatif, sebab kebanyakan khelat yang terbentuk tidak larut dalam air • Berat molekul besar, sehingga sedikit saja kation dapat menghasilkan bobot endapan besar • Cukup selektif atau spesifik, apalagi dengan pengaturan pH dan penggunaan masking agent • Endapan sering kasar, banyak dan bervolume besar, sehingga mudah ditangani
Kerugian menggunakan pengendap organik • Kelebihan pereaksi bisa menimbulkan kontaminasi pada endapan • Susunan endapan kurang menentu, sehingga kesulitan dalam pengeringan, beberapa khelat menguap pada suhu yang diperlukan menghilangkan air • Terjadi pengapungan ketika dicuci sehingga merayap naik ke atas sisi bejana
Jenis pengendap organik • 8-Hydroxyquinoline (oxine) Mg2+ • Dimethylglyoxime Ni2+ • Sodium tetraphenylborate K+ dan ion NH4+
Pemisahan dengan pengendapan secara elektrolit • Elektrodeposisi merupakan suatu cara yang sangat berguna untuk penyempurnaan pemisahan, kation tereduksi dan mengendap • Dalam proses ini, spesies yang mudah direduksi dapat merupakan zat yang dicari atau merupakan komponen yang tidak diperlukan dari suatu campuran. • Katoda raksa dapat digunakan secara khas untuk menghilangkan berbagai ion logam sebelum larutan yang tertinggal dianalisis .
• Pada umumnya, logam-logam yang lebih mudah direduksi dari pada logam seng akan mengendap secara baik pada katoda raksa, sementara logam-logam seperti aluminium, berillium, logam-logam alkali dan alkali tanah akan tertinggal dalam larutan. • Potensial yang diperlukan untuk penurunan konsentrasi ion logam pada tingkat yang diinginkan dapat dihitung langsung dari data polarografiknya.
Kelemahan cara ini: • Tidak dapat memisahkan kation-kation yang berdekatan letaknya dalam deret Volta • Tidak dapat dipakai untuk kation-kation yang terlalu jauh letaknya dengan H dalam deret Volta • Digunakan untuk larutan yang mengandung Cu(II); Bi(III); Rb(II); Zn(II); dan Sn(II)
Pengendapan protein dengan meningkatkan garam • Cara umum yang biasa digunakan untuk memisahkan protein yaitu dengan cara menambahkan garam dengan konsentrasi yang tinggi (salting out). • Kelarutan protein bergantung pada pH, suhu, sifat protein, dan konsentrasi garam yang digunakan.
