Iodometri dan Penentuan Cu

1. I.              Judul Percobaan

Iodometri dan Penentuan Cu

1. II.           Tujuan Percobaan
   1. Mempelajari teknik pembuatan larutan standar Na₂S₂O₃ 0,1 N dan cara menstandarisasinya
   2. Mengetahui cara menghitung normalitas larutan standar tiosulfat
   3. Mengetahui cara penentuan kadar Cu dalam sampel
2. III.        Landasan Teori

Mempelajari titrasi amatlah penting bagi mahasiswa yang mengambil jurusan kimia dan bidang-bidang yang berhubungan dengannya. Titrasi merupakan salah satu teknik analisis kimia kuantitatif yang dipergunakan untuk menentukan konsentrasi suatu larutan tertentu, dimana penentuannya menggunakan suatu larutan standar yang sudah diketahui konsentrasinya secara tepat. Larutan yang dipergunakan untuk penentuan larutan yang tidak diketahui konsentrasinya diletakkan di dalam buret dan larutan ini disebut sebagai larutan standar atau titran atau titrator, sedangkan larutan yang tidak diketahui konsentrasinya diletakkan di Erlenmeyer dan larutan ini disebut sebagai analit (Indigomorie, 2009).

Biasanya, larutan standar dibuat dengan cara melarutkan sejumlah berat tertentu bahan kimia pada sejumlah tertentu pelarut yang sesuai. Cara ini mudah dilakukan tetapi hasilnya seringkali kurang tepat, karena hanya sedikit jenis zat kimia bahan titran yang diketahui dalam keadaan murni. Bahan kimia yang dapat digunakan sebagai bahan membuat larutan standar primer harus memenuhi 3 (tiga) persyaratan berikut:

1. Benar-benar ada dalam keadaan murni dengan kadar pengotor < 0,02 %
2. Stabil secara kimiawi, mudah dikeringkan dan tidak bersifat higroskopis
3. Memiliki berat ekivalen besar sehingga meminimalkan kesalahan akibat penimbangan

Beberapa bahan kimia standar primer untuk menitrasi larutan standar sekunder pada oksidometri dan persamaan redoksnya adalah sebagai berikut:

1. Larutan yang distandarisasi                     : Na₂S₂O₃

Standar primer                                         : K₂Cr₂O₇

Reaksi stoikiometri                                  :

Cr₂O₇^2- +  6 I^- + 14 H⁺                 2 Cr³⁺ + 3 I₂ + 7 H₂O

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

1. Larutan yang distandarisasi                     : Na₂S₂O₃

Standar primer                                         : Cu²⁺

Reaksi stoikiometri                                  :

2 Cu²⁺ + 4 I^-                     2 CuI_(s) + I₂

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

(Ibnu dkk, 2004: 97-98).

Titrasi redoks melibatkan reaksi oksidasi dan reduksi antara titran dan analit. Titrasi redoks banyak dipergunakan untuk penentuan kadar logam atau senyawa yang bersifat sebagai oksidator atau reduktor. Aplikasi dalam bidang industri misalnya penentuan kadar alkohol dengan menggunakan iodin, atau penentuan kadar alkohol dengan menggunakan kalium dikromat. Contoh titrasi yang terkenal adalah iodometri, iodimetri, permanganometri menggunakan titran kalium permanganat untuk penentuan Fe²⁺ dan oksalat. Kalium dikromat dipakai untuk titran penentuan Besi(II) dan Cu(I) dalam CuCl (Indigomorie, 2010).

Iodometri adalah analisa titrimetrik yang secara tidak langsung untuk zat yang bersifat oksidator seperti besi III, tembaga II, dimana zat ini akan mengoksidasi iodida yang ditambahkan membentuk iodin. Iodin yang terbentuk akan ditentukan dengan menggunakan larutan baku tiosulfat. Persamaan reaksinya adalah:

Oksidator + KI            I₂ + 2e^-

I₂ + Na₂S₂O₃               NaI + Na₂S₂O₆

(Zultiniar, 2009).

Iodometri adalah titrasi (penetapan kadar) yang berdasarkan reaksi redoks antara iod dan natrium tiosulfat, Na₂S₂O₃:

Reduksi           : I_2(aq) + 2e^-                   2 I^-_(aq)

Oksidasi          : 2S₂O₃^2-_(aq)                   S₄O₆^2-_(aq) + 2e^-

Redoks            : I_2(aq) + 2S₂O₃^2-_(aq)                    2 I^-_(aq) + S₄O₆^2-_(aq)

Titik ekivalen ditunjukkan dengan indikator amilum yang memberi warna biru dengan iod. Dengan iodometri dapat ditentukan kadar zat-zat yang dapat bereaksi dengan iod atau zat-zat yang bereaksi dengan iodide (KI) membebaskan iod     (Purba, 1990: 52).

Biasanya indikator yang digunakan adalah kanji/amilum. Iodide pada konsentrasi < 10^-5 M dapat dengan mudah ditekan oleh amilum. Sensitivitas warnanya tergantung pada pelarut yang digunakan. Kompleks iodium-amilum mempunyai kelarutan yang kecil dalam air sehingga biasanya ditambahkan pada titik akhir titrasi. Dengan formamida penyerangan kanji oleh mikroorganisme paling sedikit (Khopkar, 2003: 54).

Metode titrasi iodometri tak langsung adalah berkenaan dengan titrasi dan iod yang dibebaskan dalam reaksi kimia. Dalam kebanyakan titrasi langsung dengan iod (iodometri), digunakan suatu larutan iod dalam kalium iodide (KI), dank arena itu spesi reakstifnya adalah ion triiodida, I₃^-. Untuk tepatnya, semua persamaan yang melibatkan reaksi-reaksi iod seharusnya ditulis dengan I₃^- dan bukan dengan I₂, misal:

I₃^- + 2 S₂O₃^2-                3 I^- + S₄O₆^2- (Bassett dkk, 1994: 75).

Salah satu penerapan iodometri adalah pengujian analisis iodat dalam bumbu dapur. Dalam suatu jurnal penelitian, Nelson Saksono menjelaskan bahwa program iodisasi garam dengan cara fortifikasi iodium ke dalam garam merupakan cara yang paling tepat guna dan ekonomis untuk menanggulangi masalah Gangguan Akibat Kekurangan Iodium (GAKI). Tetapi dalam perkembangannya ada beberapa isu yang menyatakan bahwa penggunaan garam beriodium tidak efektif karena kadar iodiumnya akan berkurang bahkan hilang bila dicampur dengan bumbu dapur. Untuk mengetahui lebih jauh, maka perlu dilakukan analisis keberadaan iodat dalam bumbu dapur dengan metode iodometri. Dari hasil pengujian metode iodometri terjadi penurunan kandungan iodat untuk masing-masing bumbu dapur yaitu cabai sebesar 75,5%, ketumbar 51,43% dan merica 20,99%. Iodometri hanya dapat menganalisis iodium dalam bentuk iodat saja sedangkan dalam matrik bumbu dapur yang mengandung senyawa-senyawa kimia kemungkinan iodat berada dalam beberapa bentuk senyawa. Prinsip metode iodometri adalah terjadinya perubahan warna setelah sampel dititrasi. Analisis ini sangat sulit dilakukan secara langsung untuk sampel yang berwarna seperti bumbu dapur. Tetapi untuk lebih mengetahui hasil yang sudah didapat kiranya perlu juga dilakukan pengujian menggunakan metode iodometri selain menggunakan metode lain yaitu metode X-ray Flourescense (XRF). Metode X-ray Flourescense dapat dipergunakan untuk menganalisis unsure iodium dalam sampel yang berwarna seperti halnya iodium dalam bumbu dapur. Prinsip pengukuran X-ray Flourescense berdasarkan atas terjadinya proses eksitasi electron pada kulit atom bagian dalam ketika atom suatu unsur tersebut dikenai sinar X, kekosongan elektron akan diisi oleh elektron bagian luar (Saksono, 2002 Vol.6 No.3).

1. IV.        Alat dan Bahan
   1. Alat
      1. Gelas kimia 50 ml dan 250 ml
      2. Gelas ukur 10 ml dan 25 ml
      3. Erlenmeyer 250 ml 3 buah
      4. Labu takar 250 ml
      5. Corong biasa
      6. Buret
      7. Statif dan klem
      8. Batang pengaduk
      9. Pipet tetes
      10. Neraca analitik
      11. Botol semprot
      12. Bahan
          1. Kristal Na₂S₂O₃.5H₂O (Natrium tiosulfat pentahidrat)
          2. Larutan KI 0,1 N dan 1 N (Kalium iodida)
          3. Larutan K₂Cr₂O₇ 0,1 N (Kalium dikromat)
          4. HCl pekat (Asam klorida)
          5. Indikator amilum
          6. Larutan CuSO₄ (Tembaga (II) sulfat)
          7. Aquades (H₂O)
          8. Aluminium foil
          9. Tissue
2. V.           Prosedur Kerja
   1. Pembuatan larutan standar Na₂S₂O₃ 0,1 N dan standarisasinya
   2. Menimbang ± 6,35 gram kristal Na₂S₂O₃.5H₂O dan melarutkannya menjadi 250 ml
   3. Memipet 12,5 ml larutan standar K₂Cr₂O₇ 0,1 N (standar primer) dan menambahkan 3 ml HCl pekat dan 15 ml KI 0,1 N
   4. Menitrasi iodium yang dibebaskan dengan larutan tiosulfat standar yang telah dibuat dengan indicator amilum sampai warna biru hilang
   5. Mencatat volume titran yang digunakan
   6. Mengulangi titrasi sebanyak dua kali dan mencatat volume titran rata-rata
   7. Menghitung normalitas larutan standar tiosulfat
   8. Menentukan Cu dari CuSO₄
   9. Mengambil 25 ml larutan sampel CuSO₄ yang netral dan menambahkan 25 ml KI 1 N
   10. Menitrasi iodium yang dibebaskan dengan larutan tio yang telah distandarisasi dengan menggunakan indikator amilum sampai warna biru hilang
   11. Mencatat volume titran yang digunakan
   12. Mengulangi titrasi sebanyak dua kali dan mencatat volume titran rata-rata
   13. Menghitung kadar Cu dalam sampel
3. VI.        Hasil Pengamatan
   1. Pembuatan larutan standar Na₂S₂O₃ 0,1 N dan standarisasinya

dititrasi

K₂Cr₂O₇ (orange) + HCl pekat (bening)                     larutan orange + KI (bening)              larutan merah bata                 larutan hijau + 3 tetes amilum                         larutan biru (7,2 ml Na₂S₂O₃)

dititrasi

K₂Cr₂O₇ (orange) + HCl pekat (bening)                     larutan orange + KI (bening)              larutan merah bata                 larutan hijau + 3 tetes amilum                         larutan biru (6,3 ml Na₂S₂O₃)

dititrasi

K₂Cr₂O₇ (orange) + HCl pekat (bening)                     larutan orange + KI (bening)              larutan merah bata                 larutan hijau + 3 tetes amilum                         larutan biru (6,4 ml Na₂S₂O₃)

Volume total =  = 6,35 ml

N _tio =

=  = 0,196 N

dititrasi

Penentuan Cu dari CuSO₄

dititrasi

Sampel CuSO₄(biru muda) + KI (bening)                 larutan coklat + 3 tetes amilum                       larutan putih (8 ml)

dititrasi

Sampel CuSO₄(biru muda) + KI (bening)                 larutan coklat + 3 tetes amilum                       larutan putih (7,8 ml)

1. Sampel CuSO₄ (biru muda) + KI (bening)                 larutan coklat + 3 tetes amilum                       larutan putih (8,2 ml)

Volume total =  = 8 ml

1. VII.     Analisis Data
   1. Pembuatan larutan standar Na₂S₂O₃ 0,1 N dan standarisasinya

Diketahui        : V K₂Cr₂O₇     = 12,5 ml

V total tio      = 6,35 ml

N K₂Cr₂O₇      = 0,1 N

Ditanyakan      : N Na₂S₂O₃    = …….

Penyelesaian    :

N Na₂S₂O₃      =

=  = 0,196 N

1. Penentuan Cu dari CuSO₄

Diketahui        : V sampel CuSO₄       = 12,5 ml

V total tio                  = 8 ml

BM Cu                      = 63,54 mg/mmol

Ditanyakan      : Kadar Cu                  = …….

Penyelesaian    :

Reaksi yang terjadi adalah:

Cu²⁺ + 2e^-                    Cu

Dari persamaan reaksi tersebut diperoleh bahwa 1 mol memiliki Ek = 2, sehingga

Kadar Cu        =  x BM Cu

=  x 63,54 g/mol

=  x 63,54 g/mol

=  x 63,54 g

= 3,99 mg/ml

1. VIII.  Pembahasan

Standarisasi larutan Na₂S₂O₃, kita menentukan konsentrasi larutan standar sekunder. Larutan Na₂S₂O₃ perlu distandarisasi karena konsentrasinya mudah berubah dalam penyimpanan. Kestabilan larutan mudah dipengaruhi oleh pH rendah dan sinar matahari. Selain itu, adanya bakteri dikhawatirkan akan memakan kandungan belerangnya pada saat penyimpanan yang membuat larutan ini tidak dapat digunakan lagi. Natrium tiosulfat memiliki sifat flouresen atau melapuk-lekang yang menyebabkan larutan ini mudah berubah konsentrasinya. Natrium tiosulfat merupakan suatu zat pereduksi dengan persamaan reaksi sebagai beikut:

Na₂S₂O₃                      2 Na⁺ + S₂O₃^2-

2 S₂O₃^2-                       S₄O₆^2- + 2e^-

Larutan K₂Cr₂O₇ merupakan larutan standar primer yang digunakan dalam percobaan ini karena merupakan suatu zat pengoksidasi yang cukup kuat, sangat stabil dan dapat diperoleh dalam derajat kemurnian yang tinggi dan tidak bersifat higroskopis. Reaksi kalium dikromat berproses sebagai berikut:

K₂Cr₂O₇                      2 K⁺ + Cr₂O₇^2-

Cr₂O₇^2- + 14 H⁺ + 6e^-              2 Cr³⁺ + 7 H₂O                        E^o = 1,33 V

Zat ini mempunyai keterbatasan dibandingkan KMnO₄, yaitu kekuatan oksidasinya lebih lemah dan reaksinya lambat. K₂Cr₂O₇ bersifat stabil dan inert terhadap HCl. Sehingga, dalam praktikum ini digunakan HCl yang dapat memberikan suasana asam pada larutan yang dapat mengakibatkan reaksi berlangsung lebihcepat. Larutan yang akan dititrasi berada dalam suasana basa, maka akan membentuk senyawa hipoyodat.

Iodida adalah reduktor lemah dan dengan mudah akan teroksidasi jika direaksikan dengan oksidator kuat. Iodida tidak dipakai sebagai titran karena faktor kecepatan reaksi dan kurangnya jenis indikator yang dapat dipakai untuk iodida. Oleh sebab itu, iodometri merupakan proses titrasi yang sangat baik untuk titrasi yang melibatkan iodida. Senyawa iodida yang digunakan di dalam percobaan ini adalah KI yang ditambahkan secara berlebih pada larutan oksidator sehingga terbentuk I₂. Hal ini ditandai dengan perubahan warna larutan menjadi merah bata. KI berfungsi sebagai zat pereduksi, yakni membebaskan iod dari iodida. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut:

K₂Cr₂O₇                      2 K⁺ + Cr₂O₇^2-

KI                    K⁺ + I^-

Oksidasi          : 2 I^-                 I₂ + 2e^-                                                             (x3)

Reduksi           : Cr₂O₇^2- + 14 H⁺ + 6e^-                        2 Cr³⁺ + 7 H₂O            (x1)

Redoks            : Cr₂O₇^2- + 14 H⁺ + 6 I^-                       2 Cr³⁺ + I₂ + 7 H₂O

Sehingga, reaksi lengkapnya adalah:

K₂Cr₂O₇ + 6 KI + 14 HCl                   8 KCl + 2 CrCl₃ + 3 I₂ + 7 H₂O

Titrasi harus dilakukan dengan cepat untuk meminimalisasi terjadinya oksidasi iodida oleh udara bebas. Pengocokan pada saat melakukan titrasi iodometri sangat diwajibkan untuk menghindari penumpukan tiosulfat pada area tertentu, karena penumpukan konsentrasi tiosulfat dapat menyebabkan terjadinya dekomposisi tiosulfat untuk menghasilkan belerang. Terbentuknya reaksi ini dapat diamati dengan adanya belerang dan larutan menjadi bersifat koloid.

Penggunaan indikator amilum pada percobaan ini disebabkan oleh kemampuan amilum menekan dengan mudah iodida pada konsentrasinya < 10^-5 M. penambahan amilum sebaiknya dilakukan pada saat menjelang akhir titrasi, dimana hal ini ditandai dengan warna larutan menjadi kuning muda. Hal ini disebabkan oleh kompleks amilum I₂ terdisosiasi sangat lambat akibatnya, maka banyak I₂ yang teradsorbsi oleh amilum jika amilum ditambahkan pada awal titrasi. Selain itu, biasanya iodometri dilakukan pada media asam kuat sehingga akan menghindari terjadinya hidrolisis amilum. Akhir titrasi ditandai dengan hilangnya warna biru pada saat penetesan indikator. Adanya perubahan warna menandakan bahwa semua iod yang dibebaskan telah bereaksi dengan natrium tiosulfat. Reaksi yang terjasi adalah reaksi redoks. Persamaan reaksinya adalah:

KI                    K⁺ + I^-

Na₂S₂O₃                      2 Na⁺ + S₂O₃^2-

Oksidasi          : 2 S₂O₃^2-                     S₄O₆^2- + 2e^-

Reduksi           : I₂ + 2e^-                       2 I^- 

Redoks            : 2 S₂O₃^2- + I₂              S₄O₆^2- + 2 I^-

Sehingga reaksi lengkapnya adalah:

2Na₂S₂O₃ + I₂             Na₂S₄O₆ + 2 NaI

Penentuan Cu menggunakan larutan CuSO₄ sebagai larutan sampel dalam percobaan ini. Larutan CuSO₄ yang berwarna biru ditambahkan dengan larutan KI yang mengakibatkan larutan berubah warna menjadi coklat. Perubahan warna ini menunjukkan adanya reaksi antara KI dengan larutan CuSO₄. Reaksi ini juga membebaskan I₂, yang dapat dilihat pada reaksi sebagai berikut.

KI                    K⁺ + I^-

CuSO₄                         Cu²⁺ + SO₄^2-

Oksidasi          : 2 I^-                 I₂ + 2e^-

Reduksi           : Cu²⁺ + 2e^-                  Cu

Redoks            : Cu²⁺ + 2 I^-                 Cu + I₂

Sehingga, reaksi lengkapnya adalah:

2 CuSO₄ + 4 KI                      2 K₂SO₄ + Cu₂I₂ + I₂

I₂ yang dibebaskan akan bereaksi dengan larutan Na₂S₂O₃ melalui titrasi yang menghasilkan perubahan warna menjadi putih yang menandakan bahwa semua iod yang dibebaskan telah bereaksi dengan natrium tiosulfat.

Penentuan kadar Cu melibatkan KI yang terbentuk sebagai agen pereduksi karena mengalami oksidasi dengan melepas iod. Fungsi dari KI adalah penyedia iod. CuSO₄ berfungsi sebagai oksidator karena mengoksidasi I^- menjadi I₂. CuSO₄ mengalami reduksi menghasilkan tembaga (I) iodida. I₂ berfungsi sebagai agen pengoksidasi pada saat dititrasi karena mengalami reduksi menjadi I^- sedangkan Na₂S₂O₃ berfungsi sebagai agen pereduksi karena mengalami oksidasi dan mereduksi iod menjadi iodida.

Hasil percobaan standarisasi larutan Na₂S₂O₃ 0,1 N diperoleh normalitas tio sebesar 0,196 N dan penentuan Cu dalam CuSO₄ diperoleh kadarnya sebesar 3,98 mg/ml, artinya bahwa dalam 1 ml larutan sampel CuSO₄ terdapat 3,98 mg Cu.

1. IX.   Kesimpulan dan Saran
2. Kesimpulan
3. Titrasi yang dilakukan pada percobaan ini yaitu titrasi secara tidak langsung dimana zat direaksikan dulu dengan zat lai sebelum dititrasi.
4. Normalitas larutan Na₂S₂O₃ yang diperoleh pada percobaan ini adalah 0,196N.
5. Kadar Cu yang diperoleh dari percobaan ini adalah 3,98 mg/ml.
6. Saran
   1. Diharapkan alat dan bahan yang akan digunakan pada saat praktikum disiapkan secara lengkap agar praktikum dapat berjalan lancar dan memberikan hasil yang maksimal.
   2. Diharapkan kepada praktikan selanjutnya agar memanfaatkan waktu seefisien mungkin agar semua praktikum dapat selesai sebelum bata waktu yang ditentukan.

DAFTAR PUSTAKA

Bassett, dkk. 1994. Buku Vogel Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Jakarta: Buku Kedokteran.

Ibnu, Shodiq dkk. 2004. Kimia Analitik I. Malang: Universitas Negeri Malang.

Indigomorie. 2009. Apa Itu Titrasi? (http://kimiaanalisa.web.id . Diakses pada tanggal 17 November 2011).

Indigomorie. 2009. Titrasi Redoks. (http://kimiaanalisa.web.id . Diakses pada tanggal 17 November 2011).

Khopkar, S.M. 2003. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: Universitas Indonesia.

Purba, Michael. 1990. Ilmu Kimia. Jakarta: Erlangga.

Saksono, Nelson. Teknologi. Vol. 6 No. 3 (2002).

Tim Dosen Kimia Analitik. 2011 Penuntun Praktikum Kimia Analitik I. Makassar: Universitas Negeri Makassar.

Zultiniar. 2009. Iodometri dan Iodimetri. (http://chemtutorial.blogspot.com . Diakses pada tanggal 17 November 2011).