PERMANGANOMETRI

ANALISIS KUANTITATIF PERMANGANOMETRI

I.              TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan praktikum ini adalah untuk membuat dan membakukan larutan menentukan KMnO₄ serta menentukan kadar besi (Fe²⁺) dalam FeSO₄.

II.           TINJAUAN PUSTAKA

Titrasi redoks adalah penetapan kadar reduktor atau oksidator berdasarkan atas reaksi reduksi dan oksidasi dimana reduktor akan teroksidasi, sedangkan oksidator akan tereduksi. Salah satu contohnya adalah permanganometri. Titrasi redoks ini dapat dibedakan atas beberapa cara berdasarkan pemakaiannya, yaitu Na₂S₂O₃yang digunakan sebagai titran; dikenal sebagai iodometri tak langsung. Jika I₂ digunakan sebagai titran maka dikenal sebagai iodometri langsung. Selain itu, diketahui juga suatu oksidator kuat yang lain sebagai titran, diantaranya yang paling sering dipakai adalah KMnO₄, K₂Cr₂O₇ dan Ce (IV) (Harjadi, 1993).

Bermacam reaksi redoks dapat digunakan untuk analisa titrasi volumetri asalkan kesetimbangan yang tercapai setiap penambahan titran dapat berlangsung dengan cepat dan diperlukan juga indikator yang mampu menunjukkan titik ekivalen stoikiometri dengan akurasi yang tinggi. Banyak titrasi redoks dilakukan dengan menggunakan indikator warna. Titrasi permanganometri digunakan untuk menetapkan kadar reduktor dalam suasana asam sulfat encer dengan menggunakan larutan titran KMnO₄. (Basset, 1994).

Salah satu contoh titrasi permanganometri digunakan untuk menetapkan kadar reduktor dalam suasana asam sulfat dengan menggunakan larutan titran KMnO₄ dan KNO₃sebagai katalis serta penambahan sedikit seng (Zn) dengan reaksi seagai berikut :

  Zn (s) + H₂SO₄ (aq) = 2H⁺ (aq) + ZnSO₄ (aq)                                  (1)

                5H⁺ (aq) + 3H₃O⁺ (aq) + MnO₄^- (aq) =  Mn²⁺ (aq) + 7H₂O (I)         (2)

(Day & Underwood, 1999)

Sebagai penitrasi dipakai larutan kalium permanganat. Dalam lingkungan asam dua molekul permanganat dapat melepaskan lima atom oksigen (bila ada zat yang dapat dioksidasikan oleh oksigen itu).

2 KMnO4 + 3 H2SO4                     K2SO4 + 2 MnSO4 + 3 H₂O + 5 O

Karena larutan KMnO4 mempunyai warna tersendiri, maka tidak diperlukan penunjuk (indikator). Titik akhir ditunjukkan dengan terbentuknya larutan berwarna merah muda seulas (Rusgiyono dkk, 2013).

Oksidator lebih jarang ditentukan dibandingkan reduktor. Namun 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). Terdapat dua jenis indikator redoks, yaitu :

1.    Indikator spesifik, yaitu indikator yang bereaksi hanya dengan salah satu komponen yang berhubungan dalam titrasi. Contoh : amilum, KCSN.

2.    Indikator redoks asli, yaitu indikator yang peka terhadap potensial sistem. Indikator redoks ini tidak begitu banyak karena molekul organik dapat mengalami perubahan yang lebih radikal dalam titrasi. Umumnya indikator yang banyak digunakan adalah 1,10-fenatrolin, trifenilmetana, dan difenilamin serta turunan krisodin (Khopkar, 1990).

Kalium permanganat telah digunakan sebagai zat pengoksidasi secara meluas lebih dari 100 tahun ini. Reagensia ini mudah diperoleh, murah dan tak memerlukan indikator kecuali digunakan larutan yang sangat encer. Setelah permanganat 0,1 N memberikan warna merah muda yang tampak, kepada larutan yang lazim digunakan dalam titrasi. Warna ini digunakan untuk menyatakan berlebihnya reagensia itu sendiri. Permanganat biasanya bereaksi secara beraneka ragam, karena mangan ini memiliki keadaaan oksidasi yang berbeda-beda, yaitu  +2, +3, +4, +6 dan +7 (Svehla, 1995).

Pereaksi kalium permanganat bukan merupakan pereaksi baku primer. Sangat sukar untuk mendapatkan pereaksi ini dalam keadaaan murni dan bebas dari mangan dioksida. Timbulnya mangan oksida ini justru akan mempercepat reaksi reduksi permanganat. Demikian juga dengan ion mangan(II) dalam larutan akan mempercepat reaksi reduksi permanganat menjadi mangan oksida. Reaksi tersebut berlangsung dalam suasana asam dan berlangsung sangat cepat dalan suasana netral (Day & Underwood, 1999).

Penentuan titrimetrik kalsium dalam kapur juga merupakan salah satu contoh aplikasi titrasi permanganat. Kalsium mengendap sebagai oksalat, CaC₂O₄. Setelah penyaringan dan pencucian, oksalatnya dititrasi dengan menggunakan permanganat. Prosedur ini lebih cepat dari prosedur gravimetrik, dimana CaC₂O₄dibakar menjadi CaO dan ditimbang. Bagaimanapun juga, endapan ditangani dengan hati-hati untuk mencegah terkontaminasinya endapan dengan oksalat-oksalat lainnya atau dengan asam oksalat. Tentu saja pencemaran semacam ini mengarah pada hasil-hasil yang tinggi (Day & Underwood, 1999).

III.        ALAT DAN BAHAN

A.  Alat

Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah beker gelas, buret, erlenmeyer, neraca analitik, pipet tetes, pipet volume dan propipet.

B.  Bahan

Bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah akuades, asam sulfat 2 N, FeSO₄, larutan baku KMnO₄ 0,1 N, dan natrium oksalat.

IV.    PROSEDUR KERJA

A.  Pembuatan Larutan Natrium Oksalat (Na₂C₂O₄)

1.    Sebanyak 0,67 gram natrium oksalat ditimbang dengan teliti.

2.    Natrium oksalat dipindahkan ke dalam gelas beaker, dilarutkan dengan akuades dan diencerkan hingga tanda batas dalam labu ukur 100 ml.

B.  Pembuatann Larutan kalium Permanganat denganNatrium Oksalat (Na₂C₂O₄)

1.    Sebanyak 10 mL natrium oksalat dipipet, dimasukkan kedalam erlemnayer.

2.     Sebanyak 10 mL asam sulfat 2 N ditambahkan ke dalam larutan tersebut.

3.    Larutan tersebut dititrasi dengan larutan KMnO₄ sampai larutan berubah warna.

4.    Titrasi dilakukan triplo.

C.  Penentuan kadar Fe²⁺ ( besi ) dalam asam Sulfat

1.    Sebanyak 10 mL Fe Sulfat dipipet, masukkan kedalam erlenmayer.

2.    Sebanyak 10 mL asam sulfat 2 N ditambahkan ke dalam larutan tersebut.

3.    Larutan tersebut dititrasi dengan larutan KMnO₄ sampai larutan berubah warna.

4.    Titrasi dilakukan triplo.

V.      HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil dan Perhitungan

1. Hasil

a.    Pembakuan Larutan Natrium Oksalat (Na₂C₂O₄)

No.	Langkah Kerja	Hasil Pengamatan
1.	Sebanyak 0,67 gram natrium oksalat ditimbang dengan teliti	Massa Na2C2O4 = 0,67 gram
2.	Natrium oksalat dipindahkan ke dalam gelas beaker, dilarutkan dengan akuades dan diencerkan hingga tanda batas dalam labu ukur 100 mL.

b.    Pembakuan Larutan Kalium Permanganat dengan Natrium Oksalat (Na₂C₂O₄)

No.	Langkah Kerja	Hasil Pengamatan
1.	Sebanyak 10 mL natrium oksalat dipipet, dimasukkan kedalam erlenmeyer.
2.	Sebanyak 10 mLasam sulfat 2 N ditambahkan ke dalam larutan tersebut.
3.	Larutan tersebut dititrasi dengan larutan KMnO4 sampai larutan berubah warna.
4.	Titrasi dilakukan triplo	V1 = 0,1 mL V2 = 0,1 mL V3 = 0,15 mL Vrata-rata = 0,1167 ml Warna berubah dari tak berwarna menjadi merah muda.

c.     Penentuan kadar Fe²⁺ (besi) dalam asam sulfat

No.	Langkah Kerja	Hasil Pengamatan
1.	Sebanyak 10 mL FeSO4 dipipet, masukkan kedalam erlenmayer.
2.	Sebanyak 10 mL asam sulfat 2 N, ditambahkan ke dalam larutan tersebut.
3.	Kemudian dititrasi dengan larutan baku KMnO4 0,1 N sampai larutan tidak berwarna (warna merah muda tidak lagi hilang selama 1 menit).
4.	Titrasi dilakukan duplo.	V1 = 3,3  mL V2 = 3,4 mL V3 = 3,5 mL Vrata-rata = 3,4 mL Warna berubah dari tak berwarna menjadi merah muda.

2.    Perhitungan

1.    Penentuan Normalitas Na₂C₄CO₃

Diketahui :  m Na-oksalat     = 0,67 gram

V pengenceran   = 100 mL = 0,1 L

                    BM Na₂C₂O₄     =134 gram/mol           

                    e Na₂C₂O₄          = 2

       Ditanya   :   N Na₂C₂O₄           =             … ?

              Penyelesaian :

BE =   =  = 67 g ek/mol

                           N Na₂C₂O₄   =

= 0,1 N

2.     Pembakuan Larutan Kalium Permanganat dengan Na₂C₄CO₃

Diketahui : N Na₂C₂O₄           =  0,1 N

   V Na₂C₂O₄          = 10 ml

   V KMnO₄            = 0,1167 ml

                        Ditanya  :  N KMnO₄ = ...N

Penyelesaian :

(N x V) Na₂C₂O₄      = (N x V) KMnO4

N KMnO₄ =

                                      = 8,56898 N

3.         Penentuan kadar Fe²⁺dalam FeSO₄

Diketahui : m FeSO₄ = 1,0 g

N KMnO₄          = 8,56898 N

V KmnO₄              = 3,4 ml

e H₂C₂O₄            = 2

Ar Fe                  = 55,24 g/mol

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

mgrek MnO₄^-        =       mgrek Fe²⁺

mgrek MnO₄^-      =       5 mgrek Fe^2-

(N x V) KMnO₄  =      

mmol H₂C₂O₄       =      

                            =      

                            =       5,8269 mmol =   5,8269 x10^-3mol

Massa Fe²⁺          =       Mol Fe²⁺ x BA Fe²⁺

                            =       5,8269 x10^-3mol x 55,24 gr/mol

                            =       0,3219 gram

Kadar Fe²⁺dalam FeSO₄

Kadar Fe²⁺          =      

                            =      

                            =       32,19 %

Jadi, kadar Fe²⁺dalam FeSO₄ adalah sebesar 32,19 %.

B. Pembahasan

Percobaan yang berjudul Permanganometri ini. Tujuan praktikum ini adalah untuk membuat dan membakukan larutan menentukan KMnO₄ serta menentukan kadar besi (Fe²⁺) dalam FeSO₄._.Kalium permanganat adalah zat pengoksidasi yang sangat kuat. Pereaksi ini dapat dipakai tanpa penambahan indikator, karena mampu bertindak sebagai indikator. Oleh karena itu pada larutan ini tidak ditambahkan indikator apapun dan langsung dititrasi dengan larutan  natrium oksalat yang merupakan standar yang baik untuk standarisasi permanganat dalam suasana asam. Larutan ini mudah diperoleh dengan derajat kemurnian yang tinggi.  Reaksi ini berjalan lambat pada temperatur kamar dan biasanya diperlukan pemanasan hingga 60^oC. Bahkan bila pada temperatur yang lebih tinggi reaksi akan berjalan makin lambat dan bertambah cepat setelah terbentuknya ion mangan (II). Titrasi permanganometri digunakan untuk menetapkan kadar  reduktor dalam suasana asam sulfat encer dengan menggunakan kalium permanganat sebagai titran. Dalam suasana penetapan basa atau asam lemah akan terbentuk endapan coklat MnO₂yang menggangu.

MnO₄^-  +  8H⁺  +  5e → Mn²⁺   +  4H₂O   (dalam sulfat encer)

MnO₄^-  +  4H⁺  +  3e →  MnO₂  +  2H₂O   (dalam asam lemah)

MnO₄^-  +  2H₂O +  3e →  MnO₂  +  4OH^-(dalam basa lemah)

Untuk pengasaman sebaiknya digunakan H₂SO₄ pekat, digunakan asam sulfat karena pengasaman larutan tidak menghasilkan reaksi samping, tetapi jika menggunakan HCl maka asam ini tidak dapat digunakan karena HCl dapat dioksidasi menjadi klor. Disamping itu juga tidak dapat dipakai HNO₃ karena bersifat oksidator juga. Meskipun untuk beberapa reaksi dengan arsen (II) oksida, antimoni (II) dan hidrogen peroksida, karena pemakaian asam sulfat justru akan menghasilkan beberapa tambahan kesulitan. Kalium pemanganat adalah oksidator kuat, oleh karena itu jika berada dalam HCl akan mengoksidasi ion Cl^- yang menyebabkan terbentuknya gas klor dan kestabilan ion ini juga terbatas.  Biasanya digunakan pada medium asam 0,1 N. Namun, beberapa zat memerlukan pemanasan atau katalis untuk mempercepat reaksi.

         MnO₄^-  +  8H⁺  +  5e                         Mn²⁺   +  4H₂O          E⁰ = 1,51V

Asam sulfat adalah asam yang paling sesuai, karena tidak bereaksi terhadap permanganat dalam larutan encer.  Dengan asam klorida, ada kemungkinan terjadi reaksi :

2MnO₄^-  +  10Cl^-  +  16H⁺                  2Mn²⁺ +  5Cl₂  +  8H₂O

Dan sedikit permanganat dapat terpakai dalam pembentukan klor.  Reaksi ini terutama berkemungkinan akan terjadi dengan garam-garam besi, kecuali jika tindakan-tindakan pencegahan yang khusus diambil.  Dengan asam bebas yang sedikit berlebih, larutan yang sangat encer, temperatur yang rendah, dan titrasi yang lambat sambil mengocok terus-menerus, bahaya dari penyebab ini telah dikurangi sampai minimal. Pereaksi kalium permanganat bukan merupakan larutan baku primer dan karenanya perlu dibakukan terlebih dahulu. Pada percobaan ini untuk membakukan kalium permanganat ini dapat digunakan natrium oksalat yang merupakan standar primer yang baik untuk permanganat dalam larutan asam.

Pada percobaan ini untuk pembakuan kalium permanganat yaitu dengan menggunakan natrium oksalat (Na₂C₂O₄). Senyawa ini merupakan standar primer baik bagi permanganat dalam larutan berasam; dan dapat diperoleh dalam derajat kemurnian yang tinggi, stabil pada pemanasan dan tidak higroskopik. Natrium oksalat dilarutkan dalam akuades dan ditambah dengan asam sulfat. Reaksi antara permanganat dengan natrium oksalat berjalan lambat pada suhu kamar sehingga larutan perlu dipanaskan sampai hampir mendidih yaitu sekitar + 70^oC. Tetapi pada suhu yang dipertinggi, reaksi mulai lambat, tetapi kecepatan meningkat setelah ion mangan (II) terbentuk. Mangan (II) bertindak sebagai suatu katalis dan reaksinya diberi istilah otokatalitik karena katalis dihasilkan oleh reaksinya sendiri.

Tujuan dari pembakuan kalium permanganat adalah untuk mengetahui konsentrasi sebenarnya dari kalium permanganat itu.. Adapun reaksi yang terjadi pada saat pembakuan itu adalah sebagai berikut:

   2Na⁺ + C₂O₄^2-+ 2H⁺ + SO₄^2- → H₂C₂O₄+ 2Na⁺ + SO₄^2-

   2MnO₄^- + 5H₂C₂O₄ + 6H⁺→ 2Mn²⁺ + 10CO₂ + 8H₂O

Hasil yang didapatkan dari pembakuan larutan kalium permanganat dengan natrium oksalat (Na₂C₂O₄), yaitu didapatkan normalitas natrium oksalat adalah 0,1 N dan didapat normalitas dari KMnO₄ adalah 8,56898 N.

Penentuan kadar Fe²⁺ dalam FeSO₄ dapat dilakukan dengan cara 1 gram FeSO₄ditimbang_, setelah itu diencerkan dengan akuades sebanyak 100 mL, lalu dipipet sebanyak 10 mL, dan ditambahkan sebanyak 10 mL H₂SO₄2 N. Kemudian dititrasi dengan larutan baku KMnO₄ 0,1 N sampai larutan yang awalnya bening berubah menjadi biru stabil (warna biru tidak menghilang selama 1 menit). Massa Fe²⁺ yang didapat sebesar 0,3219 gram dengan V_rata-rata yang didapat 3,4 mL dan perubahan warna bening menjadi biru. Kadar Fe²⁺ yang didapat sebesar 32,19 %.

VI.       KESIMPULAN

  Kesimpulan yang didapat pada percobaan kali ini adalah:

1.      Normalitas Na₂C₂O₄  yang didapatkan pada praktikum kali ini adalah sebesar 0,1 N.

2.      Normalitas KMnO₄ yang didapatkan pada praktikum kali ini adalah sebesar 8,56898 N.

3.      Massa ion Fe²⁺ pada penentuan kadar kadar Fe²⁺ dalam larutan FeSO₄ adalah 0,3219 gram dan kadarnya sebesar 32,19 %.     

DAFTAR PUSTAKA

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

Day, R. A. & A. L. Underwood. 1999. Analisis Kimia Kuantitatif. Erlangga. Jakarta.

Harjadi, W. 1993. Ilmu Kimia Analitik Dasar. PT. Gramedia. Jakarta.

Khopkar. 1990.  Konsep Dasar Kimia Analitik.  Penerbit Universitas Indonesia.  Jakarta.

Rusgiyono, A., Sugito, I. Mahaendrajaya, S. Tana & D. Setiyo. 2013. Pemetaan Produksi dan Komposisi Garam. Prosiding Seminar Nasional Statistika. ISBN : 978-602-14387-0-1.

Svehla, G. 1995.  Vogel Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semi Mikro,  Jilid 1.  Edisi Kelima,  PT.  Kalman Media Pustaka.  Jakarta.

Tweet

Postingan terkait:

Ditulis Dinzsz — Thursday, 27 August 2015 — Add Comment — Analisis Kimia