Kolorimetri Kesetimbangan

TUJUAN

Adapun tujuan dari praktikum yang dilkukan adalah :

1.    Mengetahui prinsip kerja dari kolorimetri metoda keseimbangan

2.    Mengetahui berapa Konsentrasi dari larutan tugas yang diberikan

3.    Menerapkan metoda Sistem Silender Hehner dan Bajerum Komparator dalam penentuan Cu²⁺

TEORI DASAR

Kolorimeter visual adalah suatu instrumen yang digunakan untuk menentukan konsentrasi larutan sampel yang berwarna yang berdasarkan atas kesamaan warna antara larutan sampel dengan larutan standar dengan menggunakan sinar polikromatis dengan detektor mata.

Metoda analisa kolorimetri visual ada 4 macam yaitu :

§  Metoda standar seri (metoda nesler) : pada metoda ini dibuat sederetan larutan standar dalam tabung yang berukuran sama dengan jenis yang sama pula.

§  Metoda keseimbangan : pada metoda ini dilakukan dengan cara membandingkan larutan sampel dengan larutan standar yang didasarkan pada ketebalan larutan standar yang divariasikan. Metoda ini dibagi tiga, yaitu : sistem slinder hechner, bajerum comperator dan dubosq colorimetri

§  Metoda pengenceran : menggunakan satu zat standar dan sejumlah buret yang berisi blanko. Kosentrasi standar diencerkan dengan blanko sampai terjadi kesamaan warna.

§  Metoda standar sintesis : zat yang diselidiki diperoleh dengan cara penambahan sejumlah komponen standar terhadap suatu larutan blanko sampai terjadi kesamaan warna.

Syarat-syarat menentukan kosentrasi dengan metoda kolorimetri visual adalah sebagai berikut :

A. Tinggi larutan konstan (Constant Depht Methods) terbagi menjadi dua metoda :

1.    Tabung Nessler

Pada metoda ini digunakan beberapa tabung reaksi berbentuk silinder. Masing-masing tabung diisi dengan larutan standar dengan konsentrasi terukur dan bervariasi dengan tinggi larutan yang sama.Tabung ini disusun pada rak tabung bercat hitam yang tidak mengkilat,agar tidak memantulkan sinar yang datang pada tabung. Kemudianlarutan sampel dengan tinggi yang sama diletakkan di sela tabung-tabung tersebut dan bandingkan warna larutan standar dan sampel dengan melihat dari atas tabung (vertikal). Jika ada warna larutan standar yang sama dengan sampel, berarti konsentrasi sampel sama dengan larutan standar tersebut. Atau jika warnanya berada diantara 2 warna larutan standar yang berdekatan, berarti konsentrasi sampel berada dalam range dari konsentrasi kedua larutan tersebut.

2.    Bajerum Comparator

Pada alat ini, untuk mencapai kesamaan warna antara larutan sampel dengan larutan standar dilakukan dengan cara menggeser larutan sampel disepanjang skala yang berada di atas bajerum. Bajerum comparator ini merupakan suatu kotak transparan persegi panjang yangdibagi dua menurut diagonal bidangnya. Bagian depan dimana skalatertera, diisi dengan larutan standard an bagian lainnya diisi dengan blanko. Pengamatan dialakukan dari bagian depan (horizontal).

B. Tinggi larutan berbeda (Variable Depth Methods) terbagi menjadi dua metoda :

1.    Tabung Herner

Tabung Herner berupa sepasang silinder dengan keran untuk mengeluarkan larutan dari dalam silinder yang warna larutannya lebih pekat sehingga tingginya berubah, agar didapatkan warna yang sama pada kedua silinder.

2.      Kolorimeter Dubosq

Pada alat ini kesamaan warna didapatkan dengan cara mengatur tinggi rendahnya pemberat (plunger), agar tinggi larutan dalam bejana berubah sehingga didapatkan intensitas warna yang sama pada spiltfield.

Keuntungan dari metode kolorimetri dibandingan dengan metode analisa kimia lainnya adalah penggunaan waktu, biaya, bahan - bahan kimia, dan cuplikan yang digunakan sangatlah sedikit. Metode kolorimetri ini digunakan untuk menganalisis zat atau senyawa yang ada dalam cuplikan, tetapi dapat disayangkan harga alatnya yang terhitung mahal menjadi kekurangan pada metode kolorimetri.

Hukum- hukum yang mendasari kolorimetri adalah:

1.    Hukum Bougner Lambert

Jika kita membiarkan ketebalan medium bertambah secar tidak terhingga, maka daya radiasi diteruskan harus mendekaati nol. Tapi, daya itu, tak dapt menjadi nol jika ada suatu fraksi yang cukup besar sama sekali tidak diserap.

2.    Hukum Beer

Menyelidiki hubungan antara intensitas serapan dan konsentrasi media yang berupa larutan dengan tebal media tetap. Dihasilkan hubungan yang sama dengan hukum Lambert.

3.    Hukum Bougner Lambert- Beer

Suatu alur absorbans vs konsentrasi molar akan berupa garis lurus dengan arah lereng. Tetapi seringkali pengukuran terhadap sistem kimia riil menghasilkan alur hukum Beer yang tidak linear sepanjang seluruh jangka konsentrasi yang diminati. Penyimpangan linear dari hukum Beer dalam praktek analisis dibebankan pada kegagalan atau ketidak mampuan mengawasi kedua aspek ini, karena itu dapat dikatakan sebagai penyimpangan semu karena ini lebih mencerminkan kesulitan eksperimen dari pada tidak memadainya hukum Beer.

Pemilihan prosedur kolormetri untuk penetapan zat akan tergantung pada pertimbangan sebagai berikut:

1.         Metode kolorimetri seringkali akan memberikan hasil yang lebih akurat pada konsentrasi rendah dibandingkan prosedur titrimetri ataupun gravimetri padanannya. Selain itu prosedur kolorimetri lebih sederhana dilakukan dari prosedur titrimetri ataupun gravimetri.

2.         Suatu metode kolorimetri seringkali dapat diterapkan pada kondisi-kondisi dimana tidak ada prosedur gravimetri ataupun titrimetri yang memuaskan, misalnya untuk zat-zat hayati tertentu.

3.         Prosedur kolorimetri memiliki keunggulan untuk penetapan rutin dari beberapa komponen dalam sejumlah contoh yang serupa oleh dapat dilakukan dengan cepat.

Syarat metoda kolorimetri adalah larutan harus bewarna. Jika larutan tidak  bewarna maka dilakukan dahulu pengomplekan dengan penambahan reagen pewarna. Sedangkan syarat pewarnaan ini antara lain :

§  Warna yang terbentuk harus stabil

§  Reaksi pewarnaan harus selektif

§  Larutan harus transparan

§  Kesensitifannya tinggi

§  Ketepatan ulang tinggi

§  Warna yang terbentuk harus merupakan fungsi dari konsentrasi

PROSEDUR KERJA

·      Alat yang digunakan :

1.         Buret 50 mL

2.         Standar dan klem

3.         Gelas piala 250 mL

4.         Labu ukur 50 mL

5.         Pulmp pipet

6.         Pipet takar 10 mL

7.         Labu semprot

8.         Labu ukur 250 mL

9.         Bajerum Comparator

10.     Silinder Hehner

·      Bahan yang digunakan :

1.         CuSO4 1000 ppm

2.         NH4OH 1:1

3.         H2SO4 0,1 N

4.         Aquadest

·      Cara kerja :

Preparasi larutan standar Cu²⁺:

1.    Dipipet 25 mL laruatan standar 1000 ppm Cu ke dalam labu ukur 250 mL

2.    Ditambahkan 25 mL NH₄OH 1:1 dan encerkan sampai tanda batas dengan aquades (siapkan dua buah larutan standar untuk masing-masing metoda).

3.    Mintalah larutan tugas (Cx) dalam labu ukur 50 mL dan tambahkan 5 mL larutan pewarna NH₄OH 1:1, dihomogenkan.

Kolorimetris sistem Silinder Hehner :

1.    Siapkan pipa kaca berbentuk U, yang disambungkan dengan slang karet, masukkan ujung slangnya ke dalam larutan standar

2.    Isapkan bagian pipa Unya dan jadikan membentuk sistem bejana berhubungan antara gelas ukur satu dengan labu ukur standar

3.    Isikan larutan sampel tepat pada skala 25 mL dari gelas ukur ke II, tempatkan di atas benda berwarna putih, bersama sampel

4.    Lakukan pengamatan secara vertical, dengan hanya satu mata secara bergantian

5.    Atur posisi labu ukur berisi standar dengan menaikkan atau menurunkannya, sampai dicapai kesamaan warna terhadap sampel

6.    Kesamaan pengamatan warna, berarti jumlah molekul berwarna yang dilewati kedua berkas sinar tersebut telah sama

7.    Dengan menggunakan rumus hitung kadar larutan Cx Standar.

Bajerum Komparator :

1.    Isikan larutan standar kebagian depan dari bajerum comparator, dan bagian belakangnya isi dengan blanko

2.    Isikan sampel lebih kurang 2/3 bagian pada wadah sampel dari alat bajerum comparator ini

3.    Tempatkan tabung sampel di atas bajerum komparator dan gunakan latar belakang benda putih

4.    Lakukan pengamatan secara horizontal, lalu geser posisi larutan sampel standar sedemikian rupa sampai didapatkan kesamaan warna

5.    Dengan menggunakan rumus, tentukan kadar dari larutan tugas (Cx).

·      Gambar Alat :

 

Gambar 1. Sistem Silinder Hehner              Gambar 2. Bajerum Komparator

PENGAMATAN

§  Larutan CuSO4 berwarna biru

§  Larutan NH4OH 1:1 tak berwarna ( larutan bening)

§  CuSO₄  ditambahkan dengan NH₄OH 1: 1 sebagai reagen pewarna sehingga warna yang dihasilkan menjadi lebih jelas yaitu berwarna biru.

DATA DAN PERHITUNGAN

Data :

Metoda
Bajerum Comperator	Silinder Hehner
12,1 cm	15 mL

Konsentrasi larutan standar :

ppm₂    =

=

= 100  ppm

Konsentrasi larutan tugas :

1. Bajerum Comperator

Cx       =

=

= 60,5 ppm

2. Silinder Hehner

Cx       = 

=

= 60 ppm

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari praktikum yang telah dilakukan didapatkan konsentrasi larutan tugas Cx  pada kedua metode hampir sama, disebabkan karena melihat kesamaan warna antara larutan tugas dengan larutan stantar dengan mengunakan Bajerum Comperator maupun Silinder Hehner  pada saat dilihat warna secara horizontal maupun vertikal dipengaruhi oleh arah sinar yang baik sama, sehingga penglihatan oleh detektor mata jelas.

KESIMPULAN

Dari praktikum yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan bahwa konsentrasi larutan tugas Cx adalah

§  Dengan cara silinder Hehner didapatkan Cx 60 ppm

§  Dengan cara Bajerum Comperator didapatkan Cx 60,5 ppm

DAFTAR PUSTAKA

Bassett, J dkk,1994, Buku Ajar VOGEL Kimia Analitik Kuantitatif Anorganik, Penerbit buku kedokteran EGC. Jakarta

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

Underwood, A.L. dan R.A. Day. 1999. Analisa Kimia Kuantitatif . Edisi ke-5.Jakarta : Erlangga