percobaan 6
Post on 02-Jan-2016
611 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
PERCOBAAN 6
TEKNIK EKSTRAKSI DENGAN MEKANISME PEMBENTUKAN
KOMPLEKS PADA PENETAPAN NIKEL DALAM SAMPEL
A. TUJUAN
- Dapat memisahkan nikel dalam sampel dengan mekanisme ekstraksi
pembentukan senyawa kompleks nikel dimetikglioksim pada penetapan nikel
secara spektrofotometri visible.
- Dapat memahami konsep dasar ekstraksi pelarut sebagai metode pemisahan kimia
- Dapat menguasai teknik ekstraksi pelarut sebagai metode pemisahan kimia
- Dapat menentukan nikel sebagai kompleks nikel-dimetilglioksim dengan cara
ekstraksi.
B. PRINSIP
Nikel dalam larutan membentuk kompleks dimetilglioksim merah dalam suasana
yang sedikit basa. Ekstraksi kompleks nikel ini optimum pada pH 7-12 dengan
adanya sitrat. Kompleks nikel ini dapat diukur absorbansinya pada panjang
gelombang 366 nm atau 465-470 nm.
C. REAKSI
Pecobaan 6 Page 78
D. DASAR TEORI
Ektraksi pelarut adalah suatu metode pemisahan berdasarkan transfer suatu zat
terlarut dari suatu pelarut kedalam pelarut lain yang tidak saling bercampur. Menurut
Nerst, zat terlarut akan terdistribusi pada kedua solven sehingga perbandingan
konsentrasi pada kedua solven tersebut tetap untuk tekanan dan suhu yang tetap
(Christian, 1986).
Ekstraksi pelarut terutama digunakan, bila pemisahan campuran dengan cara
destilasi tidak mungkin dilakukan (misalnya karena pembentukan aseotrop atau
karena kepekaannya terhadap panas) atau tidak ekonomis. Seperti ekstraksi padat-
cair, ekstraksi cair-cair selalu terdiri atas sedikitnya dua tahap, yaltu pencampuran
secara intensif bahan ekstraksi dengan pelarut, dan pemisahan kedua fasa cair itu
sesempurna mungkin.
Ekstraksi cair-cair dengan pengkelat logam adalah salah satu aplikasi utama
ekstraksi cair-cair yaitu ekstraksi selektif ionlogam menggunakan agen pengkelat.
Sayangnya beberapa agen pengkelat memiliki keterbatasan kelarutan dalam air atau
subyek untuk hidrolisis atau oksidasi udara dalam larutan aqueous. Karena alasan ini
agen pengkelat ditambahkan ke pelarut organic sebagai ganti fasa aqueous. Agen
pengkelat diekstrak ke fasa aqueous yang reaksinya membentuk kompleks logam-
ligan yang stabil dengan ion logam. Kompleks logam-ligan kemudian terekstrak ke
fasa organik. Efisiensi ekstraksi ion logam bergantung pada pH.
Pada umumnya ion-ion logam tidak larut dalam pelarut organik non polar. Ion
logam harus diubah menjadi bentuk molekul yang tidak bermuatan dengan
pembentukan kompleks agar ion logam tersebut dapat terekstrak ke dalam pelarut
organik non polar. Senyawa kompleks adalah suatu senyawa dimana ion logam
bersenyawa dengan ion atau molekul netral yang mempunyai sepasang atau lebih
elektron bebas yang berikatan secara kovalen koordinasi (Moersid, 1989)
Pecobaan 6 Page 79
Suatu ion atau molekul komples terdiri dari satu atom (ion) pusat dan sejumlah
ligan yang terikat erat dengan atom (ion) pusat itu. Atom pusat itu ditandai oleh
bilangan koordinasi, suatu angka bulat, yang menunjukkan jumlah ligan (monodentat)
yang dapat membentuk kompleks yang stabil dengan satu atom pusat. Ion-ion dan
molekul-molekul anorganik sederhana seperti NH3, CN-, Cl-, H2O membentuk ligan
monodentat, yaitu satu ion atau molekul menempati salah satu ruang yang tersedia
sekitar ion pusat dalam bulatan koordinasi, tetapi ligan bidentat, tridentat, dan juga
tetradentat. Kompleks yang terdiri dari ligan-ligan polidentat sering disebut sepit
(chelate) (Svehla, 1985).
Ion logam dalam senyawa kompleks disebut ion pusat, sedangkan ion atau
molekul netral yang mempunyai pasangan elektron bebas disebut ligan. Kompleks
kelat atau sepit adalah kompleks yang terbentuk apabila ion pusat bersenyawa dengan
ligan yang mempunyai dua atau lebih gugus. Banyaknya ikatan kovalen koordinasi
yang terjadi antara ligan dengan ion pusat disebut bilangan koordinasi. Pembentukan
kompleks oleh ligan bergantung pada kecenderungan untuk mengisi orbital kosong
dalam usaha mencapai konfigurasi elektron yang lebih stabil. Untuk memudahkan
ekstraksi maka ion logam yang bermuatan harus dinetralkan oleh ion atau molekul
netral menjadi kompleks tidak bermuatan (Khopkar, 1984).
Kompleks kelat merupakan asam lemah (HL) yang terionisasi dalam air dan
terdistribusi dalam fase organik dan fase air, serta dengan ion logam dapat
membentuk ion kompleks yang netral dan mudah larut dalam fase organik (Day dan
Underwood, 1989). Sesuai dengan reaksi:
Salah satu keuntungan menggunakan agen pengkelat adalah derajat selektifitas
tinggi. Efisiensi ekstraksi untuk kation divalent meningkat dari 0-100% disekitar 2
unit pH. lagipula konstanta pembentukan kompleks logam-ligan bervariasi diantara
ion logam. Akibatnya, perbedaan signifikan muncul dalam range pH dimana ion
logam yang berbeda menaikkan efisiensi ekstraksi dari 0-100%.
Pecobaan 6 Page 80
Penentuan kadar nikel dilakukan dengan metode spektrofotometri, dimana
diketahui kompleks berwarna Ni(DMG)2 dalam khloroform mengikuti hukum
Lambert-Beer dalam range konsentrasi yang lebar. Sebagaimana diketahui warna
adalah salah satu kriteria untuk mengidentifikasi suatu objek. Pada analisis
spektrokimia spektrum radiasi elektromagnetik digunakan untuk menganalisis spesies
kimia dan menelaah interaksinya dengan radiasi elektromagnetik.
Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari
spectrometer dan fotometer. Spektometer menghasilkan sinar dari spectrum dengan
panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya
yang ditransmisikan atau yang diabsorbsi (Khopkar, 1990). Spektrofotometri
didefinisikan suatu metoda analisis kimia berdasarkan pengukuran seberapa banyak
energi radiasi diabsorpsi oleh suatu zat sebagai fungsi panjang gelombang. Agar lebih
mudah memahami proses absorpsi tersebut dapat ditunjukkan dari suatu larutan
berwarna. Misalnya larutan tembaga sulfat yang nampak berwarna biru. Sebenarnya
larutan ini mengabsorpsi radiasi warna kuning dari cahaya putih dan meneruskan
radiasi biru yang tampak oleh mata kita.
Proses absorpsi ini kemudian dapat dijelaskan bahwa suatu molekul/atom yang
mengabsorpsi radiasi akan memanfaatkan energi radiasi tersebut untuk mengadakan
eksitasi elektron. Eksitasi ini hanya akan terjadi bila energi radiasi yang diperlukan
sesuai dengan perbedaan tingkat energi dari keadaan dasar ke keadaan tereksitasi dan
sifatnya karakteristik.
Komponen-komponen yang mengabsorpsi dalam spektrofotometri UV-Vis dapat
berupa absorpsi oleh senyawa-senyawa organik maupun anorganik. Senyawa-
senyawa organik yang mengandung ikatan rangkap 2 atau rangkap 3 akan
menghasilkan puncak-puncak absorpsi yang penting terutama dalam daerah UV.
Gugus-gugus fungsional organik tidak jenuh yang mengabsorpsi sinar tampak dan
UV ini dinamakan kromofor/sering dikenal dengan pembawa warna. Contoh
kromofor, -NH2, -C=C-, C=O, -CHO, -NO2, -N=N- dan lain-lain. Sedangkan absorpsi
Pecobaan 6 Page 81
oleh senyawa-senyawa anorganik, spektra dari hampir semua ion-ion kompleks dan
molekul-molekul anorganik menghasilkan puncak absorpsi agak melebar. Untuk ion-
ion logam transisi, pelebaran puncak disebabkan oleh faktor-faktor lingkungan
kimianya. Suatu contoh larutan Cu (II) encer berwarna biru muda, tetapi warna akan
berubah menjadi biru tua dengan adanya amonia. Bila unsur-unsur logam membentuk
kompleks, maka faktor ligan sangat menentukan. Sebagian radiasi yang terabsorpsi
oleh suatu larutan analit yang mengabsorpsi ternyata terdapat hubungan kuantitatif
dengan konsentrasinya. Jumlah radiasi yang terabsorpsi oleh sampel dinyatakan
dalam hukum Lambert-Beer.
Bila suatu zat terlarut terbagi atas dua cairan yang tidak saling bercampur, maka
dalam keadaan setimbang terdapat hubungan antara konsentrasi zat terlarut dalam
kedua fasa tersebut. Nernst pertama kali memberikan pernyataan mengenai Hukum
Distribusi (1981), yaitu suatu zat terlarut akan membagi dirinya antara dua cairan
yang tak saling campur sehingga angka banding konsentrasi pada kesetimbangan
adalah konstan pada temperatur tertentu. Ekstraksi merupakan proses pemisahan
dimana suatu zat terbagi dalam dua pelarut yang tidak tercampur (Armid, 2006).
Perpindahan massa fasa cair-cair merupakan suatu fenomena penting dalam
proses ekstraksi. Salah satu faktor yang mempengaruhi kecepatan perpindahan massa
adalah koefisien perpindahan massa. Harga koefisien perpindahan massa pada
ekstraksi cair-cair dalam tangki berpengaduk dipengaruhi oleh variabel sifat fisis
cairan, difusivitas zat terlarut dalam cairan, bentuk dan ukuran alat, kecepatan putar
pengaduk, fraksi volum fasa cair terdispersi (φ) dan percepatan gravitasi bumi.
Pereaksi-pereaksi organik yang dipakai dalam pemeriksaan kimia umumnya
mengandung gugus fungsi yang bertindak sebagai ligan. Karena itu, pereaksi-pereaksi
ini dapat membentuk senyawa kompleks dengan ion-ion logam, terutama senyawa
kompleks dengan kelat. Pereaksi-pereaksi organik tersebut dapat digunakan untuk
menghasilkan endapan atau mencegah timbulnya warna atau untuk mengubah sifat
oksidasi atau reduksi suatu senyawa (Rivai, 1995).
Pecobaan 6 Page 82
Sifat-sifat bahan
1. Asam sitrat
Asam sitrat mempunyai rumus kimia rumus kimia C6H8O7 dengan bobot
molekul 192,13. Nama lain asam 2-hidroksi 1,2,3-propanatrikarboksilat. Asam
sitrat mempunyai titik lebur 426 K (153 °C).
Wujud : Cairan
Warna : tidak berwarna
Bobot molekul: 119,38 g/cm3
Titik leleh : -63,5oC
Titik didih: 61,2oC
Sifat : Non polar
Kelarutan dalam air : 0,89 g/mol (20 oC).
Efek akut menimbulkan iritasi kulit dan mata. Efek kronik Tidak ada.
2. Amonia
Senyawa kimia dengan rumus N H 3. Biasanya senyawa ini didapati berupa gas
dengan bau tajam yang khas (disebut bau amonia). Rumus molekul NH3.
Massa molar: 17.0306 g/mol
Penampilan: gas tak berwarna berbau tajam
Titik lebur: -77.73 °C (195.42 K)
Titik didih: -33.34 °C (239.81 K)
Keasaman (pKa): 9.25
Kebasaan (pKb): 4.75
Bahaya Bahaya utama berbahaya, kaustik, korosif NFPA 704. Flash point tidak
ada.
Pecobaan 6 Page 83
3. Kloroform
Nama lain Formyl trichloride, Methane trichloride, Methyl trichloride, atau
Methenyl trichloride. Rumus molekul CHCl3,
Massa molar: 119.38 g/mol,
Densitas: 1.48 g/cm3,
Titik leleh: -63.5 °C,
Titik didih: 61.2 °C,
Kelarutan dalam air: 0.8 g/100 ml at 20 °C.
Kloroform adalah nama umum untuk triklorometana (CHCl3).
Kloroform dikenal karena sering digunakan sebagai bahan pembius, meskipun
kebanyakan digunakan sebagai pelarut nonpolar di laboratorium atau industri.
Wujudnya: pada suhu ruang berupa cairan, namun mudah menguap.
E. PERCOBAAN
Alat-alat:
Labu ukur 100 mL
Labu ukur 1 L
Piala gelas
Pipet mohr
Gelas ukur 50 mL
Corong pemisah
Botol semprot
Neraca analitik
Spektrofotometer UV-Vis
Bahan-bahan:
Larutan sampel
Asam sitrat (p.a)
NH4OH 4N
Kloroform
Air suling
Dimetilglioksim
Pecobaan 6 Page 84
Cara kerja:
Ekstraksi sampel
1. Pipet 10 mL larutan sampel ke gelas piala yang mengandung 90 mL air
suling, tambahkan 5 gram asam sitrat (p.a)
2. Tambahkan ammonia encer sampai pH 8 ke larutan tersebut, didinginkan dan
dipindahkan kecorong pemisah
3. Tambahkan 20 mL larutan dimetilglioksim ke corong pemisah, diamkan 1-2
menit, tambahkan 12 mL kloroform, kocok selama 1 menit, setelah itu
diamkan sampai fase-fase saling memisah
4. Setelah fase-fase tersebut stabil, pisahkan lapisan kloroform yang merah dan
ukur absorbansinya pada panjang gelombang 366 nm
Ekstraksi deret standar
1. Dibuat deret standar nikel dengan konsentrasi masing-masing 10 ; 15 ; 20 ; 25
dan 30 ppm. Dalam labu takar 100 mL dari larutan baku 100 ppm
2. Masing-masing standar dipipet sebanyak 10 mL dan perlakuan sama dengan
cara kerja pada ekstraksi sampel (1-4)
F. HASIL DAN PEMBAHASAN
Identifikasi Bahan
No. Nama Bahan Rumus Molekul Sifat Fisik Simbol Bahaya
1 Asam SitratKristal putih, tidak
berbau
Pecobaan 6 Page 85
2 Kloroform
Berbau khas, berbahaya
bagi tubuh, mengiritasi,
karsinogenik
3Amonium
HidroksidaNH4OH
Berbau khas, bersifat
basa lemah
4 Air Suling H2OTidak berwarna, tidak
berbau
5 Dimetilglioksim
Sukar larut dalam asam,
dan mengendap dalam
larutan basa lemah
Table Data:
Standar Ni
(mg/L)Absorban
Blanko 0.000
10 0.508
15 0.637
20 0.777
25 0.964
30 1.037
a = 0.0823 ; b = 0.0343 ; r = 0.9847
Vol. Sampel (mL) Absorban (lap.
Kloroform)
Fp Kadar Ni dalam
sampel (ppm)
10.00 0.876 10 231.39
Blanko 0.000
Pecobaan 6 Page 86
PERHITUNGAN
Grafik hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi:
0 5 10 15 20 25 30 350
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Absorbansi
AbsorbansiLinear (Absorbansi)
Pecobaan 6 Page 87
Kadar∋dalam sampel=( Absorbansi−intersep ) x Volume labutakar
Slope xVolumeContoh
¿(0.876−0.0823 ) mg /L x100 mL
0.0343 x10 mL
¿231.39 mg / L
G. PEMBAHASAN
Judul Percobaan kali ini adalah Ekstraksi pelarut dimana yang dimaksud ekstraksi
pelarut itu sendiri adalah suatu metode pemisahan berdasarkan transfer suatu zat
terlarut dari suatu pelarut kedalam pelarut lain yang tidak saling bercampur. Tujuan
dari percobaan kali ini adalah untuk memisahkan logam Ni dari campurannya dengan
eksatraksi pelarut dan juga menentukan kadar Ni dalam sampel dengan metode
spektrofotometri.
Ni merupakan ion logam yang tidak dapat larut dalam senyawa nonpolar, oleh
karena itu Ni harus diubah menjadi senyawa non polar dengan cara membentuknya
menjadi senyawa kelat. Agen pengkelat yang digunakan dalam percobaan ini adalah
Dimetilglioksin. Ion logam Ni2+ dijadikan kompleks terlebih dahulu dengan DMG
menjadi senyawa kompleks Ni(DMG)2 agar dapat terekstraksi ke fasa organic.
Pencampuran larutan ion Ni2+ dengan larutan dimetil glioksima (DMG)
menghasilkan endapan senyawa kompleks Ni(II) dimetil glioksima yg berwarna
merah sebagaimanan sifat khas ion Ni2+. Dalam suasana sedikit basa dan hanya
sedikit dapat larut dalam kloroform. pH optimum untuk ekstraksi ini adalah 7-12
dengan adanya sitrat. Kompleks ini mengabsorbsi pada panjang gelombang 366nm
dan juga pada 465-470nm.
Pertama-tama sampel dipipet sebanyak 10 mL kemudian ditambahkan beberapa
pereaksi seperti asam sitrat, ammonia encer, DMG atau dimetilglioksin, dan terakhir
kloroform. Fungsi penambahan pereaksi asam sitrat adalah untuk untuk melarutkan
logam. Fungsi penambahan ammonia encer sebelum ekstraksi berfungsi untuk
membuat larutan menjadi netral dan selanjutnya bersifat basa, karena Ni(HDMG)₂ mengendap sempurna dalam suasana basa. Penambahan NH₄OH dilakukan tetes
demi tetes sambil diaduk dan langsung pada larutannya (tidak melalui dinding gelas
kimia) untuk menghindari naiknya endapan Ni(HDMG)₂ yang terbentuk. Fungsi
penambahan pereaksi dimetilglioksim adalah untuk mengubah ion logam Ni2+
Pecobaan 6 Page 88
menjadi kompleks berwarna merah. Fungsi penambahan pelarut kloroform adalah
untuk ekstraksi.
Senyawa kompleks yang terbentuk kedalam fasa organik ini selain Ni(DMG)2,
yaitu senyawa kompleks Cu. Akan tetapi pada panjang gelombang 366 nm, spesifik
untuk menyerap cahaya yang ditimbulkan oleh senyawa kompleks Ni(DMG)2 dan
cahaya dari senyawa kompleks selain itu tidak dapat diserap, oleh karena itu tidak
perlu dikhawatirkan senyawa kompleks yang lain dapat mempengaruhi konsentrasi
Ni2+ yang didapatkan.
Pada saat pengukuran dengan menggunakan spektrofotometer kuvet yang
digunakan haruslah kuvet kuarsa tidak boleh menggunakan kuvet plastik karena
pelarut organik khloroform akan bereaksi dengan silikat pada kuvet plastik yang akan
melelehkan kuvet tersebut dan tentunya akan membuat pemeriksaan menjadi
terganggu dan menghasilkan absorbansi yang tidak sesuai dari seharusnya.
Digunakan pula kuvet hitam untuk memastikan tidak ada cahaya yang terserap pada
spektrofotometer yang digunakan, sedangkan larutan blanko digunakan untuk
mengkalibrasi spektrofotometer yang diseting dengan absorban nol atau nilai
transmitan 100% dan meminimalkan kesalahan sistematik.
Pecobaan 6 Page 89
H. SIMPULAN
Ekstraksi pelarut yaitu metode pemisahan yang baik. Ekstraksi yaitu proses
pemisahan suatu komponen dari suatu campuran berdasarkan proses distribusi
terhadap 2 pelarut yang tidak saling bercampur. Proses ekstrasi Ni dapat
dilakukan dengan menambahkan beberapa reagen yaitu asam sitrat, amonia
encer, dimetilglioksim, dan kloroform.
Kadar Ni yang diperoleh dalam sampel sebesar 231.39 ppm.
Pecobaan 6 Page 90
top related