laporan iodometri dan iodimetri

IODOMETRI DAN IODIMETRI

I.       TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan percobaan praktikum ini adalah untuk menentukan kadar tembaga dalam kristal CuSO₄.5 H₂O.

II.     TINJAUAN PUSTAKA

Istilah oksidasi mengacu pada setiap perubahan kimia dimana terjadi kenaikan bilangan oksidasi, sedangkan reduksi digunakan untuk setiap penurunan bilangan oksidasi.Berarti proses oksidasi disertai hilangnya elektron sedangkan  reduksi memperoleh elektron. Oksidator adalah senyawa di mana atom yang terkandung mengalami penurunan bilangan oksidasi. Sebaliknya pada reduktor, atom yang terkandung mengalami kenaikan bilangan oksidasi. Oksidasi-reduksi harus selalu berlangsung bersama dan saling menkompensasi satu sama lain. Istilah oksidator reduktor mengacu kepada suatu senyawa, tidak kepada atomnya saja (Khopkar, 2003).

Oksidator lebih jarang ditentukan dibandingkan reduktor. Namin demikian, oksidator dapat ditentukan dengan reduktor. Reduktor yang lazim dipakai untuk penentuan oksidator adalah kalium iodida, ion titanium(III), ion besi(II), dan ion vanadium(II). Cara titrasi redoks yang menggunakan larutan iodium sebagai pentiter disebut iodimetri, sedangkan yang menggunakan larutan iodida sebagai pentiter disebut iodometri (Rivai, 1995).

Dalam proses analitik, iodium digunakan sebagai pereaksi oksidasi (iodimetri) dan ion iodida digunakan sebagai pereaksi reduksi (iodometri). 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 cukup kuat untuk bereaksi sempurna dengan ion iodida, dan ada banyak penggunaan proses iodometrik. Suatu kelebihan ion iodida ditambahkan kepada pereaksi oksidasi yang ditentukan, dengan pembebasan iodium, yang kemudian dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat.  Reaksi antara iodium dan tiosulfat berlangsung secara sempurna (Underwood, 1986).

Iodium hanya sedikit larut dalam air (0,00134 mol per liter pada       25 ⁰C), tetapi agak larut dalam larutan yang mengandung ion iodida.  Larutan iodium standar dapat dibuat dengan menimbang langsung iodium murni dan pengenceran dalam botol volumetrik.  Iodium, dimurnikan dengan sublimasi dan ditambahkan pada suatu larutan KI pekat, yang ditimbang dengan teliti sebelum dan sesudah penembahan iodium.  Akan tetapi biasanya larutan distandarisasikan terhadap suatu standar primer, As₂O₃ yang paling biasa digunakan. (Underwood, 1986).

Larutan standar yang dipergunakan dalam kebanyakan proses iodometrik adalah natrium tiosulfat. Garam ini biasanya tersedia sebagai pentahidrat Na₂S₂O₃.5H₂O. Larutan tidak boleh distandarisasi dengan penimbangan secara langsung, tetapi harus distandarisasi terhadap standar primer. Larutan natrium tiosulfat tidak stabil untuk waktu yang lama. Sejumlah zat padat digunakan sebagai standar primer untuk larutan natrium tiosulfat. Iodium murni merupakan standar yang paling nyata, tetapi jarang digunakan karena kesukaran dalam penanganan dan penimbangan. Lebih sering digunakan pereaksi yang kuat yang membebaskan iodium dari iodida, suatu proses iodometrik (Underwood, 1986).

Metode titrasi iodometri langsung (kadang-kadang dinamakan iodimetri) mengacu kepada titrasi dengan suatu larutan iod standar. Metode titrasi iodometri tak langsung (kadang-kadang dinamakan iodometri), adlaah berkenaan dengan titrasi dari iod yang dibebaskan dalam reaksi kimia. Potensial reduksi normal dari sistem reversibel:

I_2(solid) 2e                  2I^-

adalah 0,5345 volt. Persamaan di atas mengacu kepada suatu larutan air yang jenuh dengan adanya iod padat; reaksi sel setengah ini akan terjadi, misalnya, menjelang akhir titrasi iodida dengan suatu zat pengoksid seperti kalium permanganat, ketika konsentrasi ion iodida menjadi relatif rendah. Dekat permulaan, atau dalam kebanyakan titrasi iodometri, bila ion iodida terdapat dengan berlebih, terbentuklah ion tri-iodida:

I_2(aq) + I^- I₃^-

Karena iod mudah larut dalam larutan iodida. Reaksi sel setengah itu lebih baik ditulis sebagai:

I₃^- + 2e               3I^-

Dan potensial reduksi standarnya adalah 0,5355 volt. Maka, iod atau ion    tri-iodida merupakan zat pengoksid yang jauh lebih lemah ketimbang kalium permanganat, kalium dikromat, dan serium(IV) sulfat (Bassett, J. dkk., 1994).

Dalam kebanyakan titrasi langsung dengan iod (iodimetri), digunakan suatu larutan iod dalam kalium iodida, dan karena itu spesi reaktifnya adalh ion tri-iodida, I₃^-. Untuk tepatnya, semua persamaan yang melibatkan reaksi-reaksi iod seharusnya ditulis dengan I₃^- dan bukan dengan I₂, misalnya:

I₃^- + 2S₂O₃^2- = 3I^- + S₄O₆^2-

akan lebih akurat daripada:

I₂ + 2S₂O₃^2- = 2I^- + S₄O₆^2-

(Bassett, J. dkk., 1994).

Warna larutan 0,1 N iodium adalah cukup kuat sehingga iodium dapat bekerja sebagai indikatornya sendiri. Iodium juga memberi warna ungu atau merah lembayung yang kuat kepada pelarut-pelarut sebagai karbon tetraklorida atau kloroform dan kadang-kadang hal ini digunakan untuk mengetahui titik akhir titrasi. Akan tetapi lebih umum digunakan suatu larutan (dispersi koloidal) kanji, karena warna biru tua dari kompleks kanji-iodium dipakai untuk suatu uji sangat peka terhadap iodium. Kepekaan lebih besar dalam larutan yang sedikit asam daripada larutan netral dan lebih besar dengan adanya ion iodida (Underwood, 1986).

III.    ALAT DAN BAHAN

A.                            Alat

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah neraca analitik, pipet volum, labu ukur 100 mL, erlenmeyer 250 mL, buret, dan beaker gelas., pipet tetes, dan botol semprot.

1.    B. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah KIO­₃, H₂SO₄ 2 N, larutan KI 10%, larutan Na₂S₂O₃, larutan amilum 1%, garam (pembuatan larutan sampel), larutan KCNS atau NH₄CNS 10% dan akuades.

1.    IV. PROSEDUR KERJA

A.    A. Pembakuan larutan Na₂S₂O₃ dengan larutan baku KIO₃

B.    Dengan teliti ditimbang 0,35 gram KIO₃ dilarutkan dalam akuades kemudian memasukan secara kuantitatif ke dalam labu ukur 100 ml

C.    Sampai batas diencerkan, dipipet 25 ml larutan baku KIO₃ dan dimasukan dalam Erlenmeyer

D.    2 ml H₂SO₄ 2 N dan 10 ml KI 10 %, ditambahkan kemudian dikocok. Larutan ini dititrasi dengan larutan baku Na₂S₂O₃ sampai larutan berwarna kuning muda.

E.    Dengan akuades 25 ml diencerkan dan ditambahkan dengan 4 ml larutan amilum 10 %, titrasi dilanjutkan sampai warna biru hilang.

B. Penentuan Kadar Cu dengan Larutan Baku Na₂S₂O₃

1.    Dengan teliti ditimbang ± 1,0 gram garam CuSO4, dilarutkan dalam akuades, dimasukkan secara kuantitatif ke dalam labu ukur 100 mL,

2.    Sampai tanda batas diencerkan, dan mengocok secara sempurna.  Diambil 5 mL larutan ke dalam labu ukur 100 mL, mengencerkan dengan akuades sampai tanda batas, dan dikocok sempurna.

3.    10 mL larutan sampel dipipet, dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250 mL, menambahkan 2 mL KI 10%, kemudian dikocok.

4.    I₂ yang dihasilkan dititrasi dengan larutan baku thio sampai larutan berwarna kuning muda, kemudian menambahkan 2 mL larutan amilum 1% dan dilanjutkan titrasi sampai warna biru hampir hilang.

5.    2 mL larutan KCNS 10%, ditambahkan warna biru akan timbul lagi, cepat-cepat dilanjutkan titrasi sampai warna biru tepat hilang. Dilakukan duplo

V.     DATA HASIL PENGAMATAN

1.    A. Hasil dan Perhitungan

A.    1. Hasil

No	Langkah percobaan	Hasil pengamatan
1.	Pembakuan larutan Na2S2O3 dengan KIO3 -Menimbang 0,35 gr KIO3 + akuades dalam 100 ml labu ukur, Mengencerkan - 25 ml  KIO3 + 3 ml H2SO4 2N+ KI 10%, mentitrasi dengan Na2S2O3 sampai warna kuning muda + 2 tetes amilum 1% menitrasi sampai warna biru tepat hilang	Larutan kuning V titrasi 1 = 0,3 ml V titrasi 2 = 0,1 ml V total = 0,4 ml
2.	Penentuan Kadar Cu dengan Na2S2O3 a. – Menimbang 1 gr garam - Melarutkan dalam akuades dan  mengencerkan - 10 ml larutan sampel + 2 ml KI 10% dan mengocok - Menitrasi sampai warna kuning muda - + 2 ml amilum 1% dan titrasi - + 2 tetes KCNS 10% b. – Menimbang 1 gr garam - Melarutkan dalam akuades dan  mengencerkan - 10 ml larutan sampel + 2 ml KI 10% dan mengocok - Menitrasi sampai warna kuning muda - + 2 ml amilum 1% dan titrasi - + 2 tetes KCNS 10%	kuning tua menjadi  kuning muda V = 0-3,6 ml V = 3,6 – 7,7 ml V = 7,7 – 8,2 ml Tidak timbul warna biru lagi V = 0-3,2 ml V = 3,2 – 7,3 ml V = 7,3 – 7,9 ml V total titrasi 1 dan titrasi 2 = 1,1 ml V rata-rata = 0,55 ml

2. Perhitungan

-  Pembuatan Larutan Baku KIO₃ 0,1N

Massa KIO₃ = 0,36 gr

BM KIO₃ = 214,0064 gr/mol

V pengenceran       = 0,1 L

N KIO₃ = ………..?

N KIO₃ =

=

= 0,1009 N

- Pembakuan Larutan Baku Na₂S₂O₃ dengan Larutan Baku KIO₃ 0,1N

N KIO₃ = 0,1009 N

V KIO₃ = 25 mL

V Na₂S₂O₃ = 0,4 mL

N Na₂S₂O₃ = ……..?

N Na₂S₂O₃ =

=

= 6,25N

- Penentuan Kadar Cu²⁺ dalam CuSO_4.5H₂O

V Na₂S₂O₃ = 0,55 mL

N Na₂S₂O₃ = 6,25 N

Massa sampel         = 1 gr

% Cu²⁺ dalam sampel = ……?

2 S₂O₃^2- + I₂ S₄O₆^2- + 2I^-

2 mgrek S₂O₃^2- = mgrek I₂

2 (V x N) S₂O₃^2- = mol I₂ x e I₂

mol I₂ = 2

= 2

=  0,0034375 mol

Reaksi :

2 Cu²⁺ +  4 I^- 2 CuI^- +  I₂

mol Cu²⁺ = 2 mol I₂

= 2 x 3,4375 x 10^-3 mol

= 6,8 x 10^-3 mol

massa Cu²⁺ = mol Cu²⁺ x  BA Cu²⁺

= 6,8 x 10^-3 mol x 63,546 mol

= 0,4321 gr

% Cu dalam sampel         =

=

= 43,21 %

B.  Pembahasan

Garam KIO₃ mampu mengoksidasi iodida menjadi iod secara kuantitatif dalam larutan asam.  Oleh karena itu digunakan sebagai larutan standar dalam proses titrasi Iodometri ini.  Selain itu juga karena sifat Iod itu sendiri yang mudah teroksidasi oleh oksigen dalam lingkungan sehingga iodida mudah terlepas. Reaksi ini sangat kuat dan hanya membutuhkan sedikit sekali kelebihan ion hidrogen untuk melengkapi reaksinya.  Namun kekurangan utama dari garam ini sebagai standar primer adalah bahwa bobot ekivalennya yang rendah. Larutan standar ini sangat stabil dan menghasilkan iod bila diolah dengan asam :

IO₃^- +   5I^- +   6H⁺ 3 I₂ +     3H₂O

Larutan KIO₃ memiliki dua kegunaan penting, pertama, adalah sebagai sumber dari sejumlah iod yang diketahui dalam titrasi, ia harus ditambahkan kepada larutan yang mengandung asam kuat, ia tak dapat digunakan dalam medium yang netral atau memiliki keasaman rendah.  Yang kedua, dalam penetapan kandungan asam dari larutan secara iodometri, atau dalam standarisasi larutan asam keras.  Larutan baku KIO₃ 0,1 N dibuat dengan melarutkan beberapa gram massa kristal KIO₃ yang berwarna putih dengan menggunakan aquades dan mengencerkannya.

1.    1. Pembakuan Larutan Na₂S₂O₃ dengan Larutan Baku KIO₃

Percobaan ini menggunakan metode titrasi iodometri yaitu titrasi tidak  langsung dimana mula-mula iodium direaksikan dengan iodida berlebih, kemudian iodium yang terjadi dititrasi dengan natrium thiosulfat.  Larutan baku yang digunakan untuk standarisasi thiosulfat sendiri adalah KIO₃ dan terjadi reaksi:

Oksidator + KI                           I₂

I₂ +  2Na₂S₂O₃ 2NaI  +  Na₂S₄O₆

Natrium tiosulfat dapat dengan mudah diperoleh dalam keadaan kemurnian yang tinggi, namun selalu ada saja sedikit ketidakpastian dari kandungan air yang tepat, karena sifat flouresen atau melapuk-lekang dari garam itu dan karena alasan-alasan lainnya.  Karena itu, zat ini tidak memenuhi syarat untuk dijadikan sebagai larutan baku standar primer.  Natrium tiosulfat merupakan suatu zat pereduksi, dengan persamaan reaksi sebagai berikut  :

2S₂O₃^2- S₄O₆^2- +   2e^-

Pembakuan larutan natrium tiosulfat dapat dapat dilakukan dengan menggunakan kalium iodat, kalium kromat, tembaga dan iod sebagai larutan standar primer, atau dengan kalium permanganat atau serium (IV) sulfat sebagai larutan standar sekundernya.  Namun pada percobaan ini senyawa yang digunakan dalam proses pembakuan natrium tiosulfat adalah kalium iodat standar.

Larutan thiosulfat sebelum digunakan sebagai larutan standar dalam proses iodometri ini harus distandarkan terlebih dahulu  oleh kalium iodat yang merupakan standar primer.  Larutan kalium iodat ini ditambahkan dengan asam sulfat pekat, warna larutan menjadi bening.  Dan setelah ditambahkan dengan kalium iodida, larutan berubah menjadi coklat kehitaman.  Fungsi penambahan asam sulfat pekat dalam larutan tersebut adalah memberikan suasana asam, sebab larutan yang terdiri dari kalium iodat dan klium iodida berada dalam kondisi netral atau memiliki keasaman rendah.  Reaksinya adalah sebagai berikut :

IO₃^- +  5I^- +  6H⁺ →          3I₂ +  3H₂O

Indikator yang digunakan dalam proses standarisasi ini adalah indikator amilum 1%.  Penambahan amilum yang dilakukan saat mendekati titik akhir titrasi dimaksudkan agar amilum tidak membungkus iod karena akan menyebabkan amilum sukar dititrasi untuk kembali ke senyawa semula. Proses titrasi harus dilakukan sesegera mungkin, hal ini disebabkan sifat I₂ yang mudah menuap. Pada titik akhir titrasi iod yang terikat juga hilang bereaksi dengan titran sehingga warna biru mendadak hilang dan perubahannya sangat jelas.  Penggunaan indikator ini untuk memperjelas perubahan warna larutan yang terjadi pada saat titik akhir titrasi.  Sensitivitas warnanya tergantung pada pelarut yang digunakan.  Kompleks iodium-amilum memiliki kelarutan yang kecil dalam air, sehingga umumnya ditambahkan pada titik akhir titrasi.  Jika larutan iodium dalam KI pada suasana netral dititrasi dengan natrium thiosulfat, maka :

I₃^- +   2S₂O₃^2- 3I^- +   S₄O₆^2-

S₂O₃^2- +   I₃^- S₂O₃I^- +   2I^-

2S₂O₃I^- +  I^- S₄O₆^2- +  I₃^-

S₂O₃I^- +  S₂O₃^2- S₄O₆^2- +  I^-

Dari hasil perhitungan diketahui besarnya konsentrasi natrium thiosulfat yang digunakan sebagai larutan baku standar sebesar 6,25 N.

1.    2. Penentuan Kadar Cu²⁺ dengan Larutan Baku Na₂S₂O₃

Pada penentuan kadar Cu dengan larutan baku Na₂S₂O₃ akan terjadi beberapa perubahan warna larutan sebelum titik akhir titrasi.  Tembaga murni dapat digunakan sebagai standar primer untuk natrium thiosulfat dan direkomendasikan jika thiosulfat harus digunakan untuk menetapkan tembaga.  Potensial standar pasangan Cu(II) – Cu(I) adalah +0,15 V dan karena itu iod merupakan pengoksidasi yang lebih baik dari pada ion Cu(II).  Tetapi bila ion iodida ditambahkan ke dalam larutan Cu(II) akan terbentuk endapan Cu(I).

2Cu²⁺ +  4I^- 2CuI_(s) +  I₂

Penentuan kadar Cu²⁺ dalam larutan dengan bantuan larutan natrium tiosulfat yang dilakukan mengencerkan 5 mL sampel garam hingga 100 mL dan mengambil 10 mL hasil pengenceran tersebut untuk ditambahkan dengan larutan KI 10% dan menitrasi dengan larutan baku natrium tiosulfat hingga larutan yang semula berwarna coklat tua menjadi larutan yang berwarna kuning muda.  Kemudian larutan tersebut ditambahkan dengan 4 mL larutan amilum 1 % menghasilkan larutan yang semula berwarna kuning muda menjadi biru tua, Penambahan indikator amilum 1% ini dimaksudkan agar memperjelas perubahan warna yang terjadi pada larutan tersebut. kemudian larutan tersebut dititrasi kembali dengan larutan natrium tiosulfat hingga warna biru pada larutan tepat hilang.  Untuk lebih memperjelas terjadinya reaksi tersebut, ke dalam larutan ditambahkan amilum.  Bertemunya I₂ dengan amilum ini akan menyebabakan larutan berwarna biru kehitaman.  Selanjutnya titrasi dilanjutkan kembali hingga warna biru hilang dan menjadi putih keruh.

I₂ +  amilum                         I₂-amilum

I₂-amilum  +  2S₂O₃^2- 2I^- +  amilum  +  S₄O₆^-

Hal yang perlu diperhatikan setelah penambahan amilum adalah adanya sifat adsorpsi pada permukaan endapan tembaga(I) iodida. Sifat ini menyebabkan terjadinya penyerapan iodium dan apabila iodium ini dihilangkan dengan cara titrasi, maka titik akhir titrasi akan tercapai terlalu cepat. Oleh karena itu, sebelum titik akhir titrasi tercapai, yaitu pada saat warna larutan yang dititrasi dengan Na₂S₂O₃ akan berubah dari biru menjadi bening, dilakukan penambahan kalium tiosianat KCNS.

Penambahan KCNS menyebabkan larutan kembali berwarna biru. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

2Cu²⁺ + 2I^- + 2SCN^- → 2CuSCN ↓ + I₂

Endapan tembaga(I) tiosianat yang terbentuk mempunyai kelarutan yang lebih rendah daripada tembaga(I) iodida sehingga dapat memaksa reaksi berjalan sempurna. Selain itu, tembaga(I) tiosianat mungkin terbentuk pada permukaan tembaga(I) iodida yang telah mengendap. Reaksinya sebagai berikut:

CuI­ ↓ + SCN^- → CuSCN ↓ + I^-

Penambahan larutan KCNS ini bertujuan sebagai larutan yang mengembalikan reaksi penambahan indikator amilum dalam larutan sehingga larutan menjadi kembali biru.  Reaksi yang berlangsung adalah

2Cu²⁺ +  4 I^- 2CuI  +  I₂

2S₂O₃^2- +  I₂ S₄O₆^2-+   2I^-

dari hasil pengamatan dan perhitungan, didapatkan jumlah volume titrasi larutan natrium tiosulfat yang dibutuhkan untuk merubah larutan dari warna coklat tua menjadi kuning muda setelah penambahan amilum maka larutan menjadi bening dan setelah penambahan KCNS maka larutan menjadi jernih kembali. Dari hasil perhitungan diperoleh massa tembaga pada larutan sampel sebesar 0,4321 gram dan kadar tembaga (%Cu²⁺) dalam larutan sample tersebut adalah sebesar 43,21 %.

VI.    KESIMPULAN

Berdasarkan tujuan, perhitungan dan pembahasan yang telah diuraikan sebelumnya, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan berikut :

1.    Ada dua cara analisis menggunakan senyawa iodium yaitu titrasi iodimetri atau dengan iodometri dimana iodium terlebih dahulu dioksidasi oleh oksidator misalnya KI.

2.    Kadar tembaga dalam garam CuSO₄.5H₂O dapat ditentukan dengan cara iodometri.

3.    Indikator yang dipakai adalah amilum karena amilum sangat peka terhadap iodium dan  terbentuk kompleks amilum berwarna biru cerah, saat ekivalen amilum terlepas kembali.

4.    Massa tembaga pada larutan diketahui sebesar 0,4321 gram dan kadar tembaga dalam larutan sebesar 43,21 %.

DAFTAR PUSTAKA

Basset. J etc. 1994. Buku Ajar Vogel, Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Penerbit Buku Kedokteran EGC. Jakarta.

Khopkar, S. M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Universitas Indonesia Press. Jakarta.

Rivai, Harrizul. 1995. Asas Pemeriksaan Kimia. Penerbit UI. Jakarta.