TITRASI REDOKS ( PERMANGANOMETRI)

PERCOBAAN VI

TITRASI REDOKS ( PERMANGANOMETRI)

1.  TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan dari percobaan ini  adalah membuat larutan KMnO₄ dan pembakuannya, serta penentuan Ca nitrit dengan KMnO₄.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Semula istilah “oksidasi” diterapkan pada reaksi suatu senyawa yang bergabung dengan oksigen dan istilah “reduksi” digunakan untuk menggambarkan reaksi dimana oksigen diambil dari suatu senyawa. Suatu reaksi redoks dapat terjadi apabila suatu pengoksidasian bercampur dengan zat yang dapat tereduksi. Dari percobaan masing-masing dapat ditentukan pereaksi dan hasil reaksi serta koefisiennya masing-masing (Syukri, 1999).

Reduksi–oksidasi adalah proses perpindahan elektron dari suatu oksidator ke reduktor. Reaksi reduksi adalah reaksi penangkapan elektron atau reaksi terjadinya penurunan bilangan oksidasi. Sedangkan reaksi oksidasi adalah pelepasan elektron atau reaksi terjadinya kenaikan bilangan oksidasi. Jadi, reaksi redoks adalah reaksi penerimaan elektron dan pelepasan elektron atau reaksi penurunan dan kenaikan bilangan oksidasi. Reaksi redoks secara umum dapat dituliskan sebagai berikut :

Ared + Boks Aoks + Bred

Jika suatu logam dimasukkan ke dalam larutan yang mengandung ion logam lain, ada kemungkinan terjadi reaksi redoks, misalnya:

Ni(s) + Cu2+(l) Ni2+ + Cu(s)

Artinya logam Ni dioksidasi menjadi Ni2+ dan Cu2+ di reduksi menjadi logam Cu.

Demikian pula peristiwa redoks tersebut terjadi pada logam lain seperti besi. Sepotong besi yang tertutup lapisan air yang mengandung oksigen akan mengalami korosi (Arsyad, 2001).

Dalam kehidupan sehari-hari korosi dikenal dengan besi berkarat yaitu terbentuk senyawa Fe2O3xH2O, dalam berbagai industri dibutuhkan cukup besar dana untuk mengatasi kerugian yang disebabkan oleh korosi. Proses korosi pada dasarnya merupakan proses elektrolisis yaitu reaksi antara logam dengan zat lain yang menyentuh permukaan sehingga membentuk oksida logam. Besi bertindak sebagai anoda, permukaan logam dioksidasi dengan reaksi berikut :

Fe Fe2+ + 2e-

Dan reaksi yang terjadi pada karbon sebagai katoda yaitu :

½ O2 + H2O + 2e- 2OH-

Ada beberapa cara untuk mencegah terjadinya korosi, salah satunya dengan menutup permukaan logam dengan zat lain agar tidak terjadi kontak langsung dengan lingkungan, seperti memberi cat, mengoleskan minyak atau oli, atau dengan cara melapisi logam dengan dengan logam lain yang lebih mudah teroksidasi, misalnya magnesium (Mg). Elektron yang dibutuhkan oleh oksigen diambil dari magnesium bukan dari logam yang dilindungi. Suatu proses reduksi dan oksidasi yang berlangsung secara spontan merupakan pengertian lain dari redoks. Dalam artian, selama berlangsungnya oksidasi, oksidatornya sendiri akan tereduksi pula. Begitu pula juga sebaliknya. Dengan demikian suatu proses oksidasi selalu disertai dengan proses reduksi dan sebaliknya. Redoks kadang-kadang juga sebagai perubahan kimia yang didalamnya terdapat peralihan elektron dari suatu proses atom atau molekul atau ion lain. Dalam proses-proses elektrokimia dalam sel-sel oksidasi (pada anoda) dan reduksi (pada katoda) juga terjadi. Sistem ini pun acap kali dikenal sebagai sistem redoks (Vogel, 1985).

Reaksi-reaksi kimia yang beraneka ragam jenisnya dapat diklasifikasikan berdasarkan aspek tertentu, jika ditinjau dari segi pertukaran energi dikenal dengan reaksi eksoterm. Dan jika ditinjau dari segi reversibelnya dikenal dengan reaksi kesetimbangan dan reaksi berkesudahan. Apabila ditinjau dari adanya perpindahan elektron atau reaksi tanpa adanya perpindahan elektron maka kita dapat menyebutnya reaksi redoks dan bukan redoks (Resenberg, 1992)

Kata redoks adalah singkatan dari reduksi oksidasi, dimana reduksi merupakan peristiwa penangkapan elektron dan oksidasi merupakan peristiwa pelepasan elektron. Dalam pengertian ini, konsep reduksi tidak terbatas pada reaksi yang menyangkut oksigen saja. Semua reaksi penangkapan elektron disebut reaksi reduksi (Arifin, 1995)

Melepas elektron berarti memberikan elektron kepada atom lain. Oleh karena itu,peristiwa pelepasan elektron oleh suatu atom selalu disertai peristiwa oksidasi. Jika suatu zat mengalami oksidasi (melepas elektron), maka zat itu menyebabkan zat lain mengalami reduksi (menangkap elektron). Itulah sebabnya zat yang mengalami oksidasi disebut zat pereduksi (reduktor), karena mereduksi zat lain. Sebaliknya,jika zat mengalami reduksi disebut zat pengoksidasi(oksidator)sebab ia mengoksidasi zat lain (Pudjatmaka, 1994).

Oksidasi adalah metode analisa berdasarkan peristiwa oksidasi dan reduksi atau disingkat dengan redoks. Redoks adalah proses kimia dimana polaritas unsur (valensi bilangan oksidasi berubah). Proses ini menyangkut perpindahan sempurna elektron dalam pembentukan ikatan kovalen. Dalam reduksi polaritas unsur turun karena menerima elektron. Perpindahan-perpindahan elektron adalah peristiwa arus listrik antara dua kutub (anoda dan katoda) (Resenberg, 1992).

Dalam titrasi, reaksi elektron terjadi antara dua kutub yang rapat dan berdampingan. Dalam reaksi redoks, berat ekuivalen unsur adalah  berat atom dibagi perubahan polaritas. Bila dalam atom dilampaui suatu molekul perubahan dalam polaritas (oksidasi atau reduksi). Maka, berat ekuivalen unsur adalah berat molekul dibagi jumlah keseluruhan perubahan polaritas sebesar 1 (satu) (Day, 1998).

Kafein merupakan alkaloid dengan penamaan kimia 1, 3,7-trimetil xanthina. Dalam aktivitasnya secara faal, kafein berfungsi sebagai stimulat/perangsang. Kadar kafein dalam daun teh labih besar daripada di dalam biji kopi. Kadar kafein di dalam teh adalah sebesar 2-4%, sedangkan di dalam biji kopi hanya mencapai 0,5% (Vogel, 1985).

Kafein terdapat pada teh, kopi, kola, mente dan coklat. Selain itu kafein juga dapat diperoleh dari sintesa kimia. Kadar kafein dalam teh lebih besar dari pada di dalam kopi. Kadar kafein di dalam teh 2-4%, sedangkan di dalam kopi hanya 0,5%. Kafein dapat bereaksi dengan iodium secara adisi, sehingga kadar kafein dapat diukur dengan larutan Iodium. Untuk reaksi adisi dengan kafein digunakan iodium berlebih, kelebihan iodium di analisa dengan titrasi redoks, yaitu penetapan kadar zat berdasarkan atas reaksi reduksi dan oksidasi (Syukri, 1999).

Iodium merupakan oksidator, sehingga untuk titrasi dibutuhkan reduktor untuk terjadinya reaksi redoks, misalnya Natrium Thiosulfat (Na2S2O3)

I2 + 2e- 2I-

2S2O32- S4O62- + 2e-

I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62-

Untuk mengetahui kadar kafein, maka terlebih dahulu teh diekstraksi dengan alkohol. Kemudian larutan yang mengandung kafein ini ditambahkan larutan iodium yang telah diketahui volume dan konsentrasinya. Kelebihan iodium setelah terjadi reaksi adisi di titrasi dengan larutan natrium thiosulfat (Na2S2O3), sehingga iodium yang teradisi oleh kafein dapat dihitung.

Titrasi redoks dapat dibedakan menjadi beberapa cara berdasarkan pemakainnya:

1.    Na2S2O3 sebagai titran dikenal sebagai iodimetri tak langsung.

2.    I2 sebagai titran, dikenal sebagai iodimetri langsung dan kadang–kadang dinamakan iodimetri.

3.    Suatu oksidator kuat sebagai titran, diantaranya paling sering dipakai ialah:

a)    KMnO4               b)   K2CrO7c)            Ce (IV)

4.    Reduktor kuat sebagai titran (Haryadi, 1994).

III.  ALAT DAN BAHAN  

        A.  Alat

Alat-alat yang digunakan pada pecobaan  ini adalah gelas arloji, gelas beaker, eksikator, buret, erlenmeyer, indikator merah metil, kertas saring, labu takar, pipet, gelas kimia, neraca analisis dan batang pengaduk.

        B.  Bahan

Bahan-bahan yang diperlukan pada prcobaan ini adalah akuades, indikator MM, larutan KMnO₄, larutan Na₂C₂O₄, H₂SO₄, larutan H₂C₂O₄, NaOH, CaCO₃, NH₄ oksalat, amoniak.

IV.  PROSEDUR KERJA

A.  PEMBUATAN LARUTAN KALIUM PERMANGANAT 0,1 N

1.      3,20-3,25 gram kristal KMnO₄ ditimbang dengan teliti dalam gelas arloji.

2.       Kristal KMnO₄ dipindahkan ke dalam gelas beaker.

3.      Kristal KMnO₄ dilarutkan dengan akuades, dan diencerkan sampai volume 1 L.

4.      Setelah itu dipanaskan sampai mendidih selama 1 jam.

5.      Kemudian didinginkan pada temperatur kamar, dan didiamkan selama 1 hari.

6.      Larutan tersebut disaring, dan filtratnya disimpan dalam botol gelap.

B.  PEMBAKUAN LARUTAN KALIUM PERMANGANAT DENGAN                           NATRIUM OKSALAT ( Na₂CO₄)

1.      Natrium oksalat dikeringkan pada suhu 105-110⁰ C selama 2 jam.

2.      Natrium oksalat didinginkaan dalam desikator.

3.       Kemudian ditimbang dengan teliti 0,13 gram Na₂CO₄.

4.      0,13 gram Na₂CO₄ dilarutkan dengan Aquades dan ditambahkan 0,325 M H₂SO₄ pekat.

5.      Setelah itu diaduk dan diencerkan sampai volume 500 ml

6.      Kemudian dipanaskan sampai hampir mendidih (70-80^oC).

7.      Larutan Na₂CO₄ dititran dengan larutan KMnO₄ dari buret sambil dikocok      perlahan.

8.      Titik akhiri didapat bila larutan berubah dari tidak berwarna menjadi merah muda (warna merah muda tidak berubah selama 1 menit).

9.       Prosedur di atas diulangi 2 atau sampai 3 kali dan hasilnya dirata-ratakan.

C.  PENENTUAN KALSIUM ( Ca²⁺) DALAM CaCO₃

1.      Ca Karbonat 0,15-0,2 gram ditimbang kemudian dimasukkan ke dalam gelas beaker 400 ml.

2.      Akuades ditambahkan kedalam gelas beaker sampai volume 200 ml, lalu ditambahkan indikator metil merah.

3.      Larutan dipanaskan sampai mendidih.

4.      Setelah itu ditambahkan larutan 1,5 gram NH₄ Oksalat dalam 25 ml akuades secara perlahan-lahan sambil diaduk perlahan.

5.      Kemudian dipanaskan pada temperatur 70-80^oC selama 15 menit.

6.      Sambil diaduk, ditambahkan amonia (1:1) beberapa tetes hingga cairan netral.

7.      Endapan Ca oksalat disaring dengan kertas saring.

8.      Endapan dicuci dengan akuades (filtrat dibuang).

9.      Ca oksalat dilarutkan dengan H₂SO₄ (1:8)_.

10.  Kertas saring dicuci dengan air panas.

11.  Kemudian dititrasi dengan larutan standar KMnO_4, dan diamati adanya perubahan warna dari tidak berwarna menjadi merah muda.

V.  HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Percobaan

1. Hasil pengamatan dan langkah percobaan.

a.        Pembakuan Larutan Kalium Permanganat dengan natrium oksalat (Na₂C₂O₄)

No	Langkah Percobaan	Hasil Pengamatan
1. 2. 3.	Na2C2O4 dimasukkan ke dalam gelas kimia Na2C2O4 dititrasi dengan KMnO4 Titrasi dilakukan 1 kali lagi	Warna bening V lar. Na2C2O4=10 ml Warna berubah menjadi merah muda Vawal = 1,5 ml Vakhir = 2 ml Vt        = 1,75 ml

b.       Penentuan kadar kalsium dalam CaCO₃

No	Langkah Percobaan	Hasil Pengamatan
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.	0,2 gram CaCO3 diambil dan ditambahkan 200 ml akuades 3 tetes indikator MM ditambahkan Larutan dipanaskan hingga mendidih Larutan dari 1,5 gr NH4 dalam 25 ml akuades ditambahkan ke dalam erlenmeyer. Larutan ini dipanaskan pada temperatur 70˚-80˚ C Endapan Ca oksalat disaring dengan kertas saring. Endapan dilarutkan dengan H2SO4 (1:8) Kemudian dititrasi dengan larutan standar KmnO4	Warna bening Warna menjadi kuning Terjadi pengendapan Ca oksalat Warna kuning Warna coklat V KMnO4 = 7,3 ml

2. Perthitungan

a.        pembakuann larutan kalium permanganat dengan Natrium Oksalat

Diketahui : V KMnO4   =   2,05 ml

m KMnO₄     = 0,3 gr

V Na₂C₂O₄   = 25 ml

Ditanya  :  N KMnO₄=...?

Jawab     : 

    N Na₂C₂O₄  = mol  Na₂C₂O₄   x  e Na₂C₂O₄

                                   V Na₂C₂O₄

         =   0,3/134 gmol^-1 x2

                              0,05 L

                  =  0,0895 N

               (N x V) Na₂C₂O₄ = (N x V) KMnO₄

N KMnO₄ =  = 0,0895  x 25 ml

                                                          2,05 ml

                  = 1,0914 N

b.       Penentuan Ca²⁺ dalam CaCO₃

Diketahui  : V KMnO₄  = 1,75 ml

                    N KMnO₄  = 1,0914

                    M CaCO₃   = 0,2 g

                    e H₂C₂O₄   = 2

                    BA Ca        = 40,08 g/mol

Ditanya     : % Ca²⁺ = ....?

      Jawab        :

                             

mgrek MnO₄            = mgrek C₂CO₄^2-

                  (N x V) KMnO₄       =   5  ( mmol H₂SO₄ x e )

                     2

       m mol  H₂SO₄         =   2 x (N x V) KMnO₄

                                                  5 x e

                                        =   2 x  1,0914 x 1,75

                                                      10

                                                    =  0,38199  

                                                    =  0,38199 x 10^-3 mol

       1 massa Ca²⁺              =  mol Ca²⁺  x BA Ca²⁺ 

                                          =  0,38199 x 10^-3 mol x 40,08 g/mol

                                          = 0,0153 gram

Kadar Ca²⁺               =   M. Ca²⁺     x  100%

                   M. CaCO₃

                = 0,0153 gram   x  100%

                        0,2

                = 7,65 %

B. Pembahasan

1.    Pembakuan Larutan Kalium Permanganat

Pada percobaan ini larutan kalium permanganat distandarisasi terhadap Na₂C₂O₄ dalam suasana asam (dengan penambahan H₂SO₄ pekat) karena reaksi hanya dapat berlangsung dalam suasana asam dan sangat cepat dalam suasana netral. Fungsi dari penambahan H₂SO₄ sebelum dan sesudah reaksi atau sebelum titrasi dilakukan agar menambah jumlah ion H⁺ sehingga menambah keasaman larutan dan memudahkan untuk mengetahui titrasi sudah mendapati titik ekuivalen (perubahan warna). Reaksi yang terjadi:

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

2MnO₄ + 5H₂C₂O₄ + 6H⁺ à 2Mn²⁺ + 10CO₂ + 8H₂O

1 mol Na₂C₂O₄ = 2ekuivalen Na₂C₂O₄

 Larutan yang dipergunakan adalah larutan KMnO₄, yang juga dapat digunakan sebagai bahan titrasi untuk mengamati perubahan warna dari larutan tidak berwarna menjadi berwarna merah muda. Dalam hal ini KMnO₄ juga berfungsi sebagai indikator. Percobaan mengenai titrasi redoks (Permanganometri) ini membahas mengenai tentang pembakuan larutan kalium permanganometri dengan natrium oksalat, yang berada dalam bentuk indikator berbeda warna dari bentuk  oksidasi pada penetrasian KMnO₄ terhadap larutan oksalat dalam suasana asam dengan suhu 70-80 ^oC, perlakuan seperti ini dalam suatu reaksi bertujuan untuk mempercepat terjadinya reaksi, sebab suhu merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi reaksi sehingga diperoleh perubahan warna dalam suatu larutan tersebut. Hasil percobaan yang telah selesai dilakukan praktikan mengenai materi pembuatan kalium permanganat dengan natrium oksalat dengan beberapa langkah percobaan. Diantaranya adalah penggunaan natrium oksalat sebanyak 0,3 gram dan diencerkan menggunakan air (akuades), air disini digunakan karena merupakan pelarut yang baik dan memiliki karakteristik sendiri. Kemudian larutan natrium ditambahkan dengan 12,5 ml H₂SO₄ pekat. Dapat kita lihat bahwa perubahan yang terlalu lambat pada penitrasian, disebabkan karena pada waktu penambahan atau pada saat penimbangan bahan terdapat kesalahan. Dalam penitrasian apabila terjadi perubahan warna menjadi merah muda(pink), maka percobaan ini dianggap berhasil.

Nilai volume titrasi yang dihasilkan dari percobaan di atas adalah 1,75 ml. Besarnya volume yang dihasilkan dikarenakan dalam reaksinya menghasilkan CO₂ dan H₂O yang diperhatikan koefisiennya bernilai besar. Normalitas KMnO₄ yang dihasilkan adalah 1,0914 N lebih besar daripada nilai normalitas Na₂C₂O₄ yaitu sebesar 0,0895 N.

2.    Penentuan Kalsium (Ca²⁺) dalam CaCO₃

Untuk menentukan kadar Ca²⁺ dalam kalsium karbonat, digunakan dasar penentuan kalsium pada umumnya. Oksalat yang bereaksi dengan Ca²⁺ menjadi endapan Ca oksalat, disaring dan dipisahkan dari filtratnya. Ca oksalat dilarutkan dalam asam sulfat dan asam oksalat yang dibebaskan setelah diasamkan dengan asam sulfat kemudian dititrasi dengan larutan standar KMnO₄. Reaksi yang terjadi:

1 mol CaCO₃ = 2 ekuivalen CaCO₃

Nilai volume titrasi yang dihasilkan pada percobaan ini sebesar 7,3 ml. Massa Ca²⁺ yang didapat adalah 0,0153 gram, dan kadar Ca²⁺ yang diperoleh dari percobaan ini adalah sebesar 7,65%.

Dalam percobaan ini terjadi kesalahan yaitu terletak pada larutan pentiter KMnO₄ pada buret terkena sinar, terurai menjadi MnO₂ sehingga pada titik akhir titrasi diperoleh pembentukan presipitat coklat yang seharusnya adalah larutan berwarna merah rosa.

VI. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil dari percobaan yang telah dilakukan kali ini, jadi dapat diambil suatu kesimpulan yaitu :

1. Perubahan warna pada penentuan kadar Ca²⁺ dalam CaCO₃ seharusnya adalah dari warna kuning menjadi warna merah muda
2. Penentuan kadar Ca²⁺ dalam CaCO₃ menghasilkan perubahan warna kuning menjadi warna coklat.
3. Perubahan warna pada penentuan kadar Ca²⁺ dalam CaCO₃ seharusnya adalah dari warna kuning menjadi warna merah muda
4. Rata-rata hasil perhitungan pembakuan larutan kalium dengan natrium oksalat Na₂C₂O₄ yaitu sebesar 0,0895 N dan Normalitas KMnO₄ yang dihasilkan adalah 1,0914 N.
5. Rata-rata hasil perhitungan perubahan kalsium Massa Ca²⁺ yang didapat adalah 0,0153 gram, dan kadar Ca²⁺ yang diperoleh adalah sebesar 7,65%.

DAFTAR PUSTAKA

A.Hadyana Pudjatmaka 1994. Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. WGC. Jakarta.

Arifin.1995. Ilmu Kimia Analitik Dasar. PT. Gramedia. Jakarta.

Arsyad, M Natsir. 2001. Kamus Kimia Arti dan Penjelasan Istilah. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Day, R. A. Jr and A. L. Underwood. 1998. Kimia Analisis Kuantitatif. Erlangga. Jakarta.

Dicky. D.P 2013. Titrasi Redoks (Permanganometri)

            http://dsikreatif.blogspot.com/2013/11/titrasi-redoks-permanganometri.html

            Diakses pada tanggal 06 November 2013

Irfan, Anshary. 1986. Penuntun Pelajaran Kimia. Ganeca Exact, Bandung.

Haryadi, Benny. 1994. Kimia 2. Balai Pustaka, Jakarta.

Resenberg. 1992. Kimia Dasar I. Erlangga. Jakarta.

Syukri, S. 1999. Kimia Dasar 1. ITB, Bandung.

Vogel,1985. Analisa Anorganik Kualitatis. Kalmen Media Pustaka, Jakarta.

LAMPIRAN PERCOBAAN

Na oksalat 0.3 gram dilarutkan dengan aquades sedikit

- Campurkan 12.5 ml H₂SO ₄ (1:8). Tambahkan aquades hingga tanda tera.

- Panaskan hingga 70-80⁰C

2.3-0.3 = 2         Titrasi dengan larutan metil berubah warna menjadi jingga

V₁ = 2 ml           V₁ = 2 ml (0.3-2.3)

V₂ = 2.1 ml        V₂ = 2.1 ml (2.3-4.4)

Rata-ratanya

V₂ + V₁ = 2.1+2 = 4.1 = 2.05

     2               2          2

B.  Penentuan kalium (Ca^2-1) dalam CaCO₃

o  Ca karbonat/ CaCO₃ = 0.2 gram. Masukkan kedalam beaker gelas 200 ml lalu ditambahkan indikator merah metil beberapa tetes, dipanaskan sampai mendidih kemudian ditambahkan larutan NH₄ 1.5 gram oksalat dalam 25 ml aquades.

o  Panaskan pada temperatur 70-80⁰C, ditambahkan amonia (1:1) 10 tetes sambil diaduk larutan berubah menjadi warna kuning saring larutan sampai menjadi endapan, lalu endapan dicampur dengan H₂SO₄ (1:8) sebanyak 10 ml.\

Setelah endapan larutan dilakukan titrasi dengan larutan KMnO­_4. Titrasi diteruskan sampai sampai terjadi terubahan warna dan tak berwarna menjadi merah muda

Titrasi I                                                      Titrasi II

V₁ = 33                                                      V₁ = 31.5

V₂ = 35                                                      V₂ = 33

V_akhir = V₂-V₁                                            V_akhir = V₂-V₁

                      = 35 – 33                                         = 33 – 31.5

                      = 2 ml                                              = 1.5 ml

Rata-rata titrasi             = titrasi I + Titrasi II

                                      = 2 + 1.5

                                             2

                                      = 3.5

                                           2

                                      = 1.75 ml