KimiaAnalisis.com

Category: Titrasi Kompleksometri

Membuat Kurva Titrasi Kompleksometri

Artikel ini akan memaparkan bagaimana kita dapat menggambarkan kurva titrasi kompleksometri. Namun sebelum kita ke bagaian perhitungan untuk membuat kurva titrasi ada baiknya kita pahami dulu tentang konstanta kesetimbangan logm-EDTA dulu ya.

Kali ini kita akan contohkan kompleks logam-EDTA dengan contoh ion logamnya adalah Cd2+, ion Cd2+ akan bereaksi dengan bentuk EDTA terdeprotonasi Y4- dengan reaksi sebagai berikut,

Hasil reaksi diatas dapat digambarkan dalam bentuk struktur berikut, dimana M adalah untuk logam Cd2+

Sehingga dari reaksi (1) maka kita dapat menentukan rumus konstanta kesetimbangannya yaitu,

Disebabkan nilai Kf adalah cukup besar maka dapat kita anggap bahwa reaksi (1) kesetimbangannya mengarah ke arah kanan ya yaitu ke arah pembentukan CdY2-. Perlu diketahui bahwa EDTA adalah asam lemah. Bentuk EDTA yang terprotonasi dilambangkan sebagai H6Y2+ dimana harga ke enam pKa EDTA adalah,

4 harga pKA EDTA berasal dari empat gugus karboksilat EDTA sedangkan dua terakhir berasal dari gugus amonium EDTA. Untuk EDTA yang tercantum didalam reaksi (1) yaitu dalam bentuk Y4- terjadi pada saat pH diatas 10.24.

Guna menghitung konstanta kesetimbangan pembentukan CDY2- dipersamaan (2) maka kit amengasumsikan EDTA ada dalam bentuk Y4-. Disebabkan EDTA memiliki banyak bentuk maka dalam membuat larutan EDTA maka total konsentrasi EDTA tidak boleh hanya berasal dari Y4- saja. Oleh sebab itu untuk menggunakan persamaan (2) kita perlu menulis kembali dalam bentuk Cedta. Pada pH berapapun maka kesetimbangan EDTA memerlukan semua bentuk EDTA yaitu,

Untuk mengkoreksi konstanta pembentukan EDTA dengan sifat asam dan basanya maka kita perlu menghitung fraksi aY4- dalam bentuk Y4-,

Berikut nilai aY4- pada berbagai nilai pH.

Untuk dapat menyelesaikan persamaan (4) maka kita harus mensubstitusi ke persamaan (2) guna mendapatkan konstanta pembentukan CdY2-

dimana K’ adalah konstanta pemebentukan CdY2- kondisional yang di pengaruhi oleh pH.

Kompetisi pembentukan Kompleks EDTA dengan ligan yang lain
Titrasi kompleksometri biasanya dilakukan dengan mem-buffer analit yang akan di titrasi. Jika salah satu komponen buffer tersebut dapat bereaksi dengan Cd2+ maka akan terjadi kompetisi pembentukan kompleks Cd-EDTA dengan CD-Ligan yang ada di buffer.

Sebagai contoh jika menggunakan buffer NH4+/NH3 dimana komponen buffer ini akan dapat membentuk kompleks Cd-NH3. Disebabkan kompleks Cd-EDTA lebih kuat maka EDTA dapat menggantikan NH3 dalam kompleks Cd-NH3 akan tetapi kestabilan kompleks Cd_EDTA akan berkurang.

Sekarang kita dapat menghitung efek dari agen pengompleks tambahan seperti NH3, dengan cara yang sama kita memperhitungkan nilai pH maka sebelum EDTA ditambahkan Ccd dapat ditulis sebagai berikut,

nilai acd2+ dipengaruhi oleh konsentrasi NH3 namun nilai aY4- dipengaruhi oleh pH.

Dengan menyelesaikan persamaa (8) untuk Cd2+ dan mensubstitusinya ke persamaan (6) kita akan mendapatkan,

untuk memberikan konstanta pembentukan kondisional yang memperhitungkan nilai pH dan agen pengompleks tambahan. tabel dibawah memberikan nilai aM2+ untuk beberapa kation dengan buffer NH3 dalam berbagai konsentrasi

Menggambar Kurva titrasi Kompleksometri
Mari kita membuat kurva titrasi 0,005 M Cd2+ 50 mL dengan titran 0,0100 M EDTA dengan buffer pH 10 memakai buffer NH4+/NH3. Sebelum titik ekuivalen maka Cd2+ terdapat dalam keadaan berlebih dan pCD ditentukan dengan menggunakan konsentrasi Cd2+ yang tidak bereaksi. Disebabkan pula tidak semua Cd2+ yang tidak bereaksi dengan EDTA ada dalam keadaan bebas namun ada yag dalam bentuk kompleks dengan NH3 maka kita harus memperhitungkan kehadiran NH3 ini sebagai agen pengomplkes tambahan. Sebagai contoh setelah penambahan 5 mL EDTA maka total konsentrasi Cd2+ adalah sebagai berikut,

Pada titik ekuivalen maka analit sekarang ada dalam bentuk CdY2-. Konsentrasi Cd2+ ditentukan dengan menggunakan disosiasi CdY2-

Setelah titik ekuivalen, maka EDTA ada dalam keadaan berlebih sehingga konsentrasi Cd2+ kita tentukan dengan disosiasi kompleks CdY2-.

Dengan menghitung memakai tiga contoh perhitungan diatas kita dapat membuat tabel sebagai berikut,

dan kurva titrasi kompleksometri akan seperti ini

October 11, 2023
Jenis Titrasi Kompleksometri Dengan Menggunakan Larutan Standar EDTA
Terdapat lima jenis teknik titrasi kompleksometri dengan menggunakan larutan standar EDTA yaitu,
- Titrasi langsung
- Titrasi kembali
- Titrasi substitusi
- Titrasi alkalimetri
- Titrasi tidak langsung
Titrasi langsung
- Titrasi ini dilakukan dengan mentitrasi secara langsung larutan ion logam dengan menggunakan larutan standar EDTA
- Larutan analit berisi ion logam yang di buffer dengan pH tertentu dan selanjutnya di titrasi dengan EDTA
- Zat tambahan seperti tartarat dapat ditambahkan untuk mencegah timbulnya endapan hidroksida dari ion logam
- Kation yang dapat di titrasi dengan metode langsung ini adalah Cu2+, Zn2+, dan Ni2+
Titrasi Kembali
- Metode ini menggunakan larutan standar EDTA berlebih yang ditambahkan ke dalam larutan ion logam
- Larutan akan terdapat EDTA yang tidak bereaksi yang kemudian bisa dititrasi dengan menggunakan larutan standar ion logam dengan adanya indikator. Larutan ZnCl2, ZnSO4, MgCl2, dan MgSO4 dapat di pakai sebagai larutan standar ion logam
- Kation yang dapat dilakukan titrasi dengan metode ini adalah Al3+, Co2+, Pb2+, Mn2+, Hg2+, dan Ni2+
Titrasi Substitusi
- Metode ini menggunakan kompleks logam-EDTA yang lebih lemah misalnya ion logam M2 yang ditambahkan ke dalam larutan ion logam M1 yang akan ditentukan kandungannya.
- Mg-EDTA atau Zn-EDTA biasanya di pakai sebagai kompleks logam kedua yang lebih lemah
- Kompleks logam-EDTA yang lebih lemah nantinya akan digantikan dengan kompleks logam yang lebih kuat
- Jumlah ekuivalen logam M2 yang dibebaskan dapat dititrasi dengan larutan stdandar EDTA
- Metode ini biasanya dapat dipergunakan untuk menentukan kation Ca2+
Titrasi Alkalimetri
- Metode ini menggunakan prinsip bahwa reaksi EDTA H2Y2- dengan ion logam akan membebaskan ion H+
- Ion H+ yang di bebaskan ini dapat di titrasi dengan larutan alkali contohnya NaOH dengan menggunakan indikator yang sesuai
Titrasi Tidak Langsung
- Metode ini dipakai untuk menentukan ion halida, fosfat atau sulfat yang mana tidak membentuk kompleks dengan EDTA
- Untuk menentukan SO42- misalnya maka larutan di tambahkan dengan larutan standar barium dalam keadaan berlebih
- Endapat BaSO4 kemudian di filtrasi dan ion barium yang tidak bereaksi dengan SO42- dapat di titrasi dengan EDTA
- Dengan cara ini maka secara tidak langsung kita dapat menentukan jumlah ion sulfat dalam analit.
October 10, 2023
Pembuatan & Standarisasi Larutan EDTA
Apa itu EDTA ?
EDTA singkatan dari Ethylene Diamine Tetra Acetic acid
EDTA memiliki empat gugus karboksilat dan dua gugus amina
EDTA biasanya ditulis dalam bentuk asamnya dan singkat menjadi simbol H4Y

Disebbakan tingkat kelarutan EDTA yang rendah dalam air maka larutan standar EDTA dalam titrasi kompleksometri biasanya di buat dari garam natriumnya yaitu garam dinatrium EDTA dihidrat atau Na2H2Y.2H2O

Berbagai macam bentuk EDTA dalam lingkungan yang berbeda pHnya
EDTA dalam bentuk asam yaitu H4Y pada pH <3 Pada kisaran pH 3-10 maka spesies yang mendominasi adalah H2Y2- dan H3Y- Pada pH > 10 semua atom hidrogennya akan terprotonasi sehingga akan tinggal dalam bentuk Y4-

EDTA adalah ligan heksadentat dimana dia dapat menyumbangkan enam pasangan elektron bebasnya untuk membentuk ikatan kovalen koordinasi dengan kation untuk membentuk kompleks logam-EDTA

Aturan titrasi dengan menggunakan larutan standar EDTA
1. Titrasi dengan menggunakan EDTA harus di lakukan dalam medium yang di buffer pada pH tertentu sesuai dengan kestabilan ion logamnya
2. Penggunaan pH yang tepat sangat penting untuk konstanta kestabilan kompleks logam-EDTA
3. Reaksi disosiasi asam dari EDTA, H4Y juga di pengaruhi oleh pH, dan pH ini juga berpengaruh untuk berfungsinya indikator
Mengapa larutan EDTA perlu di standarisasi?
- Larutan standar EDTA biasanya disiapkan dari garam natriumnya yang lebih mudah larut dalam air
- Tidak mudah menemukan garam natrium edta dalam keadaan yang murni
- Oleh karena itu larutan standar EDTA perlu dilakukan standarisasi
Bagaimana melakukan standarisasi larutan EDTA dengan menggunakan ZnO ?
- Larutan EDTA di standarisasi dengan menggunakan standar primer ZnO
- Titrasi dilakukan dengan menggunakan buffer pH 10 dan Eriochrome Black T sebagai indikator
- Titik akhir titrasi diamati dari perubahan warna dari ungu ke biru
Pembuatan larutan EDTA
- Timbang sekitar 3.8 g EDTA-2Na.2H2O dan larutkan dalam 300 mL aquades
- Encerkan dalam labu ukur hingga volumenya 1000 mL
- Simpan larutan ini dalam botol polietilen
Pembuatan larutan standar primer
- Timbang secara akurat 0.18 zat standar primer ZnO (panasakan dalam oven bersuhu 800 C hingga massanya tetap)
- Larutkan dalam 10 mL larutan HCl 4 M
- Encerkan hingga volumenya menjadi 250 mL
Prosedur standarisasi
- Pipet secara akurat 25 mL larutan EDTA dan tambahkan 1 tetes larutan 0,2% metil merah dalam etanol
- Tambahkan larutan amoniak hingga larutan berwarna kekuningan
- Tambahkan 25 aquades, 10 mL larutan buffer pH 10 dan 1-2 tetes indikator Eriochrome Black T
- Lakukan titrasi dengan larutan standar primer sampai terjadi perubahan warna dari unggu ke biru
October 9, 2023
Indikator Titrasi Kompleksometri
Metode visual yang dapat di gunakan untuk menentukan titik akhir titrasi pada titrasi kompleksometri hampir semuanya melibatkan pembentukan kompleks antara indikator dengan ion logam. Pada titrasi kompleksometri yang menggunakan EDTA sebagai titran maka pM (-log [ion logam]) mengalami kenaikan secara lambat sampai dengan dicapainya titik ekuivalen, dan pada saat semua ion logam telah membentuk kompleks dengan EDTA maka peningkatan secara tajam pada pM terjadi.

Indikator yang digunakan dalam titrasi kompleksometri akan berubah warna pada saat semua logam telah habis bereaksi dan membentuk senyawa kompleks dengan EDTA. Perubahan ini dihasilkan dari beralihnya warna kompleks-indikator dengan warna indikator dalam keadaan bebasnya seperti yang digambarkan dalam reaksi berikut,

Perlu diingat bahwa reaksi kedua akan terjadi jika kestabilan MgY2- lebih tinggi jika dibandingkan dengan kestabilan MgInd-.

Banyak sekali senyawa organik yang dapat membentuk senyawa kompleks dengan ion logam dan menghasilkan warna tertentu akan tetapi hanya sedikit dari senyawa organik ini cocok untuk dijadikan indikator visual. Hal-hal yang menjadi perhitungan suatu indikator dapat dijadikan menjadi indikator visual dalam titrasi kompleksometri adalah sebagai berikut,
1. Dengan menambah sejumlah kecil indikator perubahan warna yang dihasilkan sudah cukup intens
2. Warna kontrast antara kompleks logam-indikator dengan indikator harus mudah di amati
3. Kompleks logam-indikator memiliki kestabilan untuk memastikan perubahan warna yang dapat diamati, namun kestabilannya harus lebih rendah dibandingkan dengan kompleks logam-EDTA
4. Perubahan kesetimbangan dari kompleks logam-indikator menjadi kompleks logam-EDTA harus terjadi dengan cepat
5. Reaksi perubahan warna indikator harus bersifat selektif
6. Indikator harus sensitif terhadap ion logam sehingga perubahan warna dapat dengan cepat diamati saat mendekati titik ekuivalen
7. Indikator harus stabil dalam medium yang digunakan dalam titrasi
8. Indikator harus stabil dalam masa penyimpanan
9. Syarat diatas harus terpenuhi pada pH yang akan dilakukan saat titrasi
10. Dapat dengan mudah di peroleh secara komersil dan dengan kemurnian yang tinggi
Indikator yang dipakai untuk titrasi kompleksometri umumnya adalah pewarna organik yang di kenal dengan nama ‘indikator metalokromik’. Tabel dibawah ditampilkan indikator metalokromik beserta range pH serta kation apa saja yang dapat digunakan untuk titrasi dengan indikator tersebut. Warna kompleks logam-indikator dapat dilihat secara jelas oleh mata dikisaran konsentrasi indikator antara 10exp-6 s/d 10exp-7.

Eriochrome Black T
Eriochrome Black T adalah indikator metalokromik yang sering diperrgunakan dalam titrasi kompleksomteri untuk menentukan sejumlah kation. Struktur dari Eriochrome Black T diperlihatkan dalam gambar berikut ini,

Eriochrome Black T bertindak sebagai asam lemah seperti reaksi berikut ini,

Ingat bahwa bentuk asam dan basa konjugasinya memiliki warna yang berbeda. Kompleks logam dengan Eriochrome Black T umumnya berwarna merah dimana dalam bentuk H2In-. Agar indikator berfungsi dengan baik maka pH larutan di set di nilai 7 ke atas agar bentuk bebas HIn2- mendominasi begitu ion logam semuanya habis bereaksi dengan EDTA dengan reaksi

tabung a berisi kompleks logam-indikator yang berwarna merah MIn- sedangkan gambar c adalah bentuk indikator bebasnya yaitu HIn2- sedangkan c adalah transisi warna dalam titrasi kompleksomteri menjadi warna ungu karena campuran antara warna merah dan biru dari a dan c
October 8, 2023
Selayang Pandang Titrasi Kompleksometri
Metode titrimetri yang didasarkan pada pembentukan senyawa kompleks disebut sebagai titrasi kompleksometri. Titrasi kompleksometri utamanya di pergunakan untuk menentukan ion logam dengan berbasis reaksi pembentukan senyawa kompleks. Meskipun agen yang di pakai untuk membentuk senyawa kompleks sangat beragam sebagai contoh sianida, tiosianat, florida, 1,2-diaminoetana dan lainnya akan tetapi dalam praktenya kompleksometri menggunakan larutan standar senyawa yang memiliki gugus ‘.asam iminodiasetat’. Senyawa jenis ini yang sering dipergunakan adalah ‘asam etilendiamintetraasetat’ disingkat EDTA dan biasanya ditulis dengan simbol H4Y. Berikut adalah struktur EDTA.

Akan tetapi disebabkan alasan EDTA yang memiliki kelarutan yang rendah dalam air maka bentuk garam disodium dihidrat EDTA disingkat Na2H2Y.2H2O yang dipergunakan sebagai larutan standar.

Berikut kelebihan EDTA untuk titran
1. EDTA membentuk kompleks yang stabil dengan berbagai macam ion logam
2. Proses pembentukan senyawa kompleks terjadi dalam satu tahap dan sangat cepat hal ini membuat perubahan yang cukup tajam pada titik ekuivalen
3. Kompleks Logam-EDTA larut dalam air
4. Ion Logam membentuk senyawa kompleks dengan EDTA dengan perbandingan 1:1, dan hal ini tidak dipegaruhi oleh muatan dari logam tersebut.
Reaksi antara ion logam (Men+) dengan EDTA H4Y dapat ditulis sebagai berikut,

dari reaksi diatas dapat diketahui adanya kompetisi antara ion logam deangn ion hidrogen untuk berikatan dengan Y2-. Kestabilan ikatan ion logam Men+ dengan Y2- diukur dengan menghitung konstanta K kesetimbangan untuk reaksi berikut

Berikut nilai tetapan kesetimbangan EDTA dengan beberapa ion logam

Struktur EDTA dengan ion logam membentuk kompleks logam-edta dimana EDTA bertindak sebagai ligan heksadentat.

Umumnya ion logam yang membentuk kompleks dengan kekuatan yang lemah membutuhkan medium dengan pH yang tidak asam (pHnya tinggi) sedangkan logam yang membentuk kompleks yang lebih kuat dengan EDTA dapat dititrasi pada pH rendah. Dari reaksi diatas dapat dilihat bahwa dihasilkan H+ sehingga untuk mencegah tidak berubahnya pH saat melakukan titrasi maka larutan harus di berikan buffer.

Kurva titrasi kompleksometri dapat dibuat dengan menghitung pMe (-log [ion logam] ) dengan volume titran. Perubahan pMe di area titik akhir titrasi akan meningkat dengan meningkatnya konstanta stabilitas kompleks. Jika titrasi menggunakan deteksi titik akhir titrasi secara visual maka hal ini sangat mungkin diterapkan untuk kompleks yang memiliki konstanta kestabilan kompleks diatas 10exp7.

Indikator yang biasa dipakai untuk titrasi komplesometri adalah pewarna organik dimana fungsinya dapat membentuk kompleks dengan ion logam yang akan di titrasi. Selama titrasi berlangsung dengan penambahan EDTA, maka EDTA ini akan menggantikan indikator yang telah berikatan dengan ion logam membentuk ikatan yang lebih stabil. Jika semua logam telah bereaksi dengan EDTA maka perubahan warna pun terjadi.

Perubahan warna ini terjadi disebabkan warna dari ligan bebas indikator pada pH tertentu. Untuk dapat mengamati perbedaan perubahan warna indikator maka konstanta kestabilan logam-indikator tidak boleh lebih rendah dari 10exp4 – 10exp5 dan nilai ini harus lebih rendah dari nilai kontants ketabilan yang dibentuk oleh Logam-EDTA.

Contoh indikator adalah Eriochrome Black T (H2Ind-) yang bertindak sebagai indikator asam/basa dan sebagai ion logam indikator. Eriochrome Black T dapat dipakai untuk mentitrasi kation Mg2+, Zn2+ dan Cd2+. Reaksi Eriochrome Black T yang bertindak sebagai asam lemah dapat di tulis dalam reaksi berikut,

Titrasi biasnaya di lakukan pada pH 10. Jika kita ingin menentukan Mg2+ maka reaksi ion logam Magnesium dengan indikator dapat ditulis sebagai berikut,

Perubahan warna dari merah (MgIn-) menjadi biru (HInd2-) akan teramati dalam penentuan titik akhir titrasi.

Berikut perubahan warna pada titrasi kompleksometri

(a) Warna merah ketika larutan ion logam ditambahkan indikator karena terbentuk komplek Logam-indikator (b) warna ungu terjadi saat titik akhir titrasi diamati (c) warna biru disebabkan ion indikator berada dalam keadaan bebas HInd2-
October 7, 2023