1. II - 1
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.I Dasar Teori
Analisa gravimetri adalah suatu bentuk analisis kuantitatif
yang berupa penimbangan, yaitu suatu proses pemisahan dan
penimbangan suatu komponen dalam suatu zat dengan jumlah
tertentu dan dalam keadaan sesempurna mungkin. Secara
mendasar gravimetric digolongkan menjadi empat bagian antara
lain : gravimetri fisik, thermogravimetri, analisis pengendapan
gravimetri dan elektrodeposisi Penentuan jumlah zat analisa
gravimetri didasarkan pada penimbangan, dalam hal ini
penimbangan hasil reaksi setelah bahan yang dianalisa
direaksikan, hasil reaksi ini dapat berupa sisa bahan atau suatu
gas yang terjadi, suatu endapan yang dibentuk dari bahan yang
dianalisa tersebut. Beberapahal yang harus diperhatikan dalam
gravimetric :
1. Waktu yang diperlukan untuk analisa gravimetric,
menguntungkan karena tidak memerlukan kalibrasi atau
standarisasi.
2. Kepekaan analisa gravimetri, lebih ditentukan oleh
kesulitan untuk memisahkan endapan yang hanya sedikit
dari larutan yang cukup besar volumenya.
3. Ketepatan analisa gravimetri, untuk bahan tunggal dengan
kadar lebih dari 100% jarang dapat ditandingi
perolehannya.
4. Kekhususan cara gravimetri, pereaksi gravimetri yang khas
(spesifik) bahkan hampir semua selektif dalam arti
mengendapkan sekelompok ion.
(Harjadi,W.1993)
Berdasakan macam hasil yang ditimbang itu dibedakan
cara-cara gravimetri :
- Cara evolusi
- cara pengendapan.
2. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 2
Laboratorium Kimia Analit
Analisa Kuantitatif Secara Evolusi
Penggolongan
Cara ini berdasarkan pembentukkan suatu gas, lalu berat gas
dicari dan dibedakan menjadi :
a. Cara tidak langsung:
Contohnya ialah penentuan kadar air dalam suatu bahan.
Dalam hal ini bahan yang bersangkutan dipanaskan pada suhu
tertentu untuk jangka waktu tertentu beratahan sebelum dan
sesudah pemanasan. Contoh lain ialah penentuan karbonat, karena
pemanasan, karbonat terurai dan mengeluarkan gas CO2: berat
gas juga ditentukan dengan menimbang bahan sebelum dan
sesudah pemanasan.
b. Cara langsung:
Pada penentuan kadar air, maka uap air yang terjadi
dilewatkan tabung berisi bahan higroskopis yang tidak menyerap
gas-gas lain, berat tabung dengan isi sebelum dan sesudah uap
diserap menunjukkan jumlah air. Untuk penentuan karbonat yang
tidak dapat terurai karena dipanaskan, maka karbonat yang
bersangkutan direaksikan, misalnya dengan menambah HCl, CO2
yang terjadi dilewatkan pada tabung berisi bahan yang hanya
menyerap CO2berat tabung dengan isi sebelum dan sesudah
menyerap gas memberikanberat CO2.
Cara langsung lebih sulit karena harus diusahakan jangan
sampai ada gas yang tidak melewati lubang, misalnya kebocoran
dalam alat. Sebaliknya, cara tidak langsung sangat sederhana.
Namun harus diingat bahwa banyak juga kekurangannya.
Misalnya pada penentuan kadar air, mungkin sekali bukan hanya
sekedar yang menguap, tetapi juga zat - zat yang titik didihnya
rendah. Dalam hal ini cara langsung lebih baik. Sekalipun
demikian cara tidak langsung banyak di pakai, karena cara kerja
maupun segi kimianya sederhana, cukup cepat dan dapat
memberikan gambaran yang cukup baik. Salah satu penerapan
cara tidak langsung yang paling penting ialah penentuan kadar
air. Karena penentuan ini sangat penting dan hamper selalu harus
3. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 3
Laboratorium Kimia Analit
dikerjakan bila melakukan analisa kuantitatif, maka perlu kita
bicarakan agak mendalam, agar lebih dimengerti kelemahan-
kelemahan maupun kegunaannya tidak menentu. Contoh bahan
demikian adalah tanah, bahan–bahan berasal dari hewan dan
tumbuh-tumbuhan, bahan-bahan higroskopis dan sebagainya.
Jumlah air yang terkandung sering tergantung dari perlakuan
yang telah dialami bahan, kelembaban udara tempat disimpannya
dan lain sebagainya. Kemungkinan kesalahan penentuan kadar air
yaitu adanya bahan lain yang mudah menguap dan ikut menguap
bersama – sama dengan air sewaktu dipanaskan. Selain itu
mungkin pula bahan terurai, seperti hal nya bahan yang
mengandung karbonat atau macam–macam bahan organic. Kedua
hal ini menyebabkan selisih berat yang dicari menjadi terlalu
besar, yaitu lebih besar dari pada berat air yang hilang. Kalau
tidak diketahui berapa berat masing - masing, maka seluruhnya
dianggap air sehingga kadar air didapat terlalu tinggi. Jadi disini
kita dapat kesalahan positif. Sebaliknya dapat juga bahan
mengalami reaksi dengan bahan–bahan dalam udara, misalnya
terjadi oksidasi dari lemak atau minyak yang mengandungi ikatan
tak jenuh. Akibat oksidasi, berat bahan bertambah karena
kemasukan oksigen. Maka selisih berat sebelum dan sesudah
pemanasan lebih kecil dari pada semestinya, jadi terjadi kesalahan
negative.
Macam – macam kandungan Air
a. Air yang terikat secara fisik
Untuk menghilagkan air yang terikat secara fisik
diperlukan panas rendah, sekedar untuk menguapkannya.
Umumnya suhu 100 - 105 o
C mencukupi, kadang –kadang malah
cukup membiarkan bahan yang bersangkutan terkena udara bebas
/ angin, tapi adakalanya suhu lebih tinggi lagi. Jumlah air yang
terikat tak tertentu.
1. Air telarut
yaitu air dalam bahan padat yang seakan-akan larut dalam
bahan tersebut. Bila keadaannya seimbang, air tersebut
4. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 4
Laboratorium Kimia Analit
terdapat homogeny dalam bahan. Pemanasan pada
suhutinggi pun sering kurang berhasil, karena air ini harus
berdifusi dari bagian dalam melalui bahan padat dan proses
ini lama sekali.
2. Air Oklusi
yaitu air yang terkurung dalam rongga – rongga diantara
butiran – butiran zat padat, atau rongga – rongga dalam
Kristal. Penyebaran air disini tidak homogen, jumlahnya
pun tidak tertentu, tergantung dari cara pembentukkan
padatan tersebut. Pada suhu 100O
C pengeringan lambat,
tetapi pada suhu tinggi dapat berjalan cepat. Kebanyakan
endapan yang terbentuk dalam larutan mengandung air
oklusi.
3. Air Adsorpsi
yaitu air yang terikat pada permukaan. Air ini mengadakan
kesetimbangan dengan udara disekitarnya, maka jumlahnya
tergantung dari kelembaban lingkungannya maupun dari
suhu. Semakinhalusbutir-butirpadatan, semakinbanyak air
yang teradsorpsi, karena luas permukaan per satuan berat
bertambah. Gaya adsorpsi air pada permukaan berbeda-
beda menurut bahannya, maka pengeringan bahan yang
satu tidak sama mudahnya dengan pengeringan bahan yang
lain.
b. Air yang terikat secara kimia
Air terikat secara kimia jumlahnya tertentu, menurut suatu
perbandingan berat yang tergantung dari macam bahan.Energi
yang mengikat air relative besar disini, maka diperlukan energy
lebih banyak, dengan perkataan lain suhu lebih tinggi untuk
menghilangkannya.
1. Air Kristal atau Air Hidratasi yaitu air yang terikat sebagai
molekul atau ion-ion dalam Kristal, air ini disebut H2O.
Bentuk air ini penting dalama nalisa karena pembentukkan
5. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 5
Laboratorium Kimia Analit
air Kristal banyak digunakan dalam eksikator untuk
pengeringan.
2. Air konstitusi yaitu air yang merupakan bagian molekul zat
padat yang bersangkutan tetapi tidak terbentuk H2O, akan
tetapi bila padatan itu terurai maka H dan O itu keluar
sebagai molekul H2O. Untuk mengeluarkannya sering
diperlukan suhu yang tinggi. Contoh bahan-bahan yang
mengandung air konstitusi ialah gula (bila diberi asam
sulfat pekat, H2O keluar dan tinggal arang), Ca(OH)2yang
dipanaskan terurai menjadi CaO + H2O, NaHCO3 yang
terurai menjadi Na2CO3 + CO2 + H2O. Dalam hal ini suhu
agak rendah sudah mampu menyebabkan peruraian.
Perlu diingat, bahwa air yang terkandung dalam suatu
bahan dapat berbentuk semua yang dibicarakan diatas, atau salah
satu bentuk air saja. Sebaliknya pemanasan tidak tentu hanya
menghilangkan satu bentuk air saja, mungkin dua, mungkin
semua bentuk macam air yang terikat.
Dapat dimengerti bahwa tidak mudah menarik batas basah
dan kering. Antara kering dan basah tanpa menguraikan dan
dengan penguraian. Misalnya Ca(OH)2 yang disiram air sampai
merupakan suspensi. Air yang terdapat disini antara lain air
konstitusi, air adsorpsi, air oklusi, air terlarut dan kelebihan air
yang justru melarutkannya. Bila kita keringkan, maka seharusnya
air tersingkirkan, sehingga tinggal Ca(OH)2 tanpa semua jenis air
tersebut, kecuali air konstitusi. Kalau air konstitusi ikut keluar
maka yang tinggal bukan bahan asal, melainkan sudah menjadi
CaO. Jadi kesulitannya ialah bagaimana mengatur sehingga
tinggal Ca(OH)2 saja tanpa terurai.
Secara teori hal ini dapat dicapai dengan memilih suhu
yang tidak terlalu tinggi, yang tidak cukup untuk menguraikan
Ca(OH)2. Dipihak lain kalau tidak terurai, bagaimana mengetahui
bahwa semua air sudah keluar? Jadi jelas dari contoh ini bahwa
menyatakan apakah bahan sudah kering, sukar, dengan perkataan
lain juga sukar untuk menyatakan berapa kadar air bahan itu.
6. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 6
Laboratorium Kimia Analit
Karena itu sekali lagi kita harus berhati-hati. Secara percobaan
dapat dicari kondisi-kondisi yang diperlukan untuk mendapatkan
“hasil yang terbaik” yaitu yang paling dapat dipercaya. Untuk
bahan-bahan yang sudah bisa dianalisa, caranya biasanya sudah
dibuat oleh peneliti peneliti dan dapat ditemukan dalam literatur
analisa, tinggal kita pakai. Tetapi harus diingat lagi bahwa kita
harus berpegang erat dengan cara itu, dengan perkataan lain
benar-benar melakukannya seperti diperinci oleh “resep” tersebut.
Inilah juga yang disebut dengan “pembakuan”cara penentuan.
Orang lain mungkin mempunyai “resep”lain. Pada
umumnya harus dianggap bahwa kedua resep itu tidak dapat
dianggap sama nilainya begitu saja, artinya bahan yang sama
apabila dianalisa dengan kedua resep itu tidak selalu dapat
diharapkan akan memberikan hasil yang sam. Dalam prakteknya
berakibat kita tidak boleh memakai kedua resep campur aduk,
misalnya untuk sebagian bahan dipakai resep pertama, untuk
sebagian yang lain menggunakan resep yang lain.
Tidak selalu penentuan kadar air sesulit itu, tetapi kadang-
kadang lebih sulit lagi. Andaikata dalam analisa menentukan
kadar perak kita elektrolisa sehingga perak mengendap sebagai
logam. Sebelum ditimbang endapan perak tersebut juga harus
dikeringkan, pengeringan itu akan sederhana, karena air yang
terbawa oleh logam ini tidak banyak macamnya, pemanasan pada
suhu agak tinggi juga tidak berbahaya, karena perak inert, jadi
tidak terlalu dikhawatirkan akan teroksidasi.
Satu segi praktis perlu dikemukakan, yaitu tentang lamanya
pemanasan. Andaikata bahan harus dipanaskan pada suhu 105 O
C
selama satu jam maka harus kita perhatikan agar oven benar-
benar sudah mencapai suhu 105 o
C sebelum bahan kita masukkan
kedalamnya. Disamping itu sedapat mungkin oven juga dibuka
lagi sebelum berlangsung satu jam. Hal ini dirasa perlu
dikemukakan karena kadang-kadang tidak dilihat lagi berapa suhu
sebenarnya, hanya diatur agar suhu 105 o
C. Dapat pula terjadi
bahwa sekelompok orang harus mengeringkan bahannya masing-
masing, tetapi tidak siap untuk memasukkan bahannya dalam
oven pada saat yang sama, lalu setiap orang memasukkan sendiri
7. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 7
Laboratorium Kimia Analit
manakala siap. Hal ini mungkin menyebabkan keslahan besra
dalam nilai kadar air, karena setiap kali oven dibuka, suhu
didalamnya turun, makin lama terbuka makin banyak turunnya
suhu. Berarti bahwa bahan yang dimasukkan sebelumnya tidak
benar-benar dipanaskan pada suhu 105 o
C selama satu jam. Jadi
harus diusahakan agar hanya sekali membuka oven, sekali itu
memasukkan semua bahan yang harus dikeringkan, itupun harus
secepat mungkin supaya suhunya yang semula 105 o
C tidak turun
terlalu banyak. Hal ini dapat diatur misalnya dengan
mengeluarkan papan oven sebelumnya, lalu mengatur semua
botol timbang diatasnya, baru oven dibuka lagi dan seluruhnya
sekaligus dimasukkan. Benda/bahan yang sudah dikeringkan
harus disimpan dalam eksikator. Apabila hendak ditimbang, harus
tetap dalam eksikator sampai neraca siap untuk dipakai, janganlah
menaruhnya terkena udara bebas agar tidak menarik uap dari
udara. Menimbang harus secepat mungkin.
Hal ini juga perlu diperhatikan ialah :
1. Padatan yang dikeringkan hendaknya dihaluskan sehingga
sehalus mungkin.
2. Padatan itu disebar merata dalam botol timbang sehingga
tingginya sama.
3. Bila botol timbang tertutup maka selama pemanasan botol
terbuka tetapi setelah selesai pemanasan hendaknya selalu
tertutup sampai selesai ditimbang.
Pada umumnya pengeringan berdasarkan pemanasan
dikerjakan pada suhu serendah mungkin yang dapat digunakan
agar mengurangi kemungkinan penguraian bahan, atau ikut
sertanya bahan lain yang menguap maupun adanya reaksi-reaksi
sampingan. Bahan-bahan yang rusak bila dipanaskan dapat
dikeringkan pada temperatur rendah atau pada suhu kamar
dengan menghembuskan udara kering. Dapat juga digunakan
oven vakum yaitu oven yang dapat dihubungkan dengan pompa
udara dan dihampa diudarakan. Ada pula bahan yang dikeringkan
dalam eksikator atau eksikator vakum.
8. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 8
Laboratorium Kimia Analit
Diluar analisa kimia, penentuan kadar air juga penting
sekali. Sebelum panen biji-bijian, penetapan kadar air dilakukan
untuk menentukan apakah kematangannya sudah cukup. Makin
tua kadar air biji makin rendah. Dalam penyimpanannya, kadar
air biji juga penting dalam hubungannya dengan daya tumbuhnya.
Makin kering, pada umumnya biji makin awet, sebaliknya dalam
keadaan terlalu lembab, daya umbuh biji cepat berkurang,
sehingga setelah disimpan beberapa lama akan mati. Maka biji
yang disimpan sebagai bakal binih harus ditentukan kadar airnya
dan kalau perlu kemudian dikeringkan lagi dan diatur jangan
menjadi lembab pada penyimpanan.
Gravimetri berdasar pengendapan sebagai senyawa
Sudah dibicarakan, bahwa dlam hal ini, analit direaksikan
dengan suatu pereaksi sehingga terbentuk senyawa yang
mengendap, endapan ini ditimbang dan dari berat endapan dapat
dihitung banyaknya analit. Misalkan harus ditentukan kadar NaCl
dalam ikan asin, maka NaCl itu dapat direaksikan dengan AgNO3,
sehingga mengendap sebagai AgCl. Endapan AgCl disaring,
dibersihkan, dikeringkan dan ditimbang.
Syarat – syarat Endapan Gravimetri
Penelaahan sedikit mendalam dari prosedur diatas
menunjukkan beberapa persoalan yang perlu diperhatikan agar
hasil analisa dapat dianggap baik dan benar. Faktor-faktor
tersebut ialah Kesempurnaan pengendapan, Kemurnian endapan,
susunan endapan.
a. Kesempurnaan endapan
Yang dimaksud ialah apakah Nacl (dalam contoh diatas)
yang terlarut telah diubah menjadi endapan. Bila belum, maka
berat AgCl kurang dari semestinya dan banyaknya NaCl menurut
hitungan hasil analisa juga menjadi kurang dari sebenarnya
(terjaadi kesalahan negatif). Jadi pada pembuatan endapan harus
diusahakan kesempurnaan pengendapan ini dengan perkataan
lain, kelarutan endapan dibuat sekecil mungkin. Hal ini kita capai
9. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 9
Laboratorium Kimia Analit
dengan mengatur faktor-faktor kelarutan zat (dalam hal ini
elektrolit). Diantaranya :
a. Sifat endapan itu sendiri, yang dapat dilihat dari KSPnya.
Dalam hal ini endapan khlorida, PbCl2 lebih mudah larut
daripada AgCl. Maka NaCl lebih baik diendapkan sebagai
AgCl, tidak sebagai PbCl2 atau lebih baik lagi bila dapat
diendapkan sebagai garam khlorida lain yang mempunyai
kelarutan lebih kecil lagi dari AgCl.
b. Pemberian ion pengendap yang berlebih, dalam contoh
NaCl diatas diberi Ag+
melebihi yang diperlukan untuk
mengendapkan semua Cl-
. Berdasarkan teori pergeseran
kesetimbangan mudah kita pahami, bahwa Cl-
yang tidak
terndapkan, makin berkuarang, jadi pengendapan NaCl
semkin sempurna.
Ag+
+ Cl-
AgCl
c. Pada umumnya, pada suhu tinggi kelarutan endapan lebih
besar daripada suhu rendah. Bila perbedaan kelarutan pada
kedua suhu itu besar, maka sewaktu mengendapkan suhu
larutan dibuat rendah. Contohnya ialah analisa Mg2+
yang
secara gravimetri diendapkan menjadi MgNH4PO4 dalam
air es. Tetapi banyak endapan pada suhu tinggi hanya
sedikit berbeda kelarutannya daripada temperatur rendah,
misalnya Fe(OH)3, atau BaSO4, jadi tidak perlu diendapkan
dengan air es, malah sebaliknya diendapkan dalam larutan
mendidih. Sebabnya reaksi berlangsung lebih cepat dan
kemurnian endapan lebih baik. Hal ini akan dibicarakan
lebih mendalam pada bagian yang bersangkutan.
d. Ada kalanya kepolaran larutan diubah (dikurangi) dengan
menambahkan misalnya alkohol, maka endapan elektrolit
sebagai suatu senyawa polar juga berkurang kelarutannya
(lebih mudah menguap).
10. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 10
Laboratorium Kimia Analit
b. Kemurnian Endapan
Endapan murni adalah endapan yang bersih, artinya tidak
mengandung molekul-molekul lain ( zat-zat lain yang biasanya
disebut pengotor atau kontaminan). Pengotoran (kontaminasi)
oleh zat-zat lain mudah terjadi, karena endapan timbul dari
larutan yang berisi macam-macam zat.
Dalam pengendapan AgCl diatas, setidak-tidaknya larutan
berisi campuran dari ion-ion Na+
, Cl+
, Ag+
, dan NO3-
ditambah
bahan-bahan yang berasal dari ikan asin yang dianalisa itu.
Setelah AgCl mengendap, larutan masih berisi komponen-
komponen tidak ecuali Cl-
, dan zat –zat yang mudah terbawa
endapan AgCl, misalnya karena adsorpsi (diserap pada
permukaan butir-butir endapan) atau teroklusi (terkurung diantara
butir-butir endapan yang menggumpal menjadi satu).
Endapan yang kotor tentu saja lebih berat daripada
semestinya, maka banyaknya analit yang dihitung berdasar berat
endapan kotor, juga lebih dari yang mungkin (100% murni tidak
padat). Usaha-usaha itu dilakukan baik sewaktu membentuk
endapan (dalam proses endapan) maupun sesudahnya. Hal ini
akan diuraikan lebih lanjut. Sementara itu dapat disebut sebagai
usaha sesudah proses pengendapan.
c. Susunan Endapan
Dalam contoh diatas kita hitung NaCl berdasar rumus :
Sudah disebut pada dua paragraf diatas, bahwa berat AgCl
tidak boleh kurang maupun lebih dari berat yang semestinya
diperoleh dari NaCl yang ada di dalam analit. Sebab-sebab
kesalahan sudah disebutkan pula pada paragraf pertama dan
kedua itu, tetapi masih ada kemungkinan kesalahan karena sebab
lain, yaitu susunan endapan yang tidak tetap. AgCl kurang baik
untuk menjelaskan persoalan ini. Lebih mudah bila ditinjau dari
11. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 11
Laboratorium Kimia Analit
senyawa besi. Dari senyawa ini dibuat misalnya endapan
Fe(OH)3. Hidroksida ini sendiri mempunyai susunan tetap dan
tertentu, akan tetapi sebagai endapan selalu terbentuk hidroksida
berair, Fe(OH)3 .nH2O, dengan jumlah H2O yaitu n tidak
tertentu. Tidak tertentu disini maksudnya ialah bahwa setiap kali
dibuat endapan tidak diperoleh ninai n yang sama. Maka kalau n
tidak tertentu berdasar berat endapan tidak dapat dihitung berapa
banyaknya Fe dalam analit. Jadi akan sia-sia pembentukkan
endapan dan analisa tidak mungkin.
Jadi harus dicari endapan yang mempunyai susunan
konstan dan tertentu, atau endapan yang kemudian dapat diubah
menjadi zat yang komposisinya tertentu.
Tabel II. 1 Syarat-syarat endapan dan cara yang dicapai
Syarat-syarat endapan Dicapai dengan cara
Terendap sempurna
a. Memilih endapan dengan larutan sekecil
mungkin
b. Menggeser kesetimbangan : pereaksi
berlebih
c. Mengurangi kelarutan :
- Temperatur rendah
Murni
- Kepolaran larutan dikurangi
a. Sebelum pembuatan endapan :
penyingkiran bahan pengganggu
- Secara fisik
- Dikompleks
- Diubah secara lain: oksidasi-reduksi
b. Pada pembuatan endapan : diusahakan
endapan kasar
c. Setelah terjadi endapan :
- Digestion
- Menyaring-mencuci
- Pengkristalan-ulang
12. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 12
Laboratorium Kimia Analit
Lanjutan Tabel II. 1 Syarat-syarat endapan dan cara yang dicapai
Syarat-syarat endapan Dicapai dengan cara
Tunggal
- Pengkristalan-ulang
a. Memilih reaksi tunggal
- Kadang-kadang dengan mengatur
Kasar
b. lingkungan reaksi
1. Pada pembentukkan endapan
Mempersulit pembentukkannya
- larutan dan pereaksi encer
- pereaksi tetes demi tetes
- temperatur larutan dan pereaksi tinggi
- secara kimia :
Ph
Sensitif
Homogeneous precipitation
c. Sifat endapan yang bersangkutan : berat
Spesifik
molekul besar
Sifat Endapan yang bersangkutan
Contohnya ialah endapan Fe(OH)3.nH2O tadi, sebab kalau
dipijarkan (dipanaskan pada suhu tinggi sekali, untuk endapan ini
900-1000 O
C) maka terjadi perubahan berikut :
2 Fe(OH)3.nH2O Fe2O3 + m H2O
Yang tinggal dan yang ditimbang ialah Fe2O3 suatu oksida
dengan susunan tertentu dan sangat konstan. Dari berat Fe2O3
tersebut mudah dihitung banyaknya Fe atau suatu senyawa Fe
yang lain dalam analit.
Syarat – Syarat Lain
Kalau ketiga sifat endapan tersebut diatas bersumber pada
syarat-syarat teoritis, maka masih dapat disebut sifat-sifat lain
atau persoalan-persoalan, tetapi yang yang berdasar tuntutan-
tuntutan praktis, yaitu untuk mempermudah atau mempercepat
penyelesaian analisa secara gravimetri pengendapan ini. Namun
13. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 13
Laboratorium Kimia Analit
ketiga sifat tersebut, juga punya arti teoritis. Ketiga persoalan ini
adalah bentuk fisik endapan, yaitu diinginkan yang kasar,
endapan yang voluminous atau bulky, dan endapan yang
“spesifik”. Untuk mempermudah pembicaraan ketiga persoalan
ini, sebaiknya kita tinjau proses analisa gravimetri.
Proses ini terdiri dari tahap-tahap :
a. Melarutkan analit
b. Mengatur keadaan larutan, misalnya Ph, temperatur
c. Membentuk endapan
d. Menumbuhkan kristal-kristal endapan (digestion atau
aging)
e. Menyaring dan mencuci endapan
f. Memanaskan atau memijarkan untuk memperoleh endapan
kering dan dengan susunan tertentu, juga untuk
menghilangkan kertas saring
g. Mendinginkan lalu menimbang endapan
( Harjadi,W, 1993 )
Endapan yang kasar
Yaitu endapan yang butir-butirannya tidak kecil, halus
melainkan kasar. Hal ini penting untuk kelancaran penyaringan
dan pencucian endapan. Endapan yang disaring akan menutupi
pori-pori kertas saring, bila endapan halus, maka butir-butir
endapan itu dapat masuk kedalam pori-pori lalu lolos, hilang atau
masuk menyumbat pori-pori. Kedua hal ini tidak baik, kalau lolos
maka endapan tidak kuantitatif lagi karena kurang, bila
menyumbat pori-pori maka cairan sukar melewatinya sehingga
cairan tidak lekas habis, dengan perkataan lain, penyaringan
menjadi lama atau tidak mungkin lagi.
Bila endapan kasar, maka penyumbatan atau lolos tidak
mungkin, penyaringan lancar dan cepat selesai. Disamping itu,
pencucian endapan lebih mudah dan lebih cepat pula.
Untuk memperoleh endapan kasar dilakukan usaha-usaha,
baik sewaktu endapan dibentuk maupun sesudahnya, seperti
halnya mengusahakan kemurnian endapan. Pada pokoknya yang
dilakukan adalah :
14. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 14
Laboratorium Kimia Analit
a. Mengatur agar endapan tidak terjadi terlalu cepat atau
terlalu mudah
b. Digestion dan aging
Kedua proses tersebut tercakup dalam tahap-tahap 2,3, dan
4 yang disebut diatas. Pada umumnya endapan yang kasar juga
lebih murni daripada endapan yang halus. Jadi selain punya arti
praktis, sifat “kasar”ini juga penting secara teoritis.
Endapan yang bulk
Yaitu endapan dengan volume atau berat besar, tetapi
berasal dari analit yang hanya sedikit. Untuk memperjelas hal ini
dapat dilihat dengan analisa Mg. Sudah disebutkan di muka, Mg
dapat diendapkan sebagai MgNH4PO4 yang kemudian dipijarkan
dan ditimbang sebagai Mg2P2O7. Kemungkinan lain ialah
mengendapkannya sebagai NaMg(UO2)3(C2H3O2)9.6H2O yang
tidak dipijarkan tetapi setelah kering ditimbang dalam bentuk asli
tersebut. Bila dibandingkan bentuk kedua endapan, maka jelas
bahwa yang kedua akan lebih besar volumenya dan lebih berat
daripada yang pertama, dihitung per satuan berat Mg dalam
analit. Dari 1 gram Mg terbentuk hampir 4,4 gram Mg2P2O7
tetapi terjadi 61,6 gram endapan yang kedua. Kalau selama
pengendapan,pencucian, pengeringan dan sebagainya ada
endapan tercecer atau tertinggal sehingga tidak ikut ditimbang,
maka kesalahan yang timbul relatif lebih besar untuk endapan
MgNH4PO4.
Endapan Spesifik
Yang dimaksud ialah bahwa pereaksi yang digunakan
hanya dapat mengendapkan komponen yang dianalisa. Dengan
demikian, maka setelah analit dilarutkan, pembentukkan endapan
tidak perlu didahului pemisahan komponen-komponen yang
mungkin akan ikut mengendap bila dipakai pereaksi lain yang
tidak spesifik. Dengan demikian analisa lebih singkat karena
berkurang satu tahap, bahkan tahap yang sering sangat sulit
seperti telah dikemukakan pada pembicaraan “Tahap-Tahap
Analisa Kimia”. Selain itu kemungkinan terjadinya kesalahan
15. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 15
Laboratorium Kimia Analit
juga berkurang sebab setiap tahap pekerjaan merupakan sumber
kesalahan sendiri.
Kalau diringkas pembicaraaan mengenai syarat-syarat
endapan dapat disebutkan, bahwa kita inginkan endapan untuk
gravimetri memenuhi syarat-syarat berikut :
a. Kelarutan kecil sekali
b. Kemurnian tinggi
c. Mempunyai susunan tetap dan tertentu atau mudah
dijadikan demikian
d. Kristal-kristalnya kasar
e. Endapan itu bulky
f. Endapan itu spesifik
Sifat-sifat (a) sampai dengan (d) merupakan syarat-syarat
mutlak, sedang (e) dan (f) sekadar mempermudah analisa itu.
Tidak mudah untuk memperoleh endapan yang memenuhi semua
syarat tersebut sekaligus, karena sering saling bertentangan.
Misalnya zat yang sangat sukar larut, justru karena itu,
membentuk endapan yang halus, jadi kurang murni pula; contoh-
contohya ialah Fe(OH)3, Al(OH)3, BaSO4.
PENGOTORAN ENDAPAN
Diatas sudah disinggung sedikit tentang macam pengotoran
endapan dan perlunya bebas kotoran, maupun usaha-usaha untuk
menghilangkan atau mengurangi jumlah kotoran. Sebelum
membicarakan usaha usaha tersebut secara mendalam, sebaiknya
diperoleh gambaran tentang macam-macam cara pengotoran dan
sifat-sifatnya.
Dengan pengertian itu akan lebih mudah diikuti mengapa
usaha-usaha tersebut seberapa jauh akan berhasil atau tidak.
Dalam garis besar, macam kotoran dibedakan menjadi dua yaitu :
karena pengendapan sesungguhnya ( true precipitation ) dan yang
karena terbawa oleh endapan (Coprecipitation).
16. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 16
Laboratorium Kimia Analit
Pengotoran karena pengendapan sesungguhnya (True
Precipitation
Pengotoran terjadi oleh zat yang mengendap. Karena KSP
zat tersebut ikut terlampaui, dengan perkataan lain, terjadi reaksi
yang membentuk endapan zat pengotor itu disamping endapan
yang memang dikehendaki.
Misalnya suatu larutan yang berisi ion-ion Al3+
dan Fe3+
dianalisa untuk penentuan jumlah Fe3+
dengan mengendapkannya
sebagai Fe(OH)3. Karena Al(OH)3 juga sukar larut, maka ion-ion
OH-
yang diberikan untuk membentuk Fe(OH), juga
mengendapkan Al(OH)3. Maka endapan yang kita ingini,
Fe(OH)3, terkotori oleh Al(OH)3.
a. Pengendapan bersama (simultaneous precipitation)
Kotoran mengendap bersamaan waktu dengan endapan
analit. Contohnya ialah Al(OH)3 sebagai pengotor Fe(OH)3.
Cara terbaik untuk mengatasi pengotoran macam itu ialah
mencegah terbentuknya endapan tersebut dengan
memisahkan atau mengkompleksnya. Bila hal itu tidak
mungkin, maka perlu pengendapan dengan pereaksi yang
lebih selektif. Pencucian, digestion dan pengendapan ulang
(reprecipitation) jarang berhasil menyingkirkan bahan-
bahan pengotor demikian.
b. Pengendapan susulan (post precipitaion) disini kotoran
mengendap selang beberapa waktu setelah endapan analit
terbentuk, karena reaksinya lambat. Suatu contoh ialah
campuran Ca++
dan Mg++
, untuk analisa Ca++
dengan
mengendapkannya sebagai garam oksalat, CaC2O4. Karena
MgC2O4 juga sukar larut, garam ini juga mengandap, akan
tetapi baru kemudian kadang-kadang setelah berhari-hari.
Bila endapan analit lekas disaring, maka pengotoran tidak
terlalu banyak, dan karena kotoran yang terbawa hanya
sedikit, pengendapan ulang sangat menguranginya.
17. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 17
Laboratorium Kimia Analit
Pengotoran karena Terbawa ( Coprecipitation )
Pengotor ini sendiri tidak mengendap, melainkan hanya
terbawa oleh endapan analit. Andaikata larutan Fe3+
diatas selain
Al3+
juga berisi Na+
dan Mg++
dan pH diatur dengan larutan
penahan supaya tidak mungkin membentuk endapan Mg(OH)2,
maka dalam endapan Fe(OH)3 ternyata terdapat ion Mg++
.
Pengotoran ini tidak terjadi karena pengendapan, melainkan
karena Mg++
terbawa serta.
Awal mula terjadinya pengotoran macam ini ialah adsorpsi
suatu ion oleh endapan analit, kemudian ion lawannya ikut
terbawa. Kotoran bentuk ini kita bedakan lagi sebagai berikut :
a. Kotoran isomorf dan dapat campur dengan inang
(endapan analit)
Ini terjadi bila bahan pengotor dan endapan mempunyai
kesamaan tipe rumus molekul maupun bentuk kristal.
Contohnya : BaSO4 dan PbSO4. Bila terjadi endapan
BaSO4 dalam larutan berisi Pb++, maka sekalipun Ksp
PbSO4 belum terlampaui, BaSO4 terkotori PbSO4. Karena
kesamaa-kesamaan sifat-sifat tadi, Pb++ dapat ikut
memebentuk kristal bersama-sama dengan BaSO4, mengisi
tempat-tempat yang sebenarnya untuk Ba++. Dengan kata
lain, sebenarnya endapan menjadi kristal campuran (mixed
crystal).
Kotoran macam ini sukar diatasi cara yang paling baik
ialah menyingkirkannay sebelum endapan analat dibentuk,
tetapi hal ini tidak mudah karena zat-zat isomorf biasnya
juga mempunyai sifat-sifat kimia serupa.
b. Kotoran larut dalam inang
Adakalanya zat sendiri larut dalam zat padat, lalu ikut
terbawa sebagai kotoran. Contohnya Ba(NO3)2 dan KNO3
yang rupa-rupanya larut dalam BaSO4. Pada kedua jenis
pengotoran diatas, kotoran tersebar di seluruh kristal.
18. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 18
Laboratorium Kimia Analit
c. Kotoran teradsorbsi pada permukaan endapan
Adsorpsi terjadi karena gaya tarik-menarik antara ion yang
teradsorpsi dan ion-ion lawannya pada permukaan endapan.
Gaya ini sangat kuat, sehingga ion-ion tersebut mudah
terbawa oleh endapan waktu penyaringan.
Banyaknya kotoran yang teradsorpsi dengan sendirinya
terkandung dari luas permukaan spesifik yang
menyerapnya, maka semakin halus kristal-kristal endapan,
semakin parah pengotorannya. Hal ini misalnya terjadi
pada endapan-endapan hidroksida yang berbentuk jonjot.
Pada endapan berbentuk kristal yang kasar, kotoran macam
ini kurang berarti. (Permukaan spesifik = luas permukaan
peSSr satuan berat endapan).
d. Kotoran teroklusi oleh inang
Dapat terjadi apabila kristal tumbuh terlalau cepat dari
butiran kecil menjadi besar. Dalam hal ini, ion-ion yang
teradsorpsi tidak sempat dilepaskan, tetapi sudah tertutup
dan terkurung dalam kristal. Hasilnya sukar dibedakan
daripada ad a dan ad b, tetapi dalam hal ini boleh dikata
semua macam elektrolit dapat megotori, sedangkan pada ad
a dan b ada sifat-sifat tertentu yang perlu dipunyai oleh
bahan pengotor. Disamping itu, kotoran tidak tersebar
diseluruh Kristal.
Kotoran teroklusi juga dapat terjadi secara lain, bukan
didalam tetapi di antara Kristal-kristal, apabila sejumlah Kristal
melekat satu sama lain menjadi satu gumpalan, dan kotoran-
kotoran mengisi rongga didalam gumpalan tersebut. Selain ion-
ion teradsorpsi, juga larutan induk dengan segala isinya ikut
terkurung dan mengotori, sekalipun bukan zat yang dapat
diadsorpsi.
Digestion dan pengkristalan ulang sangat efektif untuk
mengurangi pengotoran macam ini. Juga pencucian berguna asal
cairan pencuci menyelusup sampai tempat-tempat adanya kotoran
tersebut. Gambar-gambar berikut memberikan ikhtisar macam-
19. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 19
Laboratorium Kimia Analit
macam kotoran karena kopresipitasi (dinyatakan dengan titik-
titik).
Usaha Mengurangi Pengotoran
Usaha-usaha ini dapat dilakukan :
a. Sebelum membentuk endapan dengan jalan menyingkirkan
bahan-bahan yang akan mengotori. Hal ini sudah
disinggung sedikit dan tidak hendak diperluas
pembahasannya.
b. Selama membentuk endapan. Tekniknya macam-macam,
tetapi semua berdasar prinsip bahwa pembentukan endapan
dipersulit (bukan dihalangi) atau secara teoritis diusahakan
agar derajat lewat jenuh larutan sekecil mungkin.
c. Setelah endapan terbentuk ;
1. Sebelum disaring dengan digestion
2. Sesudah disaring dengan mencuci
3. Ada kalanya dengan pengendapan ulang
Usaha selama pembentukkan endapan
Terjadinya Endapan
Pembentukkan endapan merupakan suatu proses dinamis
yaitu mengarah kepada suatu kesetimbangan, sedangkan susunan
dan sifat-sifat sistemnya bergantung pada waktu. Pengaturan
kecepatan berlangsungnya proses tersebut memungkinkan
pengaturan sifat-sifat endapan.
Endapan hanya terbentuk bila larutan yang bersangkuatan
lewat jenuh terhadap endapan tersebut yaitu larutan mengandung
zat itu melebihi konsentrasi larutan jenuh. Keadaan lewat jenuh
itu tidak stabil atau menstabil, dan menjadi stabil bila kelebihan
zat yang larut diendapkan sampai konsentrasinya seperti larutan
jenuh.
Tahap pertama pada pengendapan ialah nukleasi tersebut
menarik molekul-molekul lain sehingga dari kumpulan hanya
beberapa molekul tumbuh menjadi butiran lebih besar sampai
20. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 20
Laboratorium Kimia Analit
ukuran koloid (diameter 0,001-0,1 µ) atau lebih besar lagi
menjadi butiran butiran kristal halus (diameter 0,1-10 µ),
mungkin lebih lanjut sampai butir-butiran kristal kasar (> 10µ
diameternya). Suatu endapan mungkin hanya tumbuh sampai
pada tahap koloid atau menjadi kristal halus, atau yang kasar.
Menurut teori von weimarn, hal ini tergantung dari kondisi
Pembentukkan endapan.
Kondisi yang terpenting dalam hal ini menurut von
weinmarn ialah besarnya derajat kelewatjenuhan (degree of
supersaturation) relatif yang kadang-kadang diberi simbol :
α = S - s
S
Disini S adalah konsentrasi larutan lewat jenuh yang akan
membentuk endapan dan s ialah konsentrasi larutan yang tepat
jenuh. Terlihat bahwa makin besar S makin besar pula α. Makin
besar α, makin besar pula kemungkinannya bahwa terjadi kristal-
kristal halus atau bahkan koloid, sedang makin kecil α , atay
mungkin kurang lewat jenuh, makin besar kemungkinan kristal
endapan tumbuh menjadi butir butir kasar. Hal ini berhubungan
erat dengan pengaruh α atas kecepatan pertumbuhan kristal.
Usaha – usaha praktis
Ditinjau dari segi teori von weimarn, dicoba mengerti
mengapa dapat dihasilkan endapan kasar.
1. Mempergunakan larutan dan peraksi encer. Larutan-
larutan demikian mempunyai kemungkinan besar menghasilkan
kristal kasar, karena bila terjadi larutan lewat jenuh, maka α kecil.
2. Menambah bahan pengendap tetes demi tetes, bila
seluruh bahan pengendap dicampurkan pada analat sekaligus,
maka terjadi larutan lewat jenuh dengan α besar. Tidak demikian
halnya bila penambahan setetes-setetes. Pada suatu saat, tercapai
konsentrasi jenuh, tetes berikutnya menjadikan lewat jenuh, tetapi
21. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 21
Laboratorium Kimia Analit
α kecil sekali sehingga terjadi sedikit inti. Tetes berikutnya
menaikkan α, tetapi masih tetap kecil, maka lebih banyak ion
yang terpakai untuk pertumbuha inti yang sudah ada daripada
untuk nukleasi baru. Jadi akhirnya dihasilkan kristal-kristal kasar.
3. Diaduk terus menerus, mencegah terjadi α lokal
(setempat) yang terlalu besar. Yang dimaksud lokal ialah tempat
tetes masuk kedalam larutan. Tanpa diaduk, disitu dapa terjadi α
yang sangat besar, sehingga terbentuk banyak inti. Tetes
berikutnya mengakibatkan hal yang sama sehingga makin lama
terdapat inti makin banyak. Sebaliknya apabila diaduk, tetes terus
tersebar, tidak ada bagian yang dapat membentuk α besar, maka
dihasilkan kristal-kristal lebih sedikit, tetapi kasar.
4. Larutan maupun pereaksi dipakai pada temperatur tinggi.
(a) Cara kimia “biasa”: pengaturan pH, misalnya pada
pengendapan Ca++
sebagai Ca-oksalat, maka bahan pengendap
( dalam hal ini larutan NH4-oksalat ) dapat dimasukkan
sekaligus kedalam larutan analat (yang berisi Ca++
) tetapi juga
diberi HCl cukup. Dalam keadaan ini Ca-oksalat tidak
mengendap, karena kekurangan ion C2O4
=
. sebab sudah diikat
menjadi H2C2O4 oleh HCl. Kemudian sedikit demi sedikit
asam itu dinetralkan dengan menambahkan NH4OH. Dengan
demkian berangsur-angsur terbentuk C2O4
=
. Karena terjadi
dengan lambat, maka tidak ada kemungkinan kelewatjenuhan
yang terlalu besar, α tetap kecil dan kristal-kristal yang
diperoleh kasar.
(b) Homogeneous precipitatio ialah cara pembentukkan
endapan dengan menambhakan bahan pengendap tidak dalam
bentuk jadi, melainkan sebagai suatu senyawa yang dapat
menghasilkan pengendap tersebut. Contohnya ialah
(NH4)2C2O4 sebagai pengendap Ca, langsung memberikan ion
C2O4
=
karena mengion.
22. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 22
Laboratorium Kimia Analit
Pada homogeneous precipitation digunakan etil oksalat
(C2H5O2)2C2O4 yang tidak dapat mengion menjadi C2O4
=
tetapi
harus terhidrolisa sebagai berikut :
(C2H5O)2C2O4 + 2 H2O 2 C2H5OH + H2C2O4
Hidrolisa terjadi secara homogen didalam seluruh larutan,
demikian pula endapan terjadi secara homogen. Agaknya inilah
asal mula istilah Homogeneous precipitation. Hidrolisa ini terjadi
pada temperatur tinggi dan berjalan lambat. Jadi larutan analat
harus dipanaskan atau dididihkan dan ini sekaligus memenuhi ad
(a) 4. Selain itu, larutan masih harus ditambah NH4OH untuk
menetralkan H2C2O4.
Suatu cara lain mengendapkan Ca++
dengan Homogeneous
precipitation ialah dengan memasukkan (NH4)2C2O4 sekaligus
dan HCl. Tetapi untuk menetralkan kembali asam itu perlu urea.
Urea dimasukkan kedalam larutan tersebut, lalu terhidrolisa
dengan lambat. Dengan begitu C2O4
=
terbentuk sedikit demi
sedikit.
Keuntungan Homogeneous precipitation terlihat jelas pada
contoh analisa Al, Fe, dan sebagainya yang diendapkan sebagai
hidroksida atau garam basa. Baik secara biasanya maupun dengan
Homogeneous precipitation endapan yang terbentuk berupa jonjot
tetapi dengan Homogeneous precipitation volumenya hanya
sepersepuluh dari cara biasa. Dalam suatu percobaan juga
dibuktikan, bahwa kotoran yang tebawa oleh sejumlah endapan
beratnya 0,2 mg bila dipakai cara Homogeneous precipitation,
tetapi mencapai 1,2 mg dengan cara biasa.
Pembentukan Dan Sifat-Sifat Endapan
Telah disebut di depan bahwa soal utama dalam analisis
gravimetri adalah pembentukan endapan yang murni dan mudah
disaring. Problem ini dapat dialami dengan mempelajari laju
tersusunnya partikel-pertikel menjadi agregat yang cukup besar
23. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 23
Laboratorium Kimia Analit
agar mengendap dari dalam larutan sebagai endapan. Aspek
pengendapan inilah yang akan dibahas sekarang.
Koloid
Perhatikan proses pengendapan garam AB, yang berawal
dari ion A+
dan B-
dalam larutan air. Diameter ion-ion itu berorde
beberapa angstrom (10-8
cm). Bila hasil kali kelarutan telah
dilewati, A+
dan B-
mulai saling melekat, membentuk kisi Kristal
dan tumbuh cukup besar untuk mengendap ke dasar wadah berkat
gaya berat. Sebagai suatu aturan umum, dikatakan bahwa sebuah
partikel (bulat) haruslah berdiameter lebih besar dari kira-kira 10-4
agar mengendap dari dalam larutan sebagai suatu endapan.
Selama proses pertumbuhan partikel itu melewati jangkauan
(range) koloid. Partikel dengan garis tengah sekitar 10-4
sampai
10-7
cm disebut sebagai koloid. Proses pengendapan itu
dinyatakan sebagai
Partikel-partikel koloidal bermuatan listrik dan bertahan
untuk tidak membentuk partikel yang lebih besar yang akan
mengendap dari dalam larutan. Muatan listrik itu disebabkan oleh
teradsorpsinya ion-ion pada permukaan partikel. Pertikel-pertikel
kecil mempunyai angka banding luas permukaan : massa yang
besar, dan ion-ion pada permukaan menarik ion-ion yang
muatannya berlawanan dari dalam larutan. Misalnya, setetes
larutan nitrat ditambahkan ke dalam larutan natrium klorida dan
andaikan hasil kalinya kelarutan AgCl dilampaui. Ketika partikel-
partikel pertama tumbuh ke ukuran koloid, terdapat sejumlah
besar ion Ag+
dan Cl-
pada permukaannya. Dalam larutan terdapat
ion Na+
, Cl-
dan NO3
-
. Ion Ag+
permukaan menarik ion-ion Cl-
dan NO3
-
dari dalam larutan, dan ion Cl-
dan NO3
-
dari dalam
larutan, dan ion Cl-
permukaan menarik ion Na+
. sebagai aturan
umum (Paneth – Fajans-Hahn), ion dalam larutan yang
teradsorpsi dengan lebih kuat adalah ion yang juga dimiliki oleh
kisi, dalam hal ini adalah ion klorida. Jadi permukaan partikel itu
memperoleh selapisan ion klorida dan partikel-partikel menjadi
bermuatan negative. Proses itu dipaparkan secara bagan dalam
gambar 4.1. ion klorida dikatakan membentuk lapisan primer,
24. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 24
Laboratorium Kimia Analit
ion-ion dalam larutan partikel koloidal pengendapan
(10-8
cm) (10-7
- 10-4
cm) (>10-4
cm)
selanjutnya mereka menarik ion-ion natrium yang membentuk
lapisan primer, selanjutnya mereka menarik ion-ion natrium yang
membentuk lapisan sekunder. Lapisan sekunder ini tidak terikat
seketat lapisan primer.
Lapisan primer dan sekunder dianggap membentuk lapisan
rangkap listrik yang membantu menstabilkan dispersi koloid.
Lapisan-lapisan ini menyebabkan partikel-partikel koloid itu tolak
menolak dan karena itu partikel-partikel menolak bergabung
untuk membentuk partikel yang lebih besar (atau berflokulasi),
yakni saling mendekati dan membentuk gumpalan bahan yang
lebih besar yang akan mengendap dari dalam larutan dengan
menyingkirkan muatan yang disumbangkan oleh lapisan primer.
Dalam contoh dengan perak klorida itu yang disebut di atas,
koagulasi dapat dicapai dengan menambahkan lagi perak nitrat
sampai terdapat ion perak dan klorida dalam kuantitas yang
ekivalen. Karena ion perak tertarik pada lapisan primer ion
klorida dengan lebih kuat daripada ion natrium, maka ion perak
menggeser ion natrium dalam lapisan sekunder dan kemudian
“menetralkan” muatan negative yang disumbangkan oleh lapisan
primer. Dengan dikupas muatannya, partikel-partikel itu segera
bergabung dan membentuk gumpalan bahan yang cukup besar
untuk mengendap ke dasar wadah.
Beberapa koloid bila berkoagulasi mengangkut turun
sejumlah besar air, dengan memberikan endapan mirip selai.
Bahan semacam itu disebut gel atau hodrogel jika air pelarutnya.
Bahan padat itu juga dirujuk sebagai suatu emulsoid atau
dikatakan bersifat kiofilik, yang berarti mempunyai afinitas kuat
terhadap pelarut (jika pelarut itu air, digunakan istilah hidrofilik).
Besi (III) hidroksida dan aluminium hidroksida serta asam silikat
merupakan contoh yang dikenal dari emulsoid. Suatu koloid yang
hanya kecil afinitasnya terhadap air disebut suspensoid, atau
dikatakan bersifat liofilik, dan bila terjadi koagulasi hanya sedikit
sekali pelarut dipertahankan. Perak klorida masuk dalam jenis
25. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 25
Laboratorium Kimia Analit
bahan ini, dan sedikit air dipetahankan pada proses koagulasi
perak klorida, mudah disingkirkan dengan memanaskan di atas
100 o
C. air yang dipertahankan oleh suatu emulsoid, seperti besi
(III) klorida, diikat jauh lebih kuat, dan dibutuhkan temperature
tinggi untuk menyempurnakan dehidrasi.
Koagulasi disperse koloid dapat dilaksanakan oleh ion-ion
yang bukan ion endapan sendiri. Bila terjadi koagulasi suatu
koloid, ion pengkoagulasi dapat terbawa mengendap sama dengan
endapan itu sendiri. Jika ion-ion ini terlarutkan ketika endapan
dicuci, partikel zat padat itu akan kembali menjadi disperse
koloid, disebut peptisasi dan harus dihindari dalam prosedur
kualitatif. Bila peptisasi dikhawatirkan terjadi, ke dalam air
pencuci dilarutkan suatu elektrolit untuk menggantikan ion-ion
yang tercuci ke luar. Untuk alas an ini ditambahkan asam nitrat
encer ke dalam air yang digunakan untuk mencuci suatu endapan
perak klorida. Ketika endapan dikeringkan, asam nitrat yang
tertinggal pada perak klorida akan teruap dan tidak mengganggu
analisa.
Proses Pengendapan dan Ukuran Partikel
Bila tetapan hasil kali kelarutan suatu senyawa dilampaui
dan pengendapan mulai terjadi, terbentuk sejumlah partikel kecil
yang disebut inti-inti (nuclei). Pengendapan selanjutnya dapat
terjadi pada partikel yang mula-mula terbentuk ini, yang
ukurannya akan meningkat sampai cukup besar untuk mengendap
ke dasar wadah. Sebaran ukuran partikel endapan itu ditetapkan
oleh laju-laju relative (dari) dua proses, pembentukan inti, yang
disebut nukleasi, dan pertumbuhan inti. Tampaknya jika laju
nukleasi kecil dibandingkan laju pertumbuhan in ti, akhirnya
dihasilkan sedikit partikel, dan partikel-partikel ini relative besar-
besar. Bahan semacam ini lebih mudah disaring dan sering lebih
murni daripada dalam hal partikel kecil-kecil. Karena itu analis
mencoba menyesuaikan kondisi selama pengendapan sehingga
laju nukleasi relative kecil agar ukuran partikel akan besar.
Studi sistematik yang pertama mengenai efek kondisi seperti
konsentrasi-konsentrasi reagensia terhadap laju pengendapan dan
ukuran partikel dibuat oleh von Weimarn. Dijumpai, bahwa pada
26. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 26
Laboratorium Kimia Analit
umumnya makin kecil kelarutan suatu endapan, makinkecil
ukuran partikelnya. Namun ini hanyalah suatu aturan kasar. Perak
klorida dan barium sulfat mempunyai kelarutan molar yang sama
(Ksp sekitar 10-10
), namun partikel barium sulfat jauh lebih besar
daripada perak klorida, bila digunakan kondisi pengendapan yang
serupa.
Von Weimarn memperkenalkan konsep kelewatjenuhan
relative, dimana
Disini Q adalah konsentrasi total zat itu yang sementara
dihasilkan dalam larutan itu dengan mencampurkan reagensia-
reagensia itu, dan S adalah kelarutan kesetimbangan. Factor Q-S
menyatakan derajat kelewatjenuhan pada saat pengendapan
mulai. Makin besar faktor ini, makin banyak inti-inti dan makin
kecil partikel-partikel endapan. Factor S dalam pembagi
menyatakan kekuatan untuk menolak pengendapan, atau kekuatan
untuk menyebabkan endapan itu larut kembali. Makin besar nilai
S, makin kecil angka banding itu dan makin sedikit inti yang
terbentuk. Karena analis berkepentingan untuk memperoleh
partikel-pertikel besar, seharusnya ia mencoba menyesuaikan
kondisi untuk menguasai agar angka banding (Q-S)/ S itu sekecil
mungkin.
Sebenarnya, rumus von, Weimarn hanyalah bermakna secara
kualitatif, misalnya, rumus itu tidak mengungkapkan
pertambahan ukuran partikel dengan bertambahnya konsentrasi,
hubungan yang didapati pada konsentrasi rendah. Pengkajian
yang meluas telah dilakukan mengenai proses pengendapan sejak
karya von Weiman, dan telah dilontarkan sejumlah teori. Dalam
pengendapan BaSO4, misalnya, proses nukleasi heterogen
(pembentukan inti pada suatu fase, seperti misalnya suatu partikel
debu) diduga berperan dalam pembentukan gugusan “kritis”,
(BaSO4
-2
)3. Penambahan ion yang ketujuh, baik Ba2+
ataupun
SO4
2-
, kepada gugusan itu merupakan tahap terakhir proses
pengintian itu. Johnson dan O’ Rourke berkesimpulan bahwa laju
Kelewat jenuhan relative =
27. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 27
Laboratorium Kimia Analit
nukleasi BaSO4 berbanding lurus dengan pangkat empat
konsentrasi ion. Laju pertumbuhan Kristal pada konsentrasi-
konsentrasi diatas 10-3
M dijumpai oleh Nielsen sebagai
bergantung pada pangkat satu konsentrasi ion. Di pihak lain,
hipotesis nukleasi Becker-Doring menyatakan bahwa jauh lebih
banyak ion, barangkali 100, dibutuhkan untuk membentuk
gugusan kritis.
Meskipun proses pengendapan itu rumit dan kurangnya teori
yang di terima secara umum, analis dapat mengandalkan pada
fakta eksperimen bahwa partikel endapan yang relative besar
dapat diperoleh dengan menjaga agar derajat kelewatjenuhan
tetap rendah. Dalam prakteknya, orang mengurangi secara sedang
besarnya Q secara rutin, dengan menggunakan larutan yang wajar
encernya dan menambahkan zat pengendap dengan perlahan-
lahan. Seringkali mungkin untuk meningkatkan nilai S secara
mencolok dan dengan demikian mengurangi angka banding itu
dengan cukup besar, ini dapat dilakukan dengan memanfaatkan
faktor-faktor yang dapat meningkatkan kelarutan: temperature,
pH, atau penggunaan zat pengkompleks. Pengendapan sangat
lazim dilakukan pada temperatur tinggi karena alasan ini, garam
(dari) asam lemah, seperti kalsium oksalat dan zink sulfide, lebih
baik bila diendapkan dalam suasana asam lemah daripada suasana
basa. Barium sulfat diendapkan dengan lebih baik dalam larutan
asam klorida 0,01 sampai 0,05 M, karena kelarutan meningkat
dengan pembentukan ion bisulfate. Suatu senyawa seperti besi
(III) hidroksida sungguh tak dapat larut, sehingga bahkan dalam
larutan asam nilai (Q-S)/ S masih begitu tinggi sehingga
dihasilkan endapan mirip gelatin. Tetapi endapan yang rapat dari
besi sebagai garam format basa dapat diperoleh dengan
pengendapan homogennya.
Disamping mengawasi kondisi selama proses pengendapan
yang sebenarnya, analis mempunyai satu penolong lain setelah
endapan terbentuk, yakni pencernaan (digest) atau penuaan (age)
endapan itu, artinya membiarkan endapan bersentuhan dengan
larutan induk (mother liquor), seringkali pada temperature yang
ditinggikan, selama beberapa saat sebelum penyaringan. Partikel-
28. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 28
Laboratorium Kimia Analit
partikel kecil dari zat kristalin seperti barium sulfat, yang lebih
dapat larut dibandingkan partikel besar, lebih mudah melarut,
dengan menyebabkan larutan itu lewat jenuh terhadap parikel-
partikel besar. Agar tercapai kesetimbangan terhadap partikel
besar itu, harus ada bahan yang meninggalkan larutan dan
memasuki fase padat. Ion-ion itu sekarang menumpuk pada
partikel besar, menyebabkan partikel itu makin besar. Jadi
partikel besar tumbuh dengan mengorbankan partikel kecil.
Proses ini, kadang-kadang disebut pemasakan (ripening) Ostwald,
berguna untuk meningkatkan ukuran partikel dari endapan
kristalin, seperti barium sulfat dan kalsium oksalat. Endapan yang
mirip dadih, seperti perak klorida, dan endapan mirip gelatin
seperti besi (III) hidroksida, tidaklah dicernakan.
Partikel-partikel besi hidroksida ini atau begitu tak dapat
larut, atau bahwa partikel-partikel kecil tak cukup berbeda dari
partkel besar, sehingga tidak terjadi peningkatan ukuran yang
berarti. Bahkan dengan endapan kristalin perlu untuk
memanfaatkan kondisi yang meningkatkan kelarutan jika ingin
diperoleh efek yang menguntungkan dalam waktu yang wajar.
Inilah sebabnya mengapa sering digunakan temperature tinggi
selama pencernaan.
Jadi untuk memperoleh endapan dengan ukuran partikel yang
besar, pengendapan dilakukan dengan mencampur perlahan-lahan
larutan-larutan encer pada kondisi kelarutan endapan yang makin
ditingkatkan. Endapan kristalin biasanya dicernakan pada
temperature yang dinaikkan sebelum penyaringan untuk makin
meningkatkan ukuran partikel.
1. Digestion
Digestion atau aging ialah membiarkan endapan terendam
dalam larutan induknya untuk waktu lama. Selama itu proses
pengendapan dan penggumpalan mencapai kesetimbangan, dan
dihasilkan kristal-kristal lebih kasar dan lebih murni. Seperti
terlihat pada ikhtisar, Digestion hanya efektif untuk kotoran yang
teradsorpsi dan teroklusi. Sudah disebut pula, bahwa kotoran
karena pengendapan susulan justru bertambah karean Digestion,
sehingga bila terjadi kotoran macam itu, Digestion harus
29. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 29
Laboratorium Kimia Analit
ditiadakan atau dikurangi jangka waktunya. Digestion dapat
dilakukan tanpa atau dengan memanaskan larutan, tetapi tidak
boleh samapi mendidih.
Cara-cara Digestion menambah pemurnian dan kasarnya
kristal-kristal antara lain ialah :
a) Kristal-kristal kecil lebur jadi satu menjadi lebih besar hal
ini disebut Ostwald ripening. Bersamaan dengan itu kotoran yang
terbawa dilepas kembali ke larutan induk.
b) Kristal-kristal menjadi lebih sempurna. Tegangan-tegangan
menyebabkan kristal-kristal mudah larut, maka selama Digestion
terjadi pelarutan, kembali bagian-bagian yang tidak sempurna lalu
mengendap kembali menjadi kristal sempurna. Dalam proses
peleburan itu kotoran-kotoran lepas kembali kedalam larutan.
c) Kadang-kadang banyak kotoran diadsorpsi pada awal
pengkristalan. Digestion memberikan kesempatan tercapai
kesetimbangan antara kotoran yang teradsorpsi dan yang larut.
Kelebiha kotoran yang teradsorpsi dengan begitu dilepaskan
kembali ke larutan.
2. Pencucian Endapan
Tujuannya ialah menyingkirkan kotoran yang teradsorpsi
pada permukaan endapan maupun yang terbawa secara mekanis.
Untuk kotoran-kotoran macam lain, pencucian sangat tidak
efektif.
Cara mencuci dapat dilakukan dengan cara :
1. Menyaring sampai larutan habis, lalu memasukkan semua
endapan kedalam penyaring. Kemudian dituangkan cairan
pencuci pada endapan dan dibiarkan mengalir habis lalu diberikan
lagi cairan pencuci, begitu seterusnya diulang beberapa kali
sampai dianggap endapannya sudah bersih.
2. Menyaring dengan dekantasi atau mengenaptuang, yaitu
seperi diatas, tetapi endapan tidak langsung dipindahkan
kesaringan, melainkan ditinggalkan dalam wadah semula. Disitu
ditambahkan cairan pencuci, diaduk dan didiamkan sampai
30. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 30
Laboratorium Kimia Analit
endapan menguap, lalu cairan disaring dan endapan masih
ditinggalkan diwadahnya. Ditambahkan lagi cairan pencuci
kedalam wadah, dan proses diatas diulang-ulang sampai endapan
bersih. Baru kemudian endapan dimasukkan kedalam penyaring.
Penambahan cairan pencuci dengan sendirinya sedikit
banyak melarutkan endapan yang dicuci sehingga harus berhati-
hati agar jangan terlalu banyak yang larut. Jadi dalam memilih
cairan pencuci harus dipikirkan :
a. Bagaimana semudah mungkin mencapai tujuan yaitu
memurnikan endapan. Untuk endapan yang tidak banyak
larut dalam air panas, dipakai cairan panas, sebab lebih
efisien karena pada suhu lebih tinggi, proses-proses berjalan
lebih cepat. Disamping itu, adsorpsi berkurang dan kotoran-
kotoran karena tue precipitation lebih banyak larut kembali.
Biasanya cairan panas juga lebih lancar melewati kertas
saring.
b. Yang tidak melarutkan endapan terlalu banyak untuk ini:
1. Tidak dipakai cairan panas bila endapan mudah larut dalam
air panas. Contoh : MgNH4PO4 dicuci denga air es, tetapi
Fe(OH)3 dengan air panas.
2. Pada air pencuci ditambahkan sedikit ion senama dari
endapan untuk menekan pengionan endapan ( dengan
perkataan lain dipakai suatu larutan encer yang berisi suatu
ion senama). Misalnya MgNH4PO4 dicuci dengan air
NH4OH + NH4OH3 (penentuan Mg). PbSO4 dicuci dengan
H2SO4 encer (penentuan Pb++
).
Ion senama tersebut harus ion pengendap, tidak boleh ion
yang dicari banyaknya.
3. Penambahan bahan organik untuk mengurangi kepolaran
air pencuci, misalnya alkohol, antara lain pada pencucian
NaMg-uranil asetat dan K2NaCo(NO2)6.
c. Untuk endapan yang berbentuk gumpalan koloid,
ditambahkan elektrolit untuk mencegah peptisasi (penguraian
kembali gumpal-gumpalan koloid menjadi butir-butir koloid)
karena butir-butir koloid terlalu halus untuk disaring dan akan
hilang.
31. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 31
Laboratorium Kimia Analit
Contoh :
Fe(OH)3 dicuci dengan larutan NH4NO3
AgCl dicuci dengan larutan HNO3 encer
Karena sebab-sebab diatas jarang sekali air minum dipakai
untuk mencuci . Contoh-contoh endapan yang dapat dicuci
dengan air murni antara lain BaSO4 dan PbSO4.
Efisien pencucian juga tergantung dari cara membagi
cairan yang tersedia. Porsi-porsi kecil untuk beberapa kali
memncuci lebih efektif daripada porsi-porsi besar 1-2 kali
mencuci. Misalnya 100ml dipakai untuk 4x mencuci @25ml lebih
baik hasilnya daripada 2x mencuci 50ml
Secara matematika dapat ditunjukkan hubungan sebagai
berikut :
Cn = ( Vr )n
. Co
V + Vr
Cn = Jumlah kotoran yang tersisa dalam endapan setelah n X
pencucian
Co = Jumlah kotoran yang ada semula
Vr = Volume cairan yang tertinggal bersama endapan setelah
setiap pencucian
V = Volume cairan yang dipakai untuk mencuci
Bilamanakah pencucian sudah selesai
Diatas disebutkan bahwa pencucian dilakukan sampai
dianggap selesai. Biasanya hal ini didasarkan pada lenyapnya
suatu ion pengotor dalam cairan pencuci yang menetes dari
saringan.
Andaikan AgCl dibentuk dalam analisa Ag+
, jadi
pengendapannya ialah Cl-
. Dengan perkataan lain, dalam hal ini
kelebihan Cl-
merupakan pengotoran, maka untuk menyatakan
apakah pencucian dapat dihentikkan,dalam cairan pencuci yang
menetes dari saringan dicoba ditunjukkan adanya Cl-
(dengan
HNO3 + AgNO3). Dalam tetes-tetes pada akhir pencucian pertama
dan kedua pasti dapat dilihat ada Cl-
, pada akhir pencucian ketiga
32. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 32
Laboratorium Kimia Analit
berkurang, mungkin pada akhir pencucian keempat sudah tidak
ada Cl-
lagi. Bila demikian, maka pencucian dapat dihentikkan,
tetapi ada baiknya diulang satu kali lagi. Sebenarnya kalau Cl-
sudah habis, belum tentu pengotor-pengotor lain sudah habis
pula, tetapi kalau tidak ada jalan untuk menunjukkannya, terpaksa
kita anggap selesai.
Ion mana yang dipilih sebagai petunjuk selesainya
pencucian? tentu saja tergantung dari larutan yang menghasikan
endapan, ion apa yang ada di dalamnya dan mana yang mudah
ditunjukkan ada tidaknya dengan reaksi yang cukup spesifik dan
sensitif.
3. Pengendapan ulang atau pengkristalan ulang
Dalam hal ini endapan yang diinginkan itu dicuci,
dilarutkan dalam pelarut murni, lalu diendapkan lagi. Dengan
begitu kotoran yang terbawa oleh endapan diencerkan. Cara ini
baik untuk mengurangi kotoran yang teradsorpsi dan yang
teroklusi, juga untuk kotoran berdasar pengendapan susulan, asal
tidak terlalu banyak. Untuk banyak kotoran yang lain, terutama
yang berjumlah besar, represipitasi tidak memuaskan. Umumnya
pengendapan ulang tidak dikehendaki, karena memakan waktu
dan sebagai tambahan perlakuan juga menambah kemungkinan
timbul kesalahan. Biasanya pada endapan yang sangat mudah
dilarutkan kembali. Sebaliknya BaSO4 tidak diendap ulang karena
sulit sekali melarutkannya.
Penyaringan
Untuk memisahkan endapan dari larutan induk dan larutan
pencuci, endapan dapat disentrifusa atau disaring. Dibawah ini
hanya hendak dibicarakan penyaringan.
Alat alat saring : yang paling banyak dipakai ialah kertas
saring dan asbes, selain itu dapat dipakai cawan gelas atau cawan
porselin yang dasarnya berlubang-lubang atau berpori-pori.
Karena kekurangan-kekurangan pada kertas saring dan
keuntungan-keuntungan pada pemakaian alat-alat saring yang
33. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 33
Laboratorium Kimia Analit
lain, maka kertas makin berkurang peranannya, kadang-kadang
kertsa tidak dapat dipakai.
Kertas saring mempunyai kelemahan-kelemahan sebagai
berikut :
1. Tidak inert, yaitu dapat rusak oleh basa dan asam pekat dan
macam-macam oksidator, yang dapat mengakibatkan bocor.
2. Kekuatan mekanisnya kurang, dapat sobek atau ambrol,
sehingga bocor dan mengotori endapan karena serat-seratnya
terbawa, terutama untuk penyaringan dengan vakum agak
menyulitkan.
3. Dapat mengadsorpsi bahan-bahan dari larutan yang disaring.
4. Untuk gravimetri perlu dibakar habis karena tidak dapat
dikeringkan sampai mencapai berat tetap.
Keuntungan pemakaian kertas saring ialah : murah,
mudah diperoleh, efisiensi penyaringan tinggi yang disebabkan
antara lain oleh permukaannya yang luas dan perbandingan luas
atau pori-pori terhadap luas permukaan seluruhnya,besar. Untuk
kecepatan penyaringan tersedia kertas dengan pori-pori halus,
medium,kasar. Setiap produsen kertas mempunyai kodenya
sendiri-sendiri.
Endapan gravimetri yang disaring dengan kertas tidak
dapat dipisahkan kembali secara kuantitatif; karenya kertas harus
dihilangkan dengan membukanya. Proses ini membawa bahaya
karena:
1. Temperatur untuk menggabungkannya mungkin menyebabkan
endapan terurai, atau teroksidasi, atau menguap
2. Dalam pengabuan, kertas mula-mula terurai dan terjadi C (
Karbon ). Beberapa endapan dapat teruduksi oleh Karbon
tersebut. Misalnya AgCl, BaSO4 ;
BaSO4 + C BaS + CO2
Menyebabkan berkurangnya berat endapan. untuk
mengatasi hal ini, setelah selesai pengabuan, residu harus diberi
perlakuan lagi, misalnya BaS diberi H2SO4 pekat lalu dipanaskan
lagi. Cara lain mengatasi reduksi ini ialah memisahkan sebanyak
34. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 34
Laboratorium Kimia Analit
mungkin endapan dari kertas lalu mengabukan kertas terpisah,
tetapi dengan ini timbul kemungkinan kehilangan endapan secara
mekanis ( tercecer, rontok )
3. Kertas meninggalkan abu yang menambah berat endapan.
Oleh karenanya maka untuk gravimetri tersedia kertas saring
“tak berabu” (ashless filter paper) yaitu kertas dengan kadar
abu yang sangat rendah (<0,1 mg per potong). Kertas tak
berabu dibuat dengan mengolah kertas saring biasa dengan
HCl dan HF.
4. Cawan penyaring dengan dasar berpori-pori digunakan untuk
mengatasi kelemahan-kelemahan kertsa saring. Cawan ini ada
yang dari gelas, dan dipakai untuk endapan-endapan yang
hanya perlu dikeringkan pada temperatur paling tinggi 500 o
C.
Untuk endapan-endapan yang harus diuraikan dan distabilkan
pada temperatur lebih tinggi, dipakai cawan penyaring dan
porselin. Pada penggunaan cawan-cawan ini tidak perlu lagi
kertas saring, cairan dan endapan langsung dimasukkan
didalamnya. Keuntungan ini ialah bahwa penyaringan dapat
dipercepat dengan penyedotan udara dibawah cawan. Untuk
itu cawan dipasang pada labu penyaring , lalu udara diisap
keluar. Cawan bersama-sama endapan dipanaskan pada suhu
yang diperlukan, berat cawan dengan isi sesudah pemanasan
dikurangi berat kosongnya memberikan bewrat endapan.
Dengan cawan penyaring, pengabuan kertas tidak perlu, maka
pemanasan hanya untuk :
1. Mengeingkan sampai stabil, hal ini dipakai untuk endapan-
endapan yang sudah teratur dan tetap susunannya, maka
juga diperlukan temperatur rendah. Namun adakalanya
diperlukan temperatur cukup tinggi (misalnya untuk
BaSO4,AlPO4), mungkin karena endapannya halus
sehingga air sukar meninggalkannya.
2. Menguraikan endapan yang belum tertentu susunannya
menjadi tertentu, misalnya Al(OH)3. Adakalanya endapan
yang sudah tertentu susunannya diuraikan menjadi bentuk
lain yang juga tertentu, misalnya MgNH4PO4.6H2O.
35. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 35
Laboratorium Kimia Analit
Pendinginan dan Penimbangan
Endapan yang sudah dikeringkan/diuraikan harus menjadi
dingin sampai menyamai suhu neraca sebelum ditimbang.
Perbedaan suhu yang terlalu besar dapat mengakibatkan
kerusakan neraca, tetapi lebih-lebih menyebabkan penimbanagan
tidak teliti karena terjadi arus konveksi udara. Pendinginan harus
dilakukan di dalam eksikator yang berisi bahan pengering yang
masih baik. Pendinginan di udara terbuka menyebabkan endapan
dan cawan sangat kering itu cepat menyerap uap air dari udara
dalam jumlah yang tidak tertentu, tergantung dari luas permukaan
maupun lamanya terkena udara. Di dalam eksikator tidak terlalu
lama terbuka dan bahan pengering masih aktif. Karena sebab-
sebab itu, maka penimbangan harus dilakuakn secepat bahan
sudah cukup dingin tetapi tidaj tergesa-gesa dan penimbangan
juga harus selesai dengan cepat. Sewaktu mendinginkan, cawan
harus terbuka agar tidak mengahambat penurunan suhu, tetapi
untuk menimbang, cawan harus di terbuka agar tidak menhambat
penurunan suhu, tetapi untuk menimbang, cawan harus ditutup
agar mengurangi penyerapan uap oleh endapan. Selama
menunggu giliran ditimbang, cawan harus tetap dalam eksikator.
Beberapa bahan selain mengikat uap air juga dapat bereaksi
dengan CO2, misalnya CaO. Bahan demikian sebaiknya
didinginkan dan ditimbang dalam botol tertutup.
Memasukkan cawan ke dalam eksikator harus selagi masih
panas, tetapi jangan terlalu panas (beberapa ratus 0
C). Bila keluar
dari tanur atau turun dari pemanasan dengan gas, ditunggu
sebentar sampai pijar merahnya lenyap, lalu dimasukkan; jangan
menyentuh dinding gelas! Tutup eksikator dipasang dengan celah
udara sedikit untuk kira-kira (½ - 1) menit, baru dirapatkan. Kalau
langsung ditutup rapat, udara di dalam eksikator mengembang
karena panasnya cawan, menghasilkan tekanan yang dapat
mengangkat tutup sampai terjatuh.
Memanaskan/memijarkan bahan satu kali tidak menjamin
bahwa endapan sudah benar kering atau mencapai susunan yang
tetap. Maka setelah ditimbang, cawan dan isinya harus
dipanaskan/dipijarkan lagi pada suhu seperti pertama kali
36. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 36
Laboratorium Kimia Analit
mengerjakannya; didinginkan lagi, ditimbang lagi. Bila selisih
berat endapan menurut kedua penimbangan masih terlalu besar
(0,2-0,5 mg), pemanasan dan sebagaiunya diulkang-ulang sampai
tercapai berat tetap.
Banyak faktor yang menyebabkan tidak tercapainya berat
tetap dengan cepat. Untuk menghindarinya cara kerja perlu
distandardisasi, misalnya berapa lama ditaruh diluar eksikator
sebelum mendinginkan didalamnya, berapa lama didinginkan
didalam eksikator, dan sebagainya.
Berbagai macam bahan pengering dapat digunakan untuk
mengisi eksikator. Ada bahan yang dengan mudah dapat
diregenerasi (dikembalikan dalam ke keadaan semula, jadi
dikeringkan untuk dapat dipakai lagi setelah jenuh dengan uap
air; harga bahan juga mungkin sangat berbeda-beda. Dalam tabel
dikemukakan beberapa jenis bahan pengering dan sifat-sifatnya,
agar dapat dipilih yang sesuai dengan kemampuyan dan
kebutuhan
Kalsium oksida merupakan bahan yang menarik karena
berkapasitas sedang dan meninggalkan ydara yang vcukup kering.
Disamp[ing itu, bila tidak menghendaki bahan yang terlalu murni,
mudah memperolehnya, yaitu kapur tohor, dengan harga yang
murah pula. Dalam hal ini regenerasi tidak perlu. Kapur yang
telah terpakai dibuang saja atau dimanfaatkan sebagai pupuk, dsb.
Kapur tohoir yang sudah mati berupa serbuk sehingga bila
dipakai dalam eksikator harus diusahakan agar debunya tidak
mengganggu, misalnya dengan memasukkannya dalam kardus
atau kaleng dan memberi tutup kain halus.
Pembakaran Endapan
Endapan memiliki kemungkinan mengandung air akibat
adsorpsi, oklusi, penyerapan, dan hidrasi. Temperatur
pembakaran ditentukan berdasarkan pada sifat kimia zat.
Pemanasan harus diteruskan sampai beratnya tetap dan seragam.
Berat dari abu kertas saring harus diperhitungkan pula.
37. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 37
Laboratorium Kimia Analit
Pengendapan dari larutan homogen
Pada metode ini, reagen dihasilkan secara lambat oleh
reaksi kimia homogen dalam larutan. Endapannya berkerapatan
tinggi dan dapat disaring. Kopresipitasi (kemurnian endapan)
dikurangi ke nilai minimumnya. Beberapa contoh pengendapan
dari larutan homogen :
a) Sulfat
Dimetilsulfat menghasilkan radikal sulfat dengan reaksi :
(CH3)2SO4 + 2H2O 2CH3OH + 2H+
+ SO4
2-
b) Hidroksida
pH dikendalikan secara perlahan-lahan. NH3 dihasilkan dari urea
dengan reaksi sebagai berikut :
CO(NH2)2 + H2O 2NH3 + CO2 pada suhu 90-100o
C
Sedangkan Al diendapkan oleh urea sebagai Al(OH3)
dalam media asam suksina, atau Ba sebagai BaCrO4 pada
ammonium asetat atau Ni sebagai glioksim atau Al sebagai
oksinat.
c). Oksalat
Kalsium diendapka sebagai CaC2O4. Thorium juga diendapkan
sebagai Th(C2O4)2 dengan adanya urea.
d). Fosfat
Fosfat berkelarutan rendah dapat diendapkan dengan membuat
turunan dari trimetil atau trietil pospat secara bertahap dengan
hidrolisis. Zr diendapkan sebagai Zr3(PO4)4 pada (CH3)3PO4
dalam media yang mengandung asam sulfat.
Peranan Pereaksi Organik pada Analisis Gravimetri
Pereaksi Organik yang digunakan pada analisis gravimetri
dikenal sebagai endapan organik. Pemisahan satu atau lebih ion-
38. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 38
Laboratorium Kimia Analit
ion anorganik dari campurannya dilakukan dengan menambahkan
pereaksi organik. Karena senyawa-senyawa organik tersebut
mempunyai berat molekul yang besar, maka dapat ditentukan
sejumlah kecil ion dengan pembentukan endapan dalam jumlah
yang besar.
Endapan organik yang baik harus mempunyai sifat spesifik,
endapan yang terbentuk oleh pereaksi organik, dikeringkan atau
dibakar dan ditimbang sebagai oksidasinya. Selektivitas
(pemilihan) optimum reaksi tercapai dengan mengawasi variable-
variabel seperti konsentrasi pereaksi, pH larutan dan penggunaan
reagen pelindung untuk mengurangi gangguan ion-ion asing.
Pereaksi organik yang banyak digunakan adalah pereaksi
pembentuk khelat. Petunjuk untuk meramalkan secara kualitatif
tentang kestabilan kompleks dan kesetimbangan endapan khelat
yang tidak bermuatan diperoleh dari penalaahan konstanta
pembentukan senyawa koordinasi yang merupakan sifat ion
logam dan sifat ligan.
Endapan organik mempunyai tempat khusus dalam analisis
anorganik sebab endapan yang terbentuk biasanay berbeeda dari
zat anorganik murni, seperti BaSO4 dan Ni(DMG)2 di mana DMG
adalah dimetil glioksin. Senyawa organik diklasifikasikan sebagai
pembentuk kompleks khelat, pembentuk garam, dan pembentuk
lake. Dalam usaha untuk membentuk khelat, ligan harus
mempunyai atom H yang dapat diganti dan elektron yang tidak
berpasangan untuk pembentukan koordinasi. Pereaksi organik
banyak digunakan sebab bersifat selektif.
Bahan-bahan Pengendap Organik
Selain dari bahan-bahan anorganik yang digunakan untuk
membuat endapan gravimetric ion-ion anorganik, terdapat juga
sejumlah zat organik yang banyak digunakan untuk
menegendapkan kation maupun anion. Selain itu juga terdapat
jenis bahan pengendap organik, yaitu :
a). yang membentuk kelat netral
b). yang membentuk garam
39. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 39
Laboratorium Kimia Analit
Kelat netral bersifat relatif nonpolar karena kelarutannya
dalam air sangat kecil tetapi besar dalam pelarut organikseperti
chloroform (CHCl3) atau karbontetrakhlorida (CCl4). Kelat
biasanya mempunyai kerapatan yang kecil dan warna yang kuat.
Karena tidak menjadi basah oleh air, endapan macam ini mudah
dikeringkan pada suhu rendah. Berikut akan dibahas secara
singkat salah beberapa contoh pereaksi organik yang sering
digunakan pada analisis gravimetri :
a). 8-Hidroksikuinolin (dikenal juga dengan nama oksin
atau 8-kuinolinol)
Sekitar dua lusin kation dapat diendapkan dengan zat ini,
sehingga kurang spesifik. Kelarutan endapan berbeda menurut
kationnya, selain itu pH juga sangat mempengaruhi kelarutan
karena reaksi pengendapannya melepaskan ion H+
. Oleh karena
itu, dengan mengatur pH, dapat mencegah terjadinya kontaminasi
endapan. Rumus oksin adalah C9H7ON.
Reaksi pembentukan kelat, misalnya dengan Mg++
dan Al3+
Mg++
+ 2 C9H7ON Mg (C9H6ON) + 2 H+
Al3+
+ 3 C9H7ON Al (C9H6ON) + 3 H+
b). 1-Nitroso-2-naftol
Senyawa ini merupakan salah satu pereaksi organic selektif
yang pertama kali ditemukan (1885) dan mempunya rumus
C10H7O2N. Pereaksi ini mengkelat Co(II) menjadi kelat netral
Co(III) dengan rumus CoA3 (A-
ialah anion yang terbentuk bila
pereaksi melepaskan ion H+
nya). Selain diendapkan kation juga
teroksidasi. Hal ini menyebabkan endapan terkontaminasi hasil
reduksi pereaksi, sehingga untuk penimbangan, endapan harus
dipijarkan menjadi Co3O4. Pereaksinya dibuat dalam asam asetat
glasial dan air destilasi.
c). Natrium tetrafenilbor
Zat ini merupakan contoh penting bahan pengendap
organik yang membentuk garam. Dalam suasana asam mineral,
pereaksi ini hamper spesifik untuk K+
dan NH4
+
dengan endapan
yang stokhiometris. Endapan mudah dikeringkan sampai berat
tetap pada suhu antara 105 dan 120o
C. Hanya ion-ion Hg(II), Rb,
40. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 40
Laboratorium Kimia Analit
dan Cs mengganggu dan perlu disingkirkan sebelum pengendapan
K dan NH4.
Rumus :
(C6H5) 4 B-
Na+
d). Cupferron untuk Fe(III) dan Cu
Hal ini bermanfaat dalam kondisi asam, larutan dingin, dan
endapannya dibakar kemudian ditimbang.
e). Dimetilglioksim untuk nikel
Pereaksi berlebih harus dihindari untuk menghindarkan
pembentukan endapan pereaksinya sendiri. Sitrat dan tartarat
digunakan sebagai pereaksi pelindung (sequistering agent).
f). Pereaksi salisildioksim (untuk Cu)
Asam tartarat digunakan untuk masking agent Kompleks
tersebut larut dalam alkohol tetapi tidak stabil jika lebih dari 73
hari. Ditimbang sebagai Cu-salisildioksim.
g). Asam Kuinaldat (untuk Cu)
Metode ini sensitif dengan menggunakan pereaksi
pengompleks. Pada kompleks hanya dikandung 15% Cu.
h). Asam mandelat
Digunakan untuk Zr. Endapan dibakar dan oksidanya
ditimbang.
i). Asam antranilat
Digunakan pada beberapa logam (untuk Cu). Biasanya sering
digunakan garam natrium.
Sebagai ringkasan, maka dapat disebutkan keuntungan dan
kelemahan penggunaan pereaksi organik sebagai berikut :
Kentungannya :
a. Banyak kelatnya sangat tidak larut dalam air, sehingga
pengendapan kationnya sangat kuantitatif.
b. BM pereaksi organiknya besar sehingga kation yang hanya
sedikit sudah menghasilkan endapan cukup banyak.
c. Beberapa peraksi cukup selektif atau spesifik, selain itu
pengaturan pH menambah kespesifikannya.
d. Endapan sering kasar dan bervolume besar.
41. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 41
Laboratorium Kimia Analit
Kelemahannya :
a. Pereaksi organic yang diperlukan banyak yang sukar larut
dalam air sehingga timbul bahaya kontaminasi olek peraksi
itu sendiri. Kadang-kadang kelebihan pereaksi ini dapat
dicuci dengan alcohol atau air panas.
b. Banyak endapan yang sukar ditimbang karena susunannya
kurang menentu. Hal ini disebabkan gejala-gejal pada
pemanasannya. Ada yang menguap atau terurai ada suhu
yang diperlukan untuk pengeringan.
c. Karena endapan tak menjadi basah oleh air, maka ada
kecenderungan rambatan (creep). Endapan juga cenderung
mengapung dalam cairan pencuci. Kesulitan ini mudah
diatasi dengan menambahkan sedikit bahan pembasah
(wetting agent) sebelum penyaringan
Ruang Lingkup Analisa Gravimetri
Analisa secara gravimetri memerlukan banyak waktu.
Setiap tahap pengerjaan memungkinkan terjadi kesalahan,
misalnya zat tercecer atau kemasukan zat-zat pengotor, maka
sumber kesalahan juga banyak. Untuk mengurangi besarnya
kesalahan, maka tiap tahap perlu dilakukan dengan cepat namun
harus tepat. Untuk itu perlu pengertian teori yang cukup tentang
tujuan pengerjaan-pengerjaan maupun keterampilan
melakukannya. Richard (di Amerika) berhasil menentukan BA
beberapa unsur berdasarkan pengendapan garam khlorida unsur
yang bersangkutan menjadi AgCl, dengan ketelitian yang besar
sekali dibandingkan dengan hasil-hasil terbaik menurut cara-cara
modern perbedaannya tidak lebih dari 0,6%.
Penilaian Atas Analisa Secara Gravimetri
Banyak orang beranggapan bahwa analisa secara
gravimetri tidak cocok lagi untuk zaman sekarang karena kuno
dan kurang efisien. Namun cara ini mempunyai kekuatan di
samping kekurangan-kekurangan. Selain itu sering timbul di
mana gravimetri merupakan pemecahan yang paling tepat.
42. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 42
Laboratorium Kimia Analit
Dibandingkan dengan kebanyakan cara analisa, cara
gravimetri temasuk menguntungkan karena tidak memerlukan
kalibrasi atau standardisasi. Kalibrasi ialah menara alat, untuk
nmemastikan bahwa penunjukkan nilainya cepat, sedangkan
standardisasi ialah pembakuan.
Waktu yang diperlukan untuk analisa gravimetri
Dalam suatu analisa waktu yang diperlukan harus
dibedakan menjadi dua macam, yaitu waktu total dan waktu kerja.
Waktu total (elapse time) ialah waktu mulai awal pekerjaan
sampai selesai sepenuhnya, termasuk perhitungan hasil dan
penulisan laporan. Sedangkan waktu kerja ialah jumlah waktu
yang benar-benar digunakan untuk melakukan pekerjaan. Dalam
gravimetri waktu total jauh lebih besar daripada waktu kerja.
Contohnya : memijarkan dan mengeringkan endapan, digestion
endapan.
Kepekaan analisa gravimetri
Kepekaan analisa sering kali dibatasi oleh alat-alat yang
digunakan. Dengan neraca yang sesuai sangat mungkin untuk
menentukan berat beberapa mikrogram zat dengan kesalahan
hanya beberapa ppt (per seribu) dan dengan zat yang lebih besar,
kesalahan tersebut dengan mudah dapat ditekan menjadi beberapa
per sejuta.
Kepekaan analisa gravimetri lebih ditentukan oleh keslita
untuk memisahkan endapan yang hanya sedikit dari larutan yang
cukup besar volumenya.
Ketepatan analisa gravimetri
Seacara umum sulit untuk membicarakan ketepatan
(accuracy) ini. Banyak kesalahan dapat timbul karena kelarutan,
kopresipatasi, ketidakpastian susunan akhir endapan yang
ditimbang. Pengaruh sumber-sumber kesalahan ini tidak sama
pada semua zat, bahkan untuk zat yang sama juga tidak karena
matriks ikut menentukan.Ketepatan analisa gravimetri untuk
43. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 43
Laboratorium Kimia Analit
bahan tunggal dengan kadar lebih dari 1% jarang dapat ditandingi
oleh cara-cara lain.
Sumber – sumber Kesalahan Analisa Gravimetri
Dari pembahasan sudah jelas bahwa banyak kesalahan
dapat timbul selama melaksanakan analisa gravemetri. Bila tidak
disadari dan tidak diatasi maka kesalahan-kesalahan tersebut
menyebabkan hasil analisa tidak sesuai dengan kenyataan.
Kesalahan tidak hanya timbul karena sifat analat saja, kesalahan
dapat terjadi karena :
a. Cara tidak sesuai (kadar terlalu rendah)
b. Penyiapan contoh tidak tepat (tidak mencerminkan
keseluruhan bahan)
c. Penimbangan (salah cara penimbangan)
d. Pengeringan wadah belum sempurna
e. Kurang sempurna melarutkan komponen yang dicari.
f. Bahan pengganggu tidak tersingkir seluruhnya, penyingkiran
bahan pengganggu menyebabkan komponen yang dicari juga
ikut hilang.
g. Pengendapan belum sempurna (terkontaminasi endapan lain,
kehilangan endapan sewaktu menyaring dan karena air
pencuci)
h. Perhitungan yang tidak tepat.
(Harjadi,W.1993)
Meskipun gravimetri merupakan cara pemeriksaan kimia
terhitung yang paling tua dan paling jelas urutan kerjanya, namun
pemakaiannya terbatas karena pengerjaannya memakan waktu
lama. Selain itu, berbagai persyaratan harus dipenuhiagar
penentuan terhitung dapat dilakukan dengan memuaskan.
Persyaratan itu antara lain:
1. Zat yang akan ditentukan harus dapat diendapkan secara
terhitung (sekurangnya 99,9 % kesempurnaan
pengendapannya). Ini berarti bahwa endapan yang terbentuk
harus cukup sukar larut. Umumnya, endapan yang dipakai
dalam gravimetri mempunyai kelarutan yang sangat rendah,
44. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 44
Laboratorium Kimia Analit
sehingga kehilangan yang disebabkan oleh kelarutannya
dapat diabaikan. Selain itu, zat pengendap yang berlebihan
harus ditambahkan pada proses pengendapan pengendapan
karena jumlah zat pengendap ynag dibutuhkan untuk
pengendapan tidak diketahui dengan pasti. Penambahan zat
pengendap yang berlebihan ini juga akan mengurangi
kehilangan endapan. Misalnya, jika pengendapan ion
kalsium sebagai kalsium oksalat dipertimbangkan, maka
kelebihan ion oksalat akan menggeser kesetimbangan reaksi
pengendapan ke arah pembentukan endapan kalsium oksalat
seperti berikut:
Ca2+
+ C2O4
-
CaC2O4
2. Endapan yang terbentuk harus cukup murni dan dapat
diperoleh dalam bentuk yang cocok untuk pengolahan
selanjutnya. Endapan yang terbentuk hablur kasar lebih
cocok untuk pengolahan selanjutnya dalam gravimetri
daripada endapan yang berbentuk hablur halus atau endapan
yang tak berbentuk. Sedangkan pengolahan selanjutnya itu
akan menghasilkan senyawa yang akan ditimbang yang
mengandung zat yang ditentukan. Bentuk senyawa ini
dinamakan bentuk-timbang, yang harus murni secara kimia,
mantap dan mempunyai susunan stoikiometri yang pasti.
Selain itu, bentuk-timbang ini harus mempunyai bobot
rumus yang besar karena endapan akan mengandung zat
yang ditentukan lebih kecil sehingga kesalahan-kesalahan
dalam penyaringan, penimbangan dan sebagainya akan
mempunyai pengaruh yang kecil pada hasil penentuan zat.
Persentase zat yang ditentukan dalam bentuk timbang itu
dinamakan faktor perubahan atau faktor gravimetri.
Metode dan Proses Pengendapan
Pengendapan dilakukan sedemikian rupa sehingga
memudahkan proses pemisahannya. Umumnya pengendapan
dilakukan pada larutan yang panas sebab kelarutan bertambah
45. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 45
Laboratorium Kimia Analit
dengan bertambahnya temperatur. Pengendapan dilakukan dalam
larutan encer yang ditambahkan pereaksi perlahan-lahan dengan
pengadukan ynag teratur, partikel yang terbentuk lebih dahulu
berperanan sebagai pusat pengendapan. Untuk memperoleh pusat
pengendapan yang besar suatu reagen ditambahkan agar kelarutan
endapan bertambah besar.
Pada dasarnya endapan terjadi melalui dua proses. Pada
proses pertama, terbentuk zarah-zarah yang sangat kecil (1-100
nm) yang disebut inti, sedangkan pada proses kedua inti-inti
tersebut tumbuh menjadi zarah-zarah yang lebih besar.
Inti-inti tersebut tidak muncul segera setelah zat pengendap
ditambahkan ke dalam larutan yang akan diendapkan, tetapi
hampir selalu ada masa imbas, yakni masa antara penambahan zat
pengendap dan munculnya endapan, misalnya masa imbas untuk
endapan AgCl sangat singkat (beberapa detik) sedangkan masa
imbas untuk endapan BaSO4 bisa beberapa menit, terutama jika
pengendapan dilakukan dalam larutan yang sangat encer. Namun
demikian, umunya endapan yang mempunyai masa imbas singkat
sering digunakan dalam pemeriksaan kimia, sehingga ini dapat
terbentuk dengan segera setelah larutan-larutan yang bereaksi
dicampurkan.
Selanjutnya, inti-inti itu tumbuh menjadi zarah-zarah yang
lebih besar dengan berbagai cara, tergantung pada kelarutan
endapan dan keadaan pengendapan, yang menentukan bentuk
endapan yang terjadi. Bila kelarutan endapan tidak begitu rendah,
maka pada penambahan zat pengendap selanjutnya sangat sedikit
inti baru terbentuk, tapi sebagian besar zat pengendap itu
berperan dalampertumbuhan inti-inti yang telah ada. Akibatnya
akan diperoleh endapan yang berbentuk hablurkasar, yang agak
murni dan cocok untuk pengolahan selanjutnya. Sebaliknya, bila
kelarutan endapan sangat rendah, maka sejumlah besar inti baru
akan terbentuk selama proses penambahan zat pengendap.
Akibatnya, endapan terbentuk karena pengelompokkan inti-inti
sehingga timbul endapan yang berbentuk hablur halus atau
bahkan endapan yang tak berbentuk sama sekali.
46. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 46
Laboratorium Kimia Analit
Pemilihan Keadaan untuk Pengendapan
Dalam gravimetri, endapan yang diinginkan adalah
endapan hablur kasar, karena endapan seperti ini mudah disaring
dan dicuci. Selain itu, lantaran luas permukaan endapan hablur
kasar itu lebih kecil daripada luas permukaan endapan hablur
halus, maka endapan hablur kasar ini lebih sedikit mengandung
kotoran.
Untuk memperoleh endapan hablur kasar tersebut, ada
suatu ukuran yang sangat penting diperhatikan dalam proses
pengendapan, yakni kelewatjenuhan nisbi (R). Kelewatjenuhan
(R) ini dirumuskan dengan persamaan berikut:
Q - S
R =
S
Keterangan:
R = kelewat jenuhan nisbi
Q = kepekatan molar larutan setelah dicampur, tapi
belum timbul endapan
S = kelarutan molar endapan
Kemurnian Endapan: Kopresipitasi
Pemisahan endapan dari larutan tidak selalu menghasilkan
zat murni. Kontaminasi endapan oleh zat lain yang larut dalam
pelarut disebut kopresipitasi. Hal ini berhubungan dengan
adsorbsi pada permukaan partikel dan terperangkapnya (oklusi)
zat asing selama proses pertumbuhan kristal dari partikel
primernya. Adsorbsi banyak terjadi padaendapan gelatin dan
sedikit pada endapan mikrokristal, misalkan AgI pada perak
asetat dan endapan BaSO4 pada alkali nitrat. Pengotoran dapat
juga disebabkan oleh postpresipitasi, yaitu pengendapan yang
terjadi pada permukaan endapan pertama. Hal ini terjadi pada zat
yang sekitit larut kemudian membentuklarutan lewat jenuh. Zat in
mempunyai ion yang sejenis dengan endapan primernya, misal:
pengendapan CaC2O4 dengan adanya Mg. MgC2O4 akan
47. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 47
Laboratorium Kimia Analit
terbentuk bersama-sama dengan CaC2O4. lebih lama waktu
kontak, maka lebih besar endapan yang terjadi.
Postpresipitasi dan kopresipitasi merupakan dua fenomena
yang berbeda. Sebagai contoh, pada postpresipitasi, semakin lama
waktunya, maka kontaminasi bartambah, sedangkan pada
kopresipitasi sebaliknya. Kontaminasi bertambah akibat
pengadukan larutan hanya pada postpresipitasi tetapi tidak pada
kepresipitasi. Kemungkinan bertambahnya kontaminasi sangat
besar pada postpresipitasi dibanding pada kopresipitasi.
Keadaan Optimum untuk Pengendapan
Aturan-aturan umum yang diikuti adalah sebagai berikut:
a) Pengendapan harus dilakukan pada larutan encer, yang
bertujuan untuk memperkecil kesalahan akibat
kopresipitasi
b) Pereaksi dicampurkan perlahan-lahan dan teratur dengan
pengadukan yang tetap. Ini berguna untuk pertumbuhan
kristal yang teratur. Untuk kesempurnaan raksi, pereaksi
yang ditambahkan harus berlebih. Urut-urutan
pencampuran harus teratur dan sama.
c) Pengendapan dilakukan pada larutan panas bila endapan
yang terbentuk stabil pada temperatur tinggi. Aturan ini
tidak selau benar untuk bermacam endapan organik.
d) Endapan kristal biasanya dibentuk dalam waktu yang
lama dengan menggunakan pemanas uap untuk
menghindari adanya kopresipitasi.
e) Endapan harus dicuci dengan larutan encer
f) Untuk menghindari postpresipitasi atau kopresipitasi
sebaiknya dilakukan pengendapan ulang.
Pengendapan dari Larutan Serbasama
a. Pada pengendapan dari larutan serbasama, zat pengendap
tidak ditambahkan sebagai larutan, tetapi dibangkitkan secara
kimia dalam larutan tempat berlangsungnya pengendapan.
Pembangkitan zat pengendap itu dapat dilakukan dengan
beberapa cara, antara lain:
48. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 48
Laboratorium Kimia Analit
(1) Peningkatan pH
Pengendapan dilakukan dengan peningkatan pH larutan
secara terkendali. Misalnya, urea digunakan untuk
membangkitkan ion hidroksida yang serbasama dalam
larutan.
(2) Pelepasan Anion
Di sini anion pengendap dibangkitkan secara perlahan-
lahan dalam larutan yang mengandung ion logam yang
akan diendapkan. Pembangkitan anionitu dilakukan
dengan cara hidrolisis terkendali senyawa-senyawa
tertentu dalam suasana yang cocok untuk pembentukan
endapan.
(3) Pelepasan Kation
Pelepasan kation dari senyawa kompleks tersebut dapat
dilakukan dengan berbagai cara, misalnya dengan
mengoksidasi zat pengompleksnya, dengan mengubah-
ubah pH larutan dan dengan pengusiran ion logam dari
senyawa kompleksnya dengan ion logam lain yang dapat
membentuk kompleks yang lebih mantap dengan zat
pengompleks.
(4) Pengendapan dari Pelarut Campur
Pada pengendapan dari pelarut campur, mula-mula dibuat
larutan sedemikian rupa sehingga endapan larut
seluruhnya, dengan memakai campuran air dan pelarut
organik yang dapar bercampur dengan air (biasanya
dipakai aseton). Kemudian larutan itu dipanaskan
sehingga pelarut organik menguap dan zat terlarut
mengendap parlahan-lahan.
b. Apabila tetapan hasil kali kelarutan suatu senyawa
dilampauidan pengendapan mulai terjadi, maka sejumlah partikel
kecil,yang disebut inti telah terbentuk. Pengendapan selanjutnya
akan terjadi paka partikel-partikel yang terbentuk semula ini.
Dengan makin bertumbuhnya partikel-partikel dalam ukurannya,
sehingga cukup besar untuk turun ke dasar larutan. Distribusi
ukuran partikel endapan ditentukan oleh kecepatan relatif dri
kedua proses, yaitu pembentukan inti yang disebut dengan
49. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 49
Laboratorium Kimia Analit
nukleasi dan pertumbuhan dari inti, sedikit dari partikel pada
akhirnya dihasilkan dan pertikel-partikel ini mempunyai ukuran
relatif besar. Material demikian lebih mudah disaring dan
seringkali lebih murni daripada keadaannya dari partikel kecil.
Jadi seorang analis mencoba mengatur keadaan sewaktu endapan
sehingga laju reaksi nukleasi relatif kecil agar ukuran partikel
akan besar.
Penelitian pertama secara sistematik mengenai pengaruh
keadaan, seperti konsentrasi pereaksi terhadap pengendapan dan
ukuran partikel telah dilakukan oleh von Weinman. Dia
menemukan bahwa pada umumnya,ukuran partikel akan
bertambah besar melampaui suatu maksimum dan kemudian
baerkurang pada konsentrasi pereaksi bertambah banyak. Dia
juga mencatat bahwa umumnya pada makin kecil kelarutan suatu
endapan , makin kecil ukuran partikel.Akan tetapi merupakan
dalil yang kasar. Perak klorida dan barium sulfat mempunyai
kelarutan molar yang kurang lebih sama (Ksp sekitar 10-10
), tetapi
barium sulfat membentuk partikel endapan yang jauh lebih besar
dari pada perak klorida jila pengendapan yang sama digunakan.
Cemaran Endapan
Biasanya endapan menahan berbagai cemaran dari larutan
asalnya. Cemaran ini menimbulkan berbagai kesalahan dalam
penentuan jumlah zat. Misalnya, dari data kelarutan, penguraian
elektrolit dan sifat keionan. Pencemaran senyawa-senyawa yang
sukar larut oleh zat-zat yang berbeda selama proses
pengendapannya disebut pengendapan serta. Pencemaran ini
dapat dikurangi dengan pengendapan dan pencucian yang hati-
hati, tapi tidak dapat dihilangkan sama sekali.
Sebab-sebab timbulnya pengendapan-serta dapat
dikelompokkan menjadi tiga golongan, yakni: penjerapan pada
permukaan, penjeratan dan pengendapan-serta sebentuk.
Pemisahan Endapan
Dalam gravimetri, endapan biasanya dikumpulkan dengan
penyaringan cairan induknya melalui kertas saring atau alat
50. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 50
Laboratorium Kimia Analit
penyaring kaca masir. Kertas saring yang digunakan dalam
gravimetri terbuat dari selulosa yang sangat murni sehingga jika
dibakar hanya meninggalkan sisa abu sangat sedikit. Lazimnya
kertas saring itu dibagi atas tiga kelompok yakni kertas saring
yang berpori besar, sedang dan kecil. Pemilihan kertas saring itu
tergantung pada sifat endapan yang akan disaring. Sebaliknya,
alat penyaring kaca masir digunakan bila endapan yang disaring
tidak akan dipijar setelah penyaringan, tetapi hanya dikeringkan
saja.
Selain denga penyaringan, endapan dapat pula dipisahkan
dengan cara pengenap-tuangan. Dengan cara ini, endapan yang
berada dalam cairan induknya diendapkan beberapa saat,
kemudian cairan bagian atasnya dituangkan ke dalam wadah lain.
Pekerjaan ini dilakukan berulang-ulang sampai semua cairan
terpisah dari endapan.
Mencuci Endapan
Tujuan mencuci endapan adalah menghilangkan
kontaminasi pada permukaan. Pencucian akan berhasil jika
pencucian dilakukan berulang-ulang dengan pemakaian sebagian
demi sebagian cairan pencuci. Pencucian dilanjutkan terus sampai
ion pengotor telah hilang sama sekali. Hilangnya ion pengotor
ditandai dari hasil negati pada pengujian cairan pencuci dengan
pereaksi yang cocok.
Hal penting yang perlu diperhatikan dalam pencucian
endapan adalah pemilihan larutan pencuci. Sebenarnya air murni
merupakan cairan pencuci yang paling cocok, namun air hanya
dapat digunakan bila endapan yang akan dicuci berupa hablur dan
mempunyai kelarutan yang rendah (misalnya BaSO4). Untuk
menghindarkan larutnya endapan kembali karena terbentuknya
koloid, maka endapan-endapan yang tak berbentuk seperti
Fe(OH)3, Al(OH)3 dicuci dengan air panas yang mengandung
elektrolit lembam, misalnya NH4NO3. Sedangkan endapan yang
dapat terhidrolisis air, misalnya MgNH4PO4.6H2O dicuci dengan
larutan amonia. Endapan yang agak mudah larut dicuci dengan air
yang mengandung zat pengendap atau dengan larutan jenuh
51. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 51
Laboratorium Kimia Analit
endapan itu. Namun demikian, perlu diingat bahwa zat pengendap
itu haruslah zat yang mudah menguap sehingga dapat hilang pada
saat pemijaran endapan
Larutan pencuci dibagi dalam 3 kelompok:
a) Larutan yang mencegah terbentuknya koloid yang
mengakibatkan dapat lewat kertas saring, misal:
penggunaan amonium nitrat untuk mencuci endapan
ferihidroksida.
b) Larutan yang mengurangi kelarutan dari endapan (misal:
alkohol)
c) Larutan yang dapat mencegah hidrolisis garam dari asam
lemah atau basa lemah.
Pengeringan dan Pemijaran Endapan
Setelah dipisahkan, endapan diubah bentuknya menjadi
bentuk timbang dengan cara pengeringan atau pemijaran.
Pengeringan dilakukan untuk memisah air, elektrolit yang terjerap
dan kotoran-kotoran yang mudah menguap lainnya, sedangkan
pemijaran dilakukan untuk memperoleh bentuk-timbang yang
sesuai.
Pengerinagn adalah proses pemanasan endapan pada suhu
100-150°C, dan digunakan untuk mengubah endapan yang basah
menjadi bentuk-timbang yang kering. Sedangkanpemijaran
adalah proses pemanasan endapan bersama-sama dengan kertas
saring pada suhu rendah pada mulanya untuk mengarangkan
kertas saring itu tanpa timbulnya nyala, dilanjutkan dengan
pemijaran dalam tanur pemijar pada suhu 600-1100°C. suhu dan
lamanya pemijaran tergantung pada sifat-sifat endapan. Suhu
pemijaran yang paling sesuai untuk suatu endapan sering
ditentukan dengan cara termogravimetri.
Beberapa Endapan Organik yang Penting
Beberapa pereksi organik yang sering digunakan pada
analisis gravimetru, misalnya:
a) Dimetilglioksim untuk nikel. Pereaksi berlebih harus
dihindari untuk menghindarkan pembentukan endapan
52. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 52
Laboratorium Kimia Analit
pereaksinya sendiri. Sitrat dan tartarat digunakan sebagai
pereksi pelindung (sequistering agent).
b) Cupferron untuk Fe(III) dan Cu. Hal ini bermanfaat dalam
kondisi asam, larutan dingin, dan endapannya dibakar
kemudian ditimbang.
c) Pereaksi 8-hidroksikuinolin (untuk Mg) adalah
ditambahkan pada keadaan (suasana) dingin dan
endapannya dicuci dengan air hangat. Endapan kemudian
dilarutkan dalam asam dan dititrasi
d) Pereaksi salisildioksim (untuk Cu). Asam tartarat
digunakan sebagai masking agent. Komleks tersebut larut
dalam alkohol tetapi tidak stabil jika lebih dari 73 hari.
Ditimbang sebagai Cu-salisildioksim.
e) 1-nitroso-2-nafto (untuk logam Co) digunakan pada
keadaan asam. Komleks tersebut dibakar dan ditimbang
sebagai Co3O4. pereaksinya dibuat dalam asam asetat
glasial dan air destilasi.
f) Asam kuinaldat (untuk Cu). Metode ini sensitif dengan
menggunakan pereaksi pengompleks. Pada kompleks
hanya dikandung 15% Cu.
g) Asam mandelat digunakan (untuk Zr). Endapan dibakar
dan oksidasinya ditimbang.
( Underwood, A.L, 1984 )
Sumber-Sumber Kesalahan Analisa Gravimetri
Dari pembahasan sudah jelas bahwa banyak kesalahan dapat
timbul selama melaksanakan analisa gravemetri. Bila tidak
disadari dan tidak diatasi maka kesalahan-kesalahan tersebut
menyebabkan hasil analisa tidak sesuai dengan kenyataan.
Kesalahan tidak hanya timbul karena sifat analat saja, kesalahan
dapat terjadi karena :
a. Cara tidak sesuai (kadar terlalu rendah)
b. Penyiapan contoh tidak tepat (tidak mencerminkan
keseluruhan bahan)
c. Penimbangan (salah cara penimbangan)
d. Pengeringan wadah belum sempurna
53. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 53
Laboratorium Kimia Analit
e. Kurang sempurna melarutkan komponen yang dicari.
f. Bahan pengganggu tidak tersingkir seluruhnya,
penyingkiran bahan pengganggu menyebabkan komponen
yang dicari juga ikut hilang.
g. Pengendapan belum sempurna (terkontaminasi endapan lain,
kehilangan endapan sewaktu menyaring dan karena air
pencuci)
54. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 54
Laboratorium Kimia Analit
II.2.Aplikasi Industri
Upaya Mengurangi Kotoran dan Kandungan Zat
Ekstraktif Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan
Pencucian
Diantara kendala yang dihadapi dalam usaha pemanfaatan
serat dari limbah tandan kosong kelapa sawit untuk berbagai
macam produk kompatibilitas antara perekat dan srat pada waktu
pembuatan produk serta timbulnya bau yang kurang sedap dari
bahan tadi setelah penyimpangan beberapa lama. Kedua hal ini
disebabkan oleh kandungan lemak yang masih cukup tinggi pada
tandan kosong kelapa sawit dan oleh kandungan pati dan gula
yang terdapat pada jaringan pharenkima tandan kosong kelapa
sawit. Jaringan pharenkima pada tandan kosong kelapa sawit
yang banyak mengandung pati dan gula sangat mudah
dimanfaatkan oleh mokriorganisme tampaknya bukan hanya
dapat mengakibatkan kerusakan benang vaskular, tetapi juga
berpengaruh pada bau produk. Oleh karena itu, tandan kosong
kelapa sawit harus diproses segera dalam keadaan segar untuk
mengdindarai dihasilkannya serat yang berbau tidak sedap.
Penelitian ini dicoba dilakukan pembersihan serat tandan
kosong kelapa sawit berupa pencucian dengan air dingin dan
perebusan untuk mengurangi kandungan zat ekstraktif larut air,
gula, pati, dan lemak yang diduga dapat mempengaruhi proses
perekatan dan menimbulkan bau yang kurang sedap pada bahan
produk yang dihasilkan dari tandan kosong kelapa sawit.
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah tandan
kosong kelapa sawit segar yang diproses dari pabrik kelapa sawit
Kertajaya PTPN VIII di Malingping, Kabupaten Lebak, Banten.
Ada beberapa perlakuan yang digunakan pada penelitian ini. Dan
semua perlakuan dilakukan dengan ulangan sebanyak tiga kali.
Serat yang sudah bersih dikeringkan, kemudian dihitung
rendemennya dan selanjutnya dianalisa kadar air (metode
gravimetri), kadar abu (metode gravimetri), kandungan ekstrak air
dingin dan air panas serta kadar lemaknya.
55. Program studi DIII Teknik Kimia
II - 55
Laboratorium Kimia Analit
Pencucian serat tandan kosong kelapa sawit menggunakan
air dingin cukup efektif untuk mengurangi kotoran yang
menempel pada bahan tersebut, namun kurang efektif untuk
menghilangkan zat-zat ekstraktif yang terlarut dalam air dingin
maupun air panas serta lemak. Pengadukan yang cukup kuat
selama pencucian relatif dalam menurunkan kandungan zat-zat
ekstraktif tadi. Proses perebusan tampaknya lebih efektif dalam
menurunkan kandungan zat-zat yang terlarut dalam air dingin
maupun air panas serta kandungan lemak yang etrdapat pada serat
tandan kosong kelapa sawit dibandingkan dua perlakuan
sebelumnya. Oleh karena itu, sebelum dimanfaatkan, disarankan
agar serat tandan kosong kelapa sawit diberi perlakuan perebusan
terlebih dahulu supaya tidak timbul bau-bau yang kerang sedap
pada produk yang dihasilkan.