Sabtu, 15 Juni 2013
Analisa Ion Berdasarkan Reaksi Redoks
Dalam analisa ion anorganik, reaksi redoks sering digunakan sebagai dasar analisa. Reaksi redoks adalah reaksi dimana terjadi perubahan bilangan oksidasi yang disertai dengan pertukaran electron antar pereaksi. Reaksi redoks merupakan pasangan reaksi yaitu reaksi reduksi dan reaksi oksidasi.
Reaksi reduksi adalah reaksi dimana terjadi penurunan bilangan oksidasi atau terjadi pengikatan elektron .reduksi adalah suatu proses yang mengakibatkan diprolehnya satu elektron atau lebih oleh zat ( atom, ion atau molekul ). Bila suatu unsur direduksi, keadaan oksidasi berubah menjadi lebih negatif ( kurang positif ). Jadi suatu zat pereduksi adalah zat yang kehilangan electron, dalam proses itu zat ini dioksidasi. Definisi reduksi ini sangat umum dan berlaku juga untuk proses dalam zat padat, leleh maupun gas.( vogel,1979 )
Reaksi oksidasi adalah suatu proses yang mengakibatkan hilangnya satu elektron atau lebih dari dalam zat ( atom, ion atau molekul ) atau terjadi kenaikan bilangan oksidasi. Bila suatu unsur dioksidasi, keadaan oksidasinya berubah ke harga yang lebih positif.suatu zat pengoksidasi adalah zat yang memproleh elektron, dan dalam proses itu zat itu direduksi.definisi oksidasi ini sangat umum dan juga berlaku untuk proses dalam zat padat,lelehan maupun gas.( vogel,1979 )
Reaksi oksidasi dan reduksi selalu berjalan atau berlangsung serempak, karena elektron yang dilepaskan oleh sebuah zat harus diambil oleh zat yang lain.reaksi oksidasi dan reduksi disebut juga serah terima muatan.( vogel,1979 )
Jika sepotong besi dibenamkan dalam larutan tembaga sulfat,maka besi tersebutakan tersalut logam tembaga berwarna merah dan dapat dibuktikan adanya besi (II) dalam larutan.
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
Logam besi menyumbangkan elektron kepada ion tembaga (II). dikatakan bahwa logam besi mengalami reaksi oksidasi dan menyebabkan ion tembaga (II) mengalami redulsi,maka logam besi adalah reduktor. Sebaliknya, ion tembaga (II) mengalami reaksi reduksi dan menyebabkan logam besi mengalami oksidasi, maka ion tembaga (II) adalah oksidator.
Berikut ini adalah bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai oksidator maupun reduktor dalam analisa kualitatif ion anorganik:
· Kalium permanganat, KMnO4
Merupakan oksidator kuat yang bekerja berlainan menurut pH medium. Dalam larutan asam bilangan oksidasi mangan berubah dari +7 menjadi +2.
MnO4- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O
Dalam larutan netral atau sedikit basa ion permanganat direduksi menjadi mangan dioksida dimana mangan berubah dari +7 menjadi +4.
MnO4- + 4H+ + 3e- → MnO2↓ + 2H2O
Sedangkan dalam suasana basa permanganat direduksi menjadi manganat dimana bilangan oksidasi mangan menjadi +6.
MnO4- + e- → MnO42-
Bilangan oksidasi mangan dalam manganat adalah+6. Menunjukkan suatu warna hijau yang khas. Bila permanganat dipanasi dengan basa terjadi reduksi semacam itu dan terbentuk oksigen:
4MnO42- + 4OH- → 4MnO42- + 2H2O + O2↑
· Kalium dikromat, K2Cr2O7
Merupakan zat padat jingga merah yang menghasilkan larutan jingga dalam air. Dalam suasana asam kuat ion dikromat direduksi menjadi kromium (III) yang berwarna hijau muda. Bilangan oksidasi Cr berubah dari +6 menjadi +3.
Cr2O72- + 14H+ + 6e- → 2Cr3+ + 7H2O
· Halogen, Cl2, Br2, I2
Molekul halogen berubah menjadi ion halogen dengan menerima electron. Daya oksidasi halogen berubah dengan bertambahnya masa atom relatif. Maka iod merupakan oksidator lemah, sedangkan ion iodide sering bertindak sebagai zat pereduksi .
Cl2 + 2e- → 2Cl-
Br2 + 2e- → 2Br-
I2 + 2e- → 2I-
· Aqua rejia ( air raja )
Merupakan campuran antara HCl pekat dan HNO3 pekat ( 3:1 v/v ). Air raja merupakan oksidator kuat yang mampu mengoksidasi dan melarutkan logam mulia seperti emas dan platinum. Kerjanya berdasarkan pembentukan klor:
HNO3 + 3HCl → NOCl↑ + Cl2↑ + 2H2O
Persamaan ini disederhanakan sebenarnya terbentuk lebih banyak produk dalam prose situ. Nitrosil klorida, NOCl, adalah salah satu produk yang mudah diidentifikasi. Kerja oksidatif klor didasarkan pada proses yang diberikan dalam bagian terdahulu. Pelarutan emas dapat dinyatakan dengan persamaan:
3HNO3 + 9HCl + 2Au → 3NOCl + 6Cl- + 2Au3+ + 6H2O
· Logam seperti zink, besi dan aluminium
Seringkali logam digunakan sebagai bahan pereduksi. Kerja mereka disebabkan oleh pembentukan ion, biasanya ion tersebut ada dalam keadaan oksidasi terendah.
Zn → Zn2+ + 2e-
Fe → Fe2+ + 2e-
Al → Al3+ + 3e-
Dalam percobaan ini langkah-langkah yang dilakukan ada enam langkah yaitu analisa Cu2+, Cu2+, Mn2+, SO32-,SO32-, NO2-.
Langkah pertama adalah analisa Cu2+. Larutan Cu2+ di masukkan dalam tabung reaksi,kemudian ditambahkan dengan KI setelah itu diamati . KI mengendapkan tembaga (I) iodida yang putih ( samar ) dan larutannya berwarna kuning kehijauan.
2Cu2+ + 5I- → 2CuI↓ + I3-
Kemudian ditambahkan natrium tiosulfat , larutannya menjadi hijau muda bening dan endapannya berkurang.
I3- + 2S2O32- → 3I- + S4O62-
Langkah kedua adalah analisa Cu2+. Potongan mata pisau lipat yang bersih dicelupkan ke dalam larutan Cu2+. Setelah diamati potongan mata pisau langsung berkarat.
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
Langkah ketiga adalah analisa Mn2+. Larutan Mn2+ yang bebas klorida dimasukkan dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan K2S2O8 padat menghasilkan warna larutan bening kemudian ditambahkan / diasamkan dengan H2SO4 encer dan beberapa tetes AgNO3 menghasilkan warna larutan coklat muda ( reaksi lambat ) setelah itu didihkan .
2Mn2+ + 5S2O82- + 8H2O → 2MnO42- + 10SO42- + 16H+
Langkah ke empat adalah analisa SO32-. Larutan SO32- dimasukkan dalam tabung reaksi kemudian ditambahkan KMnO4 yang telah diasamkan dengan H2SO4 encer menghasilkan larutan ungu pekat.
5SO32- + 2MnO4- + 6H+ → 2Mn2+ + 5SO42- + 3H2O
Langkah yang ke lima adalah analisa SO32-. Larutan SO32- dimasukkan ke dalam tabung reaksi kemudian ditambah dengan K2Cr2O7 yang telah diasamkan dengan H2SO4 encer menghasilkan larutan berwarna orange.
3SO32- + Cr2O72- + 8H+ → 2Cr3+ + 3SO42- + 4H2O
Langkah yang ke enam adalah analisa NO2-. Larutan NO2- dimasukkan dalam tabung reaksi ,setelah itu ditambahkan KI yang telah diasamkan dengan H2SO4 encer. Setelah diamati menghasilkan larutan berwarna coklat dan endapan berwarna hitam. Kemudian ditambahkan indikator amilum larutan berubah menjadi ungu pekat dan endapan berwarna hitam.
2NO2- + 2I- + 2CH3COOH → I2 + 2NO↑ + 2CH3COO- + 2H2O
2NO2- + 2I- + 2H2SO4 → I2 + 2NO + 2SO42- + 2H2O
Salah satu aplikasi dari analisa ion berdasarkan reaksi redoks dalam kehidupan sehari-hari adalah sel volta. Karena reaksi redoks dapat dipisahkan menjadi dua setengah reaksi, sel volta pun dapat dirancang menjadi dua tempat, yakni tempat untuk reaksi oksidasi dan tempat untuk reaksi reduksi. Kedua tempat tersebut dihubungkan melalui rangkaian luar (aliran muatan elektron) dan rangkaian dalam atau jembatan garam (aliran massa dari ion-ion).
Jika kedua rangkaian dihubungkan, akan terjadi reaksi redoks di antara kedua setengah sel tersebut.
Persamaan reaksi ionnya:
Persamaan reaksi ionnya:
Zn+ Cu2+→ Zn2+ + Cu
Persamaan reaksi setengah selnya:
Pada elektrode Zn: Zn → Zn2+ + 2e–
Pada elektrode Cu: Cu2++ 2e– → Cu
Pada elektrode Cu: Cu2++ 2e– → Cu
Proses pembentukan energi listrik dari reaksi redoks dalam sel volta. Logam Zn akan teroksidasi membentuk ion Zn2+ dan melepaskan 2 elektron. Kedua elektron ini akan mengalir melewati voltmeter menuju elektrode Cu. Kelebihan elektron pada elektrode Cu akan diterima oleh ion Cu2+ yang disediakan oleh larutan Cu(NO3)2 sehingga terjadi reduksi ion Cu2+ menjadi Cu(s). Ketika reaksi berlangsung, dalam larutan Zn(NO3)2 akan kelebihan ion Zn2+ (hasil oksidasi). Demikian juga dalam larutan CuSO4 akan kelebihan ion NO3– sebab ion pasangannya (Cu2+) berubah menjadi logam Cu yang terendapkan pada elektrode Cu. Kelebihan ion Zn2+ akan dinetralkan oleh ion NO3– dari jembatan garam, demikian juga kelebihan ion NO3– akan dinetralkan oleh ion Na+ dari jembatan garam. Jadi, jembatan garam berfungsi menetralkan kelebihan ion-ion hasil reaksi redoks.
Dengan demikian, tanpa jembatan garam reaksi berlangsung hanya sesaat sebab kelebihan ion-ion hasil reaksi redoks tidak ada yang menetralkan dan akhirnya reaksi berhenti seketika. Dalam sel1 elektrokimia, tempat terjadinya reaksi oksidasi (elektrode Zn) dinamakan anode, sedangkan tempat terjadinya reaksi reduksi (elektrode Cu) dinamakan katode. Alessandro Volta melakukan eksperimen dan berhasil menyusun deret keaktifan logam atau deret potensial logam yang dikenal dengan deret volta.
Li →K→Ba→Ca→Na→Mg→Al→Nu→Zn→Cr→→Fe→Cd→Co→Ni→Sn→(H)→Cu→Ag→Hg→Pt→Au
|
Semakin ke kiri suatu unsur dalam deret Volta, sifat reduktornya semakin kuat. Artinya, suatu unsur akan mampu mereduksi ion-ion unsur di sebelah kanannya, tetapi tidak mampu mereduksi ion-ion dari unsur di sebelah kirinya. Logam Na, Mg, dan Al terletak di sebelah kiri H sehingga logam tersebut dapat mereduksi ion H+ untuk menghasilkan gas H2, sedangkan logam Cu dan Ag terletak di sebelah kanan H sehingga tidak dapat mereduksi ion H+(tidak bereaksi dengan asam). Deret Volta juga dapat menjelaskan reaksi logam dengan logam lain. Misalnya, logam Zn dimasukkan ke dalam larutan CuSO4. Reaksi yang terjadi adalah Zn mereduksi Cu2+ (berasal dari CuSO4) dan menghasilkan endapan logam Cu karena Zn terletak di sebelah kiri Cu.
Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu
atau
Zn + Cu2+→ Zn2+ + Cu
Foto Praktikum :
1. Hasil Percobaan Analisa menggunakan tambahan larutan KI dan natrium tiosulfat
atau
Zn + Cu2+→ Zn2+ + Cu
Foto Praktikum :
1. Hasil Percobaan Analisa menggunakan tambahan larutan KI dan natrium tiosulfat
CuSO4
3. Hasil percobaan Analisa Mn2+
4. Hasil percobaan SO32- Analisa
ion
yang ditambahkan KMnO4
5. Hasil percobaan SO32- Analisa
yang ditambahkan K2CR2O7
6. Hasil percobaan Analisa NO2-
.jpg)
Nah ini lebih baik, ada keterangan gambarnya, tapi lebih baik dimasukkan di dalam pembahasan teorinya jadi bisa langsung membaca teori dan melihat gambarnya, jadi bacanya g naik turun.
BalasHapus