Analisis Gravimetri

ANALISIS GRAVIMETRI

Kimia Analitik I




Disusun Oleh :
Reiny. F. Wantania
09 310 261
Pend. Kimia / A


JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MANADO
Di TONDANO
2011

 
BAB I. PENDAHULUAN

Analisis gravimetri merupakan salah satu metode analisis kuantitatif dengan penimbangan. Tahap awal analisis gravimetri adalah pemisahan komponen yang ingin diketahui dari komponen-komponen lain yang terdapat dalam suatu sampel kemudian dilakukan pengendapan.

Pengukuran dalam metode gravimetri adalah dengan penimbangan, banyaknya komponen yang dianalisis ditentukan dari hubungan antara berat sampel yang hendak dianalisis, massa atom relatif, massa molekul relatif dan berat endapan hasil reaksi.


Analisis gravimetri dapat dilakukan dengan cara pengendapan, penguapan dan elektrolisis.

Metode Pengendapan
Suatu sampel yang akan ditentukan seara gravimetri mula-mula ditimbang secara kuantitatif, dilarutkan dalam pelarut tertentu kemudian diendapkan kembali dengan reagen tertentu. Senyawa yang dihasilkan harus memenuhi sarat yaitu memiliki kelarutan sangat kecil sehingga bisa mengendap kembali dan dapat dianalisis dengan cara menimbang.

Endapan yang terbentuk harus berukuran lebih besar dari pada pori-pori alat penyaring (kertas saring), kemudian endapan tersebut dicuci dengan larutan elektrolit yang mengandung ion sejenis dengan ion endapan.

Hal ini dilakukan untuk melarutkan pengotor yang terdapat dipermukaan endapan dan memaksimalkan endapan. Endapan yang terbentuk dikeringkan pada suhu 100-130 derajat celcius atau dipijarkan sampai suhu 800 derajat celcius tergantung suhu dekomposisi dari analit.

Pengendapan kation misalnya, pengendapan sebagai garam sulfida, pengendapan nikel dengan DMG, pengendapan perak dengan klorida atau logam hidroksida dengan mengetur pH larutan. Penambahan reagen dilakukan secara berlebihan untuk memperkecil kelarutan produk yang diinginkan.

aA +rR AaRr(s)

Penambahan reagen R secara berlebihan akan memaksimalkan produk AaRr yang terbentuk.


2. Metode Penguapan
Metode penguapan dalam analisis gravimetri digunakan untuk menetapkan komponen-komponen dari suatu senyawa yang relatif mudah menguap. Cara yang dilakukan dalam metode ini dapat dilakukan dengan cara pemanasan dalam gas tertentu atau penambahan suatu pereaksi tertentu sehingga komponen yang tidak diinginkan mudah menguap atau penambahan suatu pereaksi tertentu sehingga komponen yang diinginkan tidak mudah menguap.

Metode penguapan ini dapat digunakan untuk menentukan kadar air(hidrat) dalam suatu senyawa atau kadar air dalam suatu sampel basah. Berat sampel sebelum dipanaskan merupakan berat senyawa dan berat air kristal yang menguap. Pemanasan untuk menguapkan air kristal adalah 110-130 derajat celcius, garam-garam anorganik banyak yang bersifat higroskopis sehingga dapat ditentukan kadar hidrat/air yang terikat sebagai air kristal.


3. Metode Elektrolisis
Metode elektrolisis dilakukan dengan cara mereduksi ion-ion logam terlarut menjadi endapan logam. Ion-ion logam berada dalam bentuk kation apabila dialiri dengan arus listrikndengan besar tertentu dalam waktu tertentu maka akan terjadi reaksi reduksi menjadi logam dengan bilangan oksidasi 0.

Endapan yang terbentuk selanjutnya dapat ditentukan berdasarkan beratnya, misalnya mengendapkan tembaga terlarut dalam suatu sampel cair dengan cara mereduksi. Cara elektrolisis ini dapat diberlakukan pada sampel yang diduga mengandung kadar logam terlarut cukup besar seperti air limbah.

Suatu analisis gravimetri dilakukan apabila kadar analit yang terdapat dalam sampel relatif besar sehingga dapat diendapkan dan ditimbang. Apabila kadar analit dalam sampel hanya berupa unsurpelarut, maka metode gravimetri tidak mendapat hasil yang teliti. Sampel yang dapat dianalisis dengan metode gravimetri dapat berupa sampel padat maupun sampel cair.




 
BAB II. ISI

Analisis gravimetri adalah proses isolasi dan pengukuran berat suatu unsur atau senyawa tertentu. Bagian terbesar dari penentuan senyawa gravimetri meliputi transformasi unsur atau radikal kesenyawa murni stabil yang dapat segera diubah menjadi bentuk yang dapat ditimbang dengan teliti. Berat unsur dapat dihitung berdasarkan rumus senyawa dan berat atom unsur – unsur atau senyawa yang dikandung dilakukan dengan berbagai cara, seperti : metode pengendapan; metode penguapan; metode elektroanalisis; atau berbagai macam cara lainya. Pada prakteknya 2 metode pertama adalah yang terpenting, metode gravimetri memakan waktu yang cukup lama, adanya pengotor pada konstituen dapat diuji dan bila perlu faktor – faktor pengoreksi dapat digunakan (Khopkar,1999).
Gravimetri adalah pemeriksaan jumlah zat dengan cara penimbangan hasil reaksi pengendapan. Gravimetri merupakan pemeriksaan jumlah zat yang paling tua dan paling sederhana dibaningkan dengan cara pemeriksaan kimia lainnya. Kesederhaan itu kelihatan karena dalam gravimetri jumlah zat ditentukan dengan cara menimbang langsung massa zat yang dipisahkan dari zat-zat lain (Rivai,1994).
Pada dasarnya pemisahan zat dengan gravimetri dilakukan dengan cara sebagai berikut. Mula-mula cuplikan dilarutkan dalam pelarutnya yang sesuai, lalu ditambahkan zat pengendap yang sesuai. Endapan yang terbentuk disaring, dicuci, dikeringkan atau dipijarkan, dan setelah itu ditimbang. Kemudian jumlah zat yang ditentukan dihitung dari faktor stoikiometrinya. Hasilnya disajikan sebagai persentase bobot zat dalam cuplikan semua (Rivai,1994).

Prinsip Umum
Metode gravimetri untuk analisis kuantitatif didasarkan pada stoikiometri reaksi pengendapan, yang secara umum dinyatakan dengan persamaan:
aA + pP AaPp
“a” adalah koefisien reaksi setara dari reaktan analit (A), “p” adalah koefisien reaksi setara dari reaktan pengendap (P) dan AaPp adalah rumus molekul dari zat kimia hasil reaksi yang tergolong sulit larut (mengendap) yang dapat ditentukan beratnya dengan tepat setelah proses pencucian dan pengeringan. Penambahan reaktan pengendap P umumnya dilakukan secara berlebih agar dicapai proses pengendapan yang sempurna.
Misalnya, pengendapan ion Ca2+ dengan menggunakan reaktan pengendap ion oksalat C2O42- dapat dinyatakan dengan persamaan reaksi berikut
Reaksi yang menyertai pengendapan : Ca2+ + C2O42- CaC2O4(s)
Reaksi yang menyertai pengeringan : CaC2O4(s) CaO(s) + CO2(g) + CO(g)
Agar penetapan kuantitas analit dalam metode gravimetri mencapai hasil yang mendekati nilai sebenarnya, harus dipenuhi dua kriteria berikut: 1). Proses pemisahan atau pengendapan analit dari komponen lainnya berlangsung sempurna; 2). Endapan analit yang dihasilkan diketahui dengan tepat komposisinya dan memiliki tingkat kemurnian yang tinggi, tidak bercampur dengan zat pengotor.

Perhitungan Dalam Analisis Gravimetri
Dalam analisis gravimetri endapan yang dihasilkan ditimbang dan dibandingkan dengan berat sampel. Prosentase berat analit A terhadap sampel dinyatakan dengan persamaan :
%A = (Berat A)/(Berat Sampel) x 100%
Untuk menetapkan berat analit dari berat endapan sering dihitung melalui faktor gravimetri. Faktor gravimetri didefinisikan sebagai jumlah berat analit dalam 1 gram berat endapan. Hasil kali dari berat endapan P dengan faktor gravimetri sama dengan berat analit.
Berat analit A = berat endapan P x faktor gravimetri, sehingga:
% A = (Berat Endapan P x faktor gravimetri)/(Berat Sampel) x 100%
Faktor gravimetri dapat dihitung bila rumus kimia analit dari endapan diketahui dengan tepat.
Contoh Soal
0.6025 gram sampel garam klorida dilarutkan dalam air, kemudian ditambahkan larutan perak nitrat berlebih untuk mengendapkan seluruh kloridanya sebagai endapan perak klorida. Setelah disaring dan dicuci, perak klorida yang dihasilkan adalah 0.7134 g. Tentukan prosentase klorida (Cl-) dalam sampel.

Penyelesaian :
Reaksi pengendapan : Ag+ + Cl- AgCl(s)
Faktor gravimetri = Ar (Cl-) : Mr (AgCl)
= 35.45 : 143.32
= 0.27

% Cl = (0.7134 g ×0.27)/(0.6025 g)×100%
= 31.97%
Faktor gravimetri ditentukan oleh dua faktor, yaitu berat molekul (atau berat atom) dari analit dan berat molekul dari endapan.




Penggunaan Analisis Gravimetri
Analisis gravimetri telah banyak diaplikasikan untuk analisis kation dari unsur-unsur yang terdapat dalam sistem periodik unsur.

Metode gravimetri dapat juga digunakan untuk analisis kuantitatif bahan organik tertentu seperti kholesterol pada cereal dan laktosa pada produk susu. Kholesterol sebagai steroid alkohol dapat diendapkan secara kuantitatif dengan saponain organik yang disebut digitonin (MR = 1214) membentuk kompleks 1:1 yang tidak larut.
Metode gravimetri bukanlah metode analisis kuantitatif yang spesifik, sehingga dapat digantikan dengan metode analisis instrumentasi modern seperti spektroskopi dan khromatografi. Walaupun demikian, masih gravimetri sering metode gravimetri menjadi pilihan karena peralatan dan prosedur pelaksanaannya yang sederhana. Analisis gravimetri masih banyak diterapkan untuk analisis konstituen makro yang menghasilkan endapan AgCl, BaSO4, Fe(OH)3.
Perak Klorida (AgCl)
Endapan perak klorida, AgCl dalam bentuk endapan yang dihasilkan dari proses koagulasi bahan koloid. Endapan perak klorida mudah disaring, dicuci dengan air yang mengandung sedikit asam nitrat dan dikeringkan. Penambahan asam nitrat dalam air pencuci dimaksudkan untuk mencegah proses peptisasi dan penguapan ketika endapan dikeringkan. Umumnya endapan AgCl disaring dengan menggunakan gelas sintered atau cawan porselin berpori, kemudian dikeringkan pada suhu 110-130C.
Proses pengendapan AgCl sangat kuantitatif, kesalahan pengukuran biasanya timbul karena terjadinya proses penguraian oleh cahaya matahari.

2 AgCl(s) 2 Ag(s) + Cl2(s)
Kesalahan karena penguraian biasanya dapat diabaikan, kecuali jika endapan terkena cahaya matahari langsung dalam jangka yang cukup lama. Kelarutan AgCl dalam air sangat kecil, sehingga kehilangan karena kelarutan dapat diabaikan. Jika dalam air terdapat basa, garam ammonium atau asam berkonsentrasi tinggi akan meningkatkan kelarutan AgCl, dan menimbulkan kesalahan pengukurannya.
Penetapan kuantitatif dalam bentuk AgCl juga dapat digunakan untuk spesi khlor yang memiliki tingkat oksidasi positif seperti ion hipokhlorit, ClO-, khlorit, ClO-2, dan khlorat ClO3- setelah direduksi terlebih dahulu menjadi Cl¬-, kemudian dilanjutkan dengan pengendapan sebagai AgCl. Penetapan khlor dalam senyawa organik harus diawali dengan pengubahan menjadi NaCl melalui proses penambahan natrium peroksida, Na2O2.
Bromida, Br- dan iodida, I- juga dapat ditetapkan secara kuantitatif dalam bentuk garam peraknya (AgBr, AgI). Untuk anion yang mengandung oksigen seperti BrO-, BrO-3, IO-, IO-3, dan IO-4 harus direduksi terlebih dahulu menjadi Br- dan I- sebelum diendapkan sebagai garam peraknya.


Barium Sulfat (BaSO4)
Barium sulfat merupakan endapan putih kristalin yang sangat sulit larut dalam air, sehingga kehilangan karena proses pelarutan dapat diabaikan. Proses pengendapan dilakukan dalam suasana asam HCl 0,01 M untuk memperbesar ukuran kristal dan menghindari terjadinya bentuk padatan barium lainnya, seperti BaCO3. Kesalahan pengukuran biasanya ditimbulkan oleh terbentuknya endapan anion dan kation lain seperti khlorit dan besi (III).
Endapan BaSO4 disaring menggunakan kertas saring , kemudian dicuci dengan air panas. Dalam proses pengeringan, kertas saring harus tidak boleh terbakar karena karbon yang dihasilkan akan tereduksinya sulfat menjadi sulfida.
BaSO4(s) + C(s) BaS(s) + CO(g)
Endapan BaS dapat diubah kembali menjadi BaSO4 dengan membasahi H2SO4 dan dipanaskan. Cawan porselin berpori dapat digunakan untuk menggantikan kertas saring.
Belerang dalam bentuk lain seperti sulfida, sulfit, thiosulfat, dan tetrationat dapat ditetapkan melalui cara pengendapan setelah dioksidasi menjadi bentuk sulfatnya. Pengoksidasi yang biasa digunakan adalah permanganat. Belerang dalam senyawa organik dapat ditetapkan melalui pengendapan setelah diubah menjadi bentuk sulfatnya dengan menggunakan natrium peroksida, Na2O2. Penetapan kuantitas belerang pada bijih mineral seperti pyrite FeS2 dan chalcopyrite, CuFeS2 didahului dengan perlakuan untuk mengubah menjadi bentuk sulfat menggunakan natrium peroksida.
Kation lain yang sering diendapkan secara kuantitatif dengan sulfat adalah timbal dan stronsium. PbSO4 dan SrSO4 memiliki kelarutan dalam air lebih besar dibandingkan BaSO4. Untuk mengurangi kelarutan SrSO4 dapat ditambahkan alkohol.

Besi (III) Hidroksida, Fe(OH)3
Penetapan secara gravimetri dari besi melibatkan pengendapan sebagai besi(III) hidroksida diikuti dengan pemanasan pada suhu tinggi untuk menghasilkan Fe2O3. Metode gravimetri untuk penetapan besi dalam batuan didahului dengan pelarutan dalam HCl dan HNO3, kemudian ditambahkan pula brom untuk mengoksidasi besi menjadi Fe3+.
Oksida hidrat besi merupakan endapan gelatin yang sangat sulit larut dalam air(Ksp=1x10-36). Endapan kemudian dicuci dengan air yang menganndung sedikit amonium nitrat untuk menghindari peptisasi. Penyaringan dilakukan dengan menggunakan kertas saring bebas abu, kemudian dibakar dan dipanaskan pada suhu tinggi untuk meleepaskan semua airnya.
Kesalahan utama yang timbul dalam pengukuran disebabkan oleh terikutnya mengendap ion lain karena terabsobsi pada gel Fe(OH)3. Untuk mencegah terabsobsinya ion asing pengendapan umumnya dibuat dari larutan asam, sehingga partikel koloid yang dihasilkan bermuatan positif yang cenderung tidak menyerap kation. Besi (III) oksida, Fe2O3 mudah direduksi menjadi Fe3O4 atau Fe dengan menggunakan karbon, tetapi hasil reduksi ini dapat dikembalikan menjadi Fe2O3 dengan menggunakan asam nitrat pekat kemudian dipanaskan kembali.

 
BAB III. PENUTUP

Kesimpulan
Analisis gravimetri merupakan salah satu metode analisis kuantitatif dengan penimbangan. Tahap awal analisis gravimetri adalah pemisahan komponen yang ingin diketahui dari komponen-komponen lain yang terdapat dalam suatu sampel kemudian dilakukan pengendapan.

Pengukuran dalam metode gravimetri adalah dengan penimbangan, banyaknya komponen yang dianalisis ditentukan dari hubungan antara berat sampel yang hendak dianalisis, massa atom relatif, massa molekul relatif dan berat endapan hasil reaksi.
Metode gravimetri untuk analisis kuantitatif didasarkan pada stoikiometri reaksi pengendapan, yang secara umum dinyatakan dengan persamaan:
aA + pP AaPp
“a” adalah koefisien reaksi setara dari reaktan analit (A), “p” adalah koefisien reaksi setara dari reaktan pengendap (P) dan AaPp adalah rumus molekul dari zat kimia hasil reaksi yang tergolong sulit larut (mengendap) yang dapat ditentukan beratnya dengan tepat setelah proses pencucian dan pengeringan. Penambahan reaktan pengendap P umumnya dilakukan secara berlebih agar dicapai proses pengendapan yang sempurna.
Dalam analisis gravimetri endapan yang dihasilkan ditimbang dan dibandingkan dengan berat sampel. Prosentase berat analit A terhadap sampel dinyatakan dengan persamaan :
%A = (Berat A)/(Berat Sampel) x 100%
 
DAFTAR PUSTAKA
Ibnu, Sodiq, M. 2004. Kimia Analitik I. FMIPA-Universitas Negeri Malang: Malang
Putra, Tri. 2009. Analisis Gravimetri. http://hamamsite.blogspot.com/2009/10/analisis-gravimetri.html: Blogspot
Shofyan. 2010. Analisis Gravimetri. http://forum.um.ac.id/index.php?topic=23812.0: Universitas Negeri Malang