Laporan Kimia Analitik Permanganometri

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Titrasi redoks (reduksi-oksidasi) merupakan jenis titrasi yang paling banyak jenisnya, diantaranya: permanganometri, dikromatometri, cerimetri, iodimetri, iodatometri, bromometri, bromatometri, dan nitrimetri. Terbaginya titrasi ini dikarenakan tidak ada satu senyawa (titran) yang dapat bereaksi dengan semua senyawa oksidator dan reduktor sehingga pastinya akan melibatkan senyawa reduktor dan oksidator, karena titrasi redoks melibatkan rekasi oksidasi dan reduksi diantaranya titran dan analit. Jadi kalau titrannya oksidator maka sampelnya adalah oksidator.

Permanganometri merupakan metode titrasi yang didasarkan atas reaksi oksidasi-reduksi. Untuk keperluan titrasi ini maka digunakan senyawa permanganate. Kalium permanganate merupakan oksidator kuat yang dapar bereaksi dengan cara berbeda-beda, tergantung dari pH larutannya. Kekuatan sebagai oksidator juga berbeda-beda sesuai dengan reaksi yang terjadi pada pH yang berbeda itu. Reaksi yang bermacam-macam ini disebabkan oleh keragaman valensi mangan.

KMnO₄ merupakan zat pengoksida yang penting. Untuk analisis kimia biasanya digunakan pada larutan asam dimana senyawa tersebut direduksi menjadi Mn²⁺_(aq). Pada analisi besi dengan MnO₄^-, contoh disiapkan dengan cara yang sama untuk reaksi dan dititrasi dengan MnO₄^-. Mn²⁺ mempunyai warna pink (merah muda) sangat pucat yang dapat dilihat dengan mata telanjang. MnO₄^- berwarna sangat cerah (ungu). Pada titik akhir titrasi larutan yang dititrasi mempunyai warna akhir pink (merah muda) dengan hanya penambahan satu tetes lagi MnO₄^-. MnO₄^- dapat digunakan untuk menetukan kadar besi. Untuk mempelajari metode permanganometri lebih lanjut maka perlu dilakukannya praktikum ini (penentuan kadar besi secara permanganometri).

1.2  Tujuan Percobaan

-          Mengetahui konsentrasi KMnO₄ dengan bahan baku asam oksalat.

-          Mengetahui kadar besi secara permanganometri.

-          Mengetahui fungsi pemanasan 60°C - 70°C.

BAB 2

TIJAUAN PUSTAKA

Pada reaksi redoks terdapat reduktor dan oksidator dimana reduktor adalah zat yang dalam reaksi mengalami oksidasi, zat yang mampu mereduksi zat lain dan zat yang dapat memberikan electron kepada zat lain sedangkan oksidator adalah zat yang dalam reaksi mengalami penurunan bilangan oksidasi, zat yang mampu mengoksidasi zat lain, zat yang menangkap elaktron dari zat lain (Keenan, 1986).

Reaksi kimia dapat digolongkan kedalam reaksi redoks atau bukan redoks. Istilah dari redoks berkaitan dengan peristiwa reduksi dan oksidasi. Pengertian reaksi reduksi dan oksidasi itu telah mengalami perkembangan. Pada awalnya reaksi reduksi dan oksidasi berkaitan dengan pelepasan dan pengikatan oksigen, oksidasi sebagai pengikat oksigen sedangkan reduksi dikaitkan denga pelepasan oksigen. Pada perkembangan selanjutnya oksidasi dan reduksi dikaitkan dengan pengkapan dan pelepasan electron dan dengan perubahan bilangan oksidasinya (Underwood,1998).

Larutan–larutan iodine standar dapat dibuat melalui penimbangan langsung iodine murni dan penegenceran dalam sebuah labu volumetric . Iodine akan dimurnikan oleh sublimasi dan ditambahkan kedalam sebual larutan KI yang konsentrasi iodatnya berjalan cukup cepat, rekasi ini  juga hanya membutuhkan sedikit kelebihan ion hydrogen untuk menyelesaikan reaksi. Reaksi bromat berjalan lebih lambat, namun kecepatannya dapat ditingkatkan dengan menaikkan konsentrasi ion hydrogen. Biasanya, sejumlah kecil ammonium molibdat ditambahkan sebagai katalis (Underwood,1998).

Tembaga murni dapat dipergunakan sebagai standar primer  untuk natrium tiosulfat dan didasrkan untuk dipakai ketika tiosulfatnya akan dipergunakan untuk menetukan tembaga. Potensial standar dari pasangan Cu (II) - Cu(I)

Cu²⁺ + e    ----->                Cu

Adalah + 0,15V, sehingga iodine E° = + 0,53 V, adalah agen pengoksidasi yang lebih baik dibandingkan ion Cu (II). Namun demikaian, ketika ion iodide ditambahkan kedalam sebuah larutan Cu (II). Endapan CuI terbentuk :

2 Cu²⁺ + 4 I           ----->       2 Cu + I₂

Reaksi dipaksa bergeser ke kanan oleh pembentukan endapan dan juga oleh penembahan ion iodide berlabih pH dari larutan harus dijaga oleh suatu system penyangga, biasanya antara tiga dan empat. Telah ditemukan. Telah ditemukan bahwa iodida telah ditahan oleh absorpsi pada permukaan dan endapam tembaga (I) iodide dan harus dipindahkan untuk mendapatkan hasil–hasil yang benar. Kalium triosianat biasabya ditambahkan sesaat sebelum titik akhir dicapai untuk memyingkirkan iodine yang di absorbs (Underwood, 1998).

          Titrasi redoks dapat dibedakan menjadi beberapa cara berdasarkan pemakainnya:

1.      Na₂S₂O₃ sebagai titran dikenal sebagai iodimetri tak langsung.

2.      I₂ sebagai titran, dikenal sebagai iodimetri langsung dan kadang–kadang dinamakan iodimetri.

3.      Suatu oksidator kuat sebagai titran, diantaranya paling sering dipakai ialah:

a)    KMnO₄

b)   K₂CrO₇

c)    Ce (IV)

4.      Reduktor kuat sebagai titran (Harjadi, 1993).

          Dikenal berbagai macam titrasi redoks yaitu permanganometri, dikromatometri, serimetri, iodo – iodimetri, dan bromatometri. Permanganometri adalah titrasi redoks yang menggunakan KMnO₄ (oksidator kuat) sebagai titran. Dalam permanganometri tidak diperlukan indicator, karena titran bertrindak sebagai indicator (auto indikator). Kalium permanganate bukan larutan baku primer, maka larutan KMnO₄ harus distandardisasi, antara lain arsen (III), oksida (As₂O₃), dan Natrium Oksalat (N₂C₂O₄). Permanganometri dapat digunakan untuk penentuan kadar bese, kalsium, hidrogen peroksida. Pada penentuan besi pada bijih besi mula-mula dilarutkan asam klorida, kemudian semua besi direduksi menjadi Fe²⁺, baru dititrasi secara permanganometri. Sedangkan pada penetapan kalsium, mula-mula kalsium diendapakan, dilarutkan dan oksalatnya dititrasi dengan permanganat (Khopkar, 1990).

          Dikromatometri adalah titrasi redoks yang menggunakan senyawa dikromat sebagai oksidator. Senyawa dikromat merupakan oksidator kuat, tetapi lebih lemah daripada permanganate. Kalium dikromat merupakan standar primer (Khopkar, 1990).

          Titrasi dengan iodium  ada dua macam yaitu iodimetri (secara lansung) dan iodimetri (cara tidak langsung). Dalam iodimetri, iodin digunakan sebagai oksidator, sedangkan iodimetri ion iodida digunakan sebagai reduktor. Baik dalam iodimetri ataupun iodimetri. Penentuan titik akhir titrasi didasarkan pada I₂ yang bebas. Dalam iodiometri digunakan larutan tiosulfat untuk menitrasi iodium yang dibebaskan. Larutan natrium tiosulfat merupakan standar sekunder dan dapat distandardisasi  dengan kalium kromat tau kalium iodidat (Khopkar, 1990).

          Dalam proses analitis iod diguankan sebagai zat pengoksid (iodimetri ), dan ion iodida digunakan sebagai zat pereduksi (iodimetri). Relatif beberapa zat merupakan pereaksi reduksi yang cukup kuat untuk dititrasi secara langsung dengan iodium. Maka jumlah penentuan iodimetrik adalah sedikit. Akan tetapi banyak pereaksi oksidasi yang cukup kuat untuk bereaksi sempurna dengan ion iodida, dan ada banyak prose penggunaan iodimetrik. Suatu kelebihan ion iodida di tambahkan kepada perekasi oksidasi yang ditentukan dengan larutan natrium tiosulfat. Iodimetri adalah suatu proses analitik tak langsung yang memlibatkan iod. Ion  iodida berlebih ditambahkan pada suatu zat pengoksid sehingga membebaskan iod, yang kemudian dititrasi dengan natrium tiosulfat (Underwood, 1999).

          Dalam suatu titrasi bila larutan titran dibuat dari zat yang kemurniannya tidak pasti, perlu dilakukan pembakuan. Untuk pembakuan tersebut digunakan zat baku yang disebut larutan baku primer. Larutan standar primer adalah larutan dimana kadarnya dapat diketahui secara langsung dari hasil penimbangan. Contohnya K₂Cr₂O_4, As₂O₃ dan sebagainya. Adapun syarat–syarat larutan standar primer adalah :

1.      Mudah diperoleh dalam bentuk murni

2.      Mempunyai kemurnian tinggi

3.      Mempunyai rumus molekul yang pasti

4.      Tidak mengalami perubahan saat penimbangan

5.      Mempunyai berat ekivalen yang tinggi jai kesalahn penimbangan dapat diabaikan.

Larutan standar sekunder adalah larutan dimana konsentrasinya ditentukan dengan cara pembakuan. Contohnya NaOH, HCl, AgNO₃, KMnO₄, dan lain-lain.

          Kebanyak titrasi dapat dilakukan dalam keadaan asam, disamping itu ada beberapa titrasi yang sangat penting dalam suasana basa untuk bahan-bahan organik. Daya oksidasi MnO₄^- lebih kecil sehingga letak keseimbang kurang menguntungkan. Untuk menarik keseimbangan kearah hasil titrasi, titasi di tambahkan Ba²⁺, yang dapat mngendapkan ion MnO₄^2- sebagai BaMnO₄. Selain menggeser kesetimbangan ke kanan pengendapan ini juga mencegah reduksi MnO₄^2- ini lebih lanjut (Harjadi, 1993).

          KMnO₄ merupakan zat pengoksida yang penting. Untuk analisis kimia biasanya digunakan pada larutan asam, dimana senyawa tersebut direduksi menjadi Mn²⁺(aq). Pada analisis besi dengan MnO₄^-, contoh disiapkan dengan cara yang sama untuk reaksi dan dititrasi dengan MnO₄^-_(aq). Mn²⁺ mempunyai warna pink (merah muda) sangat pucat yang dapat dilihat dengan mata telanjang. MnO₄^- berwarna sangat cerah (ungu). Pada titik akhir titrasi larutan yang dititrasi mempunyai warna akhir pink (merah muda) pekat dengan hanya penambahan satu

tetes lagi MnO₄^-. MnO₄^- kurang cocok untuk titrasi pada larutan alkali sebab hasil reduksi MnO₂ yang tidak larut mengaburkan titik akhir titrasi (TAT). Titrasi lain yang menggunakan MnO₄^- meliputi penentuan nitrit, H₂O₂  dan kalsium (setelah mengendap sebagai oksalat). Pada kimia organik MnO₄^- digunakan untuk mengoksidasi alkohol dan hidrokarbon tidak jenuh. Mangan dioksida, MnO₂, digunakan pada sel kering, pada kaca dan lapisan keramik, dan sebagai katalis (Petrucci, 1999).

          Penetapan besi dalam bijih besi merupakan salah satu penerapan yang penting dari titrasi permanganat. Bijih besi yang utama adalah oksida atau oksida terhidrasi: hemit (Fe₂O₃), mangnetit (Fe₂O₄), geotit, dan limotit (2 Fe₂O₃ 3H₂O). Asam terbaik untuk melarutkan bijih-bijih besi adalah asam klorida. Oksidasi terhidrasi mudah larut, sedangkan hematit dan magnetit melarutkan agak lambat. Sebelum titrasi dengan permanganat besi(III) harus direduksi menjadi besi(II). Reduksi ini dapat dilakukan dengan timah (II) klorida (Underwood, 1998).

Banyak aplikasi dalam bidang industri misalnya penentuan sulfite dalam minuman anggur dengan menggunakan iodine, atau penentuan kadar alkohol dengan menggunakan kalium dikromat. Beberapa contoh yang lain adalah penentuan asam oksalat dengan menggunakan permanganometri.

BAB 3

METODOLOGI PERCOBAAN

3. 1 Alat dan Bahan

3.1.1        Alat–alat

-          Corong kaca

-          Gelas kimia

-          Labu erlenmeyer 250 mL

-          Termometer 100°C

-          Pipet gondok 10 mL

-          Buret 50 mL

-          Labu takar 100 mL

-          Statif dan klem

-          Hot plate

3.1.2        Bahan–bahan

-          Larutan H₂SO₄

-          Larutan baku KMnO₄

-          larutan cuplikan Fe²⁺

-          Aquades

-          Larutan H₂C₂O₄

3. 2 Cara Kerja

    3.2.1   Pembakuan  larutan KMnO₄ dengan larutan H₂C₂O₄ 0,1N

-          Dipipet 10 mL asam oksalat 0, 1 N, dimasukkan ke erlenmeyer 250 mL

-          Ditambahkan 10 mL H₂SO₄ 4N

-          Dipanaskan 60°C - 70°C

-          Dititrasi  larutan panas ini dengan  KMnO₄

   3. 2. 2  Penentuan kadar besi secara permanganometri

-          Dipipet 10 mL larutan cuplikan Fe²⁺, dimasukkan ke erlenmeyer 250 mL

-          Ditambahkan 2 mL H₂SO₄ 4N

-          Dipanaskan 60°C

-          Dititrasi  larutan panas ini dengan  KMnO₄

-          Dihitung konsentrasi Fe⁺

BAB 4

HASIL DAN PENGAMATAN

4.1  Hasil Pengamatan

Perlakuan	Pengamatan
a.       Pembakuan  larutan KMnO4 dengan larutan H2C2O4 0,1N -          Dipipet 10 mL asam oksalat 0,1N, dimasukkan ke erlenmeyer 250 mL -          Ditambahkan 10 mL H2SO4 4N -          Dipanaskan 60°C-70°C -          Dititrasi  larutan panas ini dengan  KMnO4	-       Warna larutan asam oksalat (H2C2O4 ) bening. -       Setelah ditambah H2SO4 tetap bening. -       Pada volume 8,5 mL warna larutan berubah menjadi pink (merah muda).
b.      Penentuan kadar besi secara permanganometri -          Dipipet 10 mL larutan cuplikanFe2+,dimasukkan ke erlenmeyer 250 mL -          Ditambahkan 2 mL H2SO4 4N -          Dipanaskan 60°C -          Dititrasi  larutan panas ini dengan  KMnO4 -          Dihitung konsentrasi Fe+	-       Setelah ditambah 2 mL H2SO4 warna larutan tetap bening seperti warna larutan cuplika Fe2+ sebelumnya. -       Pada volume 3,5 mL warna larutan menjadi berubah berwarna pink (merah muda).

4.2  Reaksi

4.2.1        Setengah reaksi redoks larutan KMnO₄ dengan H₂C₂O₄

Oks : C₂O₄^-2                                          2 CO₂ + 2e^-     (x5)

Red : MnO₄^- + 8 H⁺ + 5e^-                      Mn²⁺ + 4 H₂O (x2)

          5C₂O₄^-2                                        10 CO₂ + 10e^-

          2MnO₄^- + 16 H⁺ + 10e^-                 2 Mn²⁺ + 8 H₂O

5 C₂O₄^-2 + 2MnO₄^- + 16 H⁺                10 CO₂ + 2 Mn²⁺ + 8 H₂O

4.2.2        Setengah reaksi redoks larutan KMnO4 dengan Fe²⁺

Oks : Fe²⁺                                Fe³⁺ + e^-          (x5)

Red : MnO₄^- + 8 H⁺ + 5e^-        Mn²⁺ + 4 H₂O (x1)

          5 Fe²⁺                            5 Fe³⁺ +5 e^-

             MnO₄^- + 8 H⁺ + 5e^-        Mn²⁺ + 4 H₂O

5 Fe²⁺ + MnO₄^- + 8 H⁺           5 Fe³⁺  +  Mn²⁺ + 4 H₂O

4.3  Perhitungan

4.3.1        Pembakuan larutan KMnO₄ dengan H₂C₂O₄ 0,1N

Diket : V H₂C₂O₄ = 10 mL

            N H₂C₂O₄ = 0,1 N

            V KMnO₄ = 8,5 mL

Dit : N KMnO₄...................?

Jawab :

            N KMnO₄ =  V H₂C₂O₄ X N H₂C₂O₄

V KMnO₄

                             = 10 mL X 0,1 N

                                       8,5 mL

                             = 0,11765 N

4.3.2        Penentuan kadar besi secara permanganometri

Diket : V KMnO₄ = 3,5 mL

                        N KMnO₄ = 0,1 N

                        V Fe²⁺        = 10 mL

Dit : N Fe²⁺............................?

Jawab :

                         N Fe²⁺  = V KMnO₄ X  N KMnO₄

                                                       V Fe²⁺

                                      = 3,5 mL X 0,1 N

                                                10 mL

                                      = 0,035 N

4.4    Pembahasan

Permanganometri adalah titrasi yang didasarkan pada reaksi redoks. Dalam reaksi ini, ion MnO₄^- bertindak sebagai oksidator. Ion MnO₄^- akan berubah menjadi ion Mn²⁺ dalam suasana asam. Teknik titrasi ini biasa digunakan untuk menentukan kadar oksalat. Permanganometri juga bisa digunakan untuk menentukan kadar belerang, nitrit, fosfit, dan sebagainya. Cara titrasi permanganometri ini banyak digunakan dalam menganalisa zat-zat organik. Prinsip permanganometri adalah berdasrkan reaksi oksidasi dan reduksi. Pada percobaan permanganometri ini, secara garis besarnya terbagi atas 2 komponen yaitu zat pentiter dan zat yang dititer.

Sifat fisik dari kalium permanganat (KMnO₄) berat molekulnya adalah 197, 12 gr/mol, memiliki titik didih 32, 35 °C dan memiliki titik beku 2, 83°C.  Kalium permanganat (KMnO₄) memiliki warna ungu kehitaman berbentuk kristal. Sifat kimia dari kalium permanganat (KMnO₄) adalah (KMnO₄)  larut dalam metanol, dapat terurai oleh sinar.  (KMnO₄) dalam suasana basa dan netral akan tereduksi menjadi MnO₂. Kalium permanganat telah banyak dipergunakansebagai agen pengoksidasi. Reagen ini dapat diperoleh dengan mudah, tidak mahal dan tidak membutuhkan indikator karena  KMnO₄ dapat bertindak sebagai autoindikator (reagen yang berfungsi sebagai penandan titik akhir titrasi). Satu tetes 0,1 N permnganat memberikan warna merah muda yang jelas pada volume dari larutan yang biasa dipergunakan dalam sebuah titrasi. Kalium permanganat merupakan oksidator kuat dalam larutan yang bersifat asam lemah, netral atau basa lemah. Titrasi harus dilakukan dalam larutan yang bersifat asam kuat karena reaksi tersebut tidak terjadi bolak-balik, sedangkan potensial elktroda sangat bergantung pada pH. Pereaksi kalium permanganat bukan merupakan larutan baku primer dan karenanya perlu dibakukan terlebih dahulu. Larutan KMnO₄ dibuat dengan melarutkan sejumlah kalium permanganat dalam air mendididhnya selama 8 jam atau lebih. Kemudian endapan MnO₂ yang terbentuk disaring. Lalu dibakukan dengan zat baku utama (larutan standar primer).

Pada percobaan penetapan kenormalan KMnO₄ digunakan asam oksalat 0,1 N sebagai larutan baku dan juga sebagai pereduksi dalam larutan. Pada penambahan asam sulfat 4 N berfungsi, untuk mengasamkan larutan, karena potensial elektroda KMnO₄ sangat tergantung pada pH. Penambahan asam sulfat penting supaya reaksi berada dalam suasana asam sehingga MnO₄^-  tereduksi menjadi Mn²⁺. Jika larutan dalam keadaan netral atau sedikit basa maka KMnO₄ akan tereduksi menjadi MnO₂ berupa endapan coklat yang akan mempersulit penentuan titik akhir titrasi. Setelah larutan menjadi homogen, maka dilakukan pemanasan. Pemanasan ini hingga mencapai 60°C-70°C, hal ini berfungsi agar KMnO₄ dapat mengoksidasi H₂C₂O₄ (asam oksalat) karena apabila suhu larutan dibawah 60°C-70°C maka reaksi akan berjalan lambat dan akan mengubah MnO₄^- menjadi MnO₂ yang berupa endapan cokelat sehingga titik akhir titrasi susah untuk dilihat. Sedangkan apabilasuhu larutan di atas 60°C-70°C maka akan merusak asam oksalat, dan terurai menjadi CO₂ dan H₂O sehingga hasil akhir akan lebih kecil. Setelah dipanaskan hingga suhunya mencapai 60°C-70°C kemudian dilakukan titrasi dengan KMnO₄. Dari percobaan pada V KMnO₄ 3,5 mL didapat perubahan warna dari bening menjadi merah muda. Perubahan warna ini merupakan titik akhir titrasi dari volume KMnO₄ tersebut didapat konsentrasi dari KMnO₄ yaitu 0,11765 N.

Penentuan kadar besi dapat diketahui dengan cara permanganometri. Pada percobaan ini digunakan Fe²⁺ sebagai larutan cuplikan yang dilarutkan dalam aquades. Larutan kemudian ditambahkan asam sulfat supaya besi larut sempurna dan dapat bereaksi dengan baik. Selain untuk melarutkan besi, penambahan asam sulfat juga bertujuan untuk agar KMnO₄ tereduksi menjadi Mn²⁺. Asam sulfat juga dimaksudkan untuk menghindari oksidasi Fe²⁺ menjadi Fe³⁺ karena Fe²⁺ kurang stabil diudara terbuka. Titik akhir titrasi ini ditandai dengan perubahan warna bening menjadi merah muda pada V Fe²⁺ 10 mL dan didapatkan konsentrasi melalui perhitungan yaitu 0,035 N.

BAB 5

PENUTUP

5.1    Kesimpulan

-          Dari percobaan dan didapatkan melalui perhitungan konsentrasi KMnO₄ dengan menggunakan asam oksalat 0,1 N yaitu 0,11765 N

-          Dari percobaan penentuan kadar besi yang dilakukan secara permnganometri didapatkan kadar Fe²⁺ adalah 0,035 N.

-          Fungsi pemanasan 60°C–70°C adalah karena suhu tersebut merupakan suhu optimum KMnO₄ untuk mengoksidasi H₂C₂O₄ (asam oksalat). Jika dibawah 60°C–70°C maka reaksi akan berjalan lambat dan akan mengubah MnO₄^- menjadi Mn²⁺ yang berupa endapan cokelat sehingga TAT susah untuk dilihat. Sedangkan jika di atas 60°C-70°C maka akan merusak asam oksalat, mengubah asam oksalat (H₂C₂O₄) menjadi CO₂ dan H₂O sehingga hasil akhir akan lebih sedikit.

5.2    Saran

       Sebaiknya penentuan kadar besinya tidak hanya dilakukan secara permanganometri saja tetapi dapat dilakukan dengan titrasi redoks lainnya seperti iodimetri atau dikromatometri, sehingga pengetahuan praktikan dapat bertambah.

     

DAFTAR PUSTAKA

Hardjadi. 1990. Ilmu Kima Analitik Dasar. PT Gramedia: Jakarta

Keenan, W. Charles. 1986. Ilmu Kimia untuk Universitas. Erlangga: Jakarta

Khopkar. 2002. Konsep Dasar Kimia Analitik. Universitas Indonesia: Jakarta

Underwood, A. L dan R.A. Day. J. R. 1996. Analisis Kimia Kuantitatif edisi  Kelima. Penerbit Erlangga: Jakarta