Kompleksometri

KOMPLEKSOMETRI

Titrasi kompleksometri yaitu titrasi berdasarkan pembentukan persenyawaan kompleks (ion kompleks atau garam yang sukar mengion), Kompleksometri merupakan jenis titrasi dimana titran dan titrat saling mengkompleks, membentuk hasil berupa kompleks. Reaksi–reaksi pembentukan kompleks atau yang menyangkut kompleks banyak sekali dan penerapannya juga banyak, tidak hanya dalam titrasi. Karena itu perlu pengertian yang cukup luas tentang kompleks, sekalipun disini pertama-tama akan diterapkan pada titrasi.

 Contoh reaksi titrasi kompleksometri :

Ag⁺ + 2 CN^- Ag(CN)₂

Hg²⁺ + 2Cl^- HgCl₂

Salah satu tipe reaksi kimia yang berlaku sebagai dasar penentuan titrimetrik melibatkan pembentukan (formasi) kompleks atau ion kompleks yang larut namun sedikit terdisosiasi. Kompleks yang dimaksud di sini adalah kompleks yang dibentuk melalui reaksi ion logam, sebuah kation, dengan sebuah anion atau molekul netral.

Titrasi kompleksometri juga dikenal sebagai reaksi yang meliputi reaksi pembentukan ion-ion kompleks ataupun pembentukan molekul netral yang terdisosiasi dalam larutan. Persyaratan mendasar terbentuknya kompleks demikian adalah tingkat kelarutan tinggi. Selain titrasi komplek biasa seperti di atas, dikenal pula kompleksometri yang dikenal sebagai titrasi kelatometri, seperti yang menyangkut penggunaan EDTA. Gugus-yang terikat pada ion pusat, disebut ligan, dan dalam larutan air, reaksi dapat dinyatakan oleh persamaan :

M(H₂O)_n + L = M(H₂O)_(n-1) L + H₂O

Asam etilen diamin tetra asetat atau yang lebih dikenal dengan EDTA, merupakan salah satu jenis asam amina polikarboksilat. EDTA sebenarnya adalah ligan seksidentat yang dapat berkoordinasi dengan suatu ion logam lewat kedua nitrogen dan keempat gugus karboksil-nya atau disebut ligan multidentat yang mengandung lebih dari dua atom koordinasi per molekul, misalnya asam 1,2-diaminoetanatetraasetat (asametilenadiamina tetraasetat, EDTA) yang mempunyai dua atom nitrogen – penyumbang dan empat atom oksigen penyumbang dalam molekul

Suatu EDTA dapat membentuk senyawa kompleks yang mantap dengan sejumlah besar ion logam sehingga EDTA merupakan ligan yang tidak selektif. Dalam larutan yang agak asam, dapat terjadi protonasi parsial EDTA tanpa pematahan sempurna kompleks logam, yang menghasilkan spesies seperti CuHY^-. Ternyata bila beberapa ion logam yang ada dalam larutan tersebut maka titrasi dengan EDTA akan menunjukkan jumlah semua ion logam yang ada dalam larutan tersebut .

Selektivitas kompleks dapat diatur dengan pengendalian pH, misal Mg, Ca, Cr, dan Ba dapat dititrasi pada pH = 11 EDTA. Sebagian besar titrasi kompleksometri mempergunakan indikator yang juga bertindak sebagai pengompleks dan tentu saja kompleks logamnya mempunyai warna yang berbeda dengan pengompleksnya sendiri. Indikator demikian disebut indikator metalokromat. Indikator jenis ini contohnya adalah Eriochrome black T; pyrocatechol violet; xylenol orange; calmagit; 1-(2-piridil-azonaftol), PAN, zincon, asam salisilat, metafalein dan calcein blue .

Satu-satunya ligan yang lazim dipakai pada masa lalu dalam pemeriksaan kimia adala ion sianida, CN^-, karena sifatnya yang dapat membentuk kompleks yang mantap dengan ion perak dan ion nikel. Dengan ion perak, ion sianida membentuk senyawa kompleks perak-sianida, sedagkan dengan ion nilkel membentuk nikel-sianida. Kendala yang membatasi pemakaian-pemakaian ion sianoida dalam titrimetri adalah bahwa ion ini membentuk kompleks secara bertahap dengan ion logam lantaran ion ini merupakan ligan bergigi satu .

Titrasi dapat ditentukan dengan adanya penambahan indikator yang berguna sebagai tanda tercapai titik akhir titrasi. Ada lima syarat suatu indikator ion logam dapat digunakan pada pendeteksian visual dari titik-titik akhir yaitu reaksi warna harus sedemikian sehingga sebelum titik akhir, bila hampir semua ion logam telah berkompleks dengan EDTA, larutan akan berwarna kuat. Kedua, reaksi warna itu haruslah spesifik (khusus), atau sedikitnya selektif. Ketiga, kompleks-indikator logam itu harus memiliki kestabilan yang cukup, kalau tidak, karena disosiasi, tak akan diperoleh perubahan warna yang tajam. Namun, kompleks-indikator logam itu harus kurang stabil dibanding kompleks logam-EDTA untuk menjamin agar pada titik akhir, EDTA memindahkan ion-ion logam dari kompleks-indikator logam ke kompleks logam-EDTA harus tajam dan cepat. Kelima, kontras warna antara indikator bebas dan kompleks-indikator logam harus sedemikian sehingga mudah diamati. Indikator harus sangat peka terhadap ion logam (yaitu, terhadap pM) sehingga perubahan warna terjadi sedikit mungkin dengan titik ekuivalen. Terakhir, penentuan Ca dan Mg dapat dilakukan dengan titrasi EDTA, pH untuk titrasi adalah 10 dengan indikator eriochrome black T. Pada pH tinggi, 12, Mg(OH)₂ akan mengendap, sehingga EDTA dapat dikonsumsi hanya oleh Ca²⁺ dengan indikator murexide .

Kesulitan yang timbul dari kompleks yang lebih rendah dapat dihindari dengan penggunaan bahan pengkelat sebagai titran. Bahan pengkelat yang mengandung baik oksigen maupun nitrogen secara umum efektif dalam membentuk kompleks-kompleks yang stabil dengan berbagai macam logam. Keunggulan EDTA adalah mudah larut dalam air, dapat diperoleh dalam keadaan murni, sehingga EDTA banyak dipakai dalam melakukan percobaan kompleksometri. Namun, karena adanya sejumlah tidak tertentu air, sebaiknya EDTA distandarisasikan dahulu misalnya dengan menggunakan larutan kadmium .

Contoh beberapa komplekson :

1. Asam nitrilotriasetat(III)Nama lainnya adalah :NITA

    Komplekson

I2 . Asam trans-1,2-diaminosikloheksana-N,N,N’,N’-tetraasetat(IV)

Nama lainnya adalah:EDTA 

DcyTA  DCTaKomplekson IV

3. Asam 2,2′2etilenadioksibis(etiliminodiasetat) (V)

Nama lainnya:Asam etilenaglikolbis (2-aminoetil eter) N,N,N’,N-tetraasetat (EGTA)

4.      Asam trietilenatetramina-N,N,N’,N”,N”’,N”’-heksaasetat (TTHA)Ø

Jenis-jenis titrasi EDTA, yaitu :

1.      Titrasi langsung

2.      Titrasi balik 

3.      Titrasi penggantian atautitrasi substitusi

4.      Titrasi alkalimetr

5.      Macam-macam metodeKurva pada titrasi EDTA dibuat dengan memplot  pM (logaritma negatif darikonsentrasi ion logam bebas : pM = -log[Mn+]) pada sumbu y dan volume larutanEDTA yang ditambahkan pada sumbu x.Ø

Faktor-faktor yang akan membantu menaikkan selektivitas, yaitu :

1.      Dengan mengendalikan pH larutan dengan sesuai

2.      Dengan menggunakan zat-zat penopeng

3.      Kompleks-kompleks sianida

4.      Pemisahan secara klasik

 5.      Ekstraksi pelaru

t6.      Indikator

 7.      Anion-anion

8.      ‘Penopengan Kinetik’Ø

Macam-macam indikator logam, yaitu diantaranya :

1.      Mureksida (C.I. 56085)

2.      Hitam Solokrom (Hitam Eriokrom T)

3.      Indikator Patton dan Reeder

 4.      Biru Tua Solokrom atau Kalkon

5.      Kalmagit

6.      Kalsikrom (calcichrome)

7.      Hitam Sulfon F Permanen (C.I. 26990)

8.      Violet Katekol (Catechol Violet) atau Violet Pirokatekol (PyrocatecholViolet)

9.      Merah Bromopirogalol (Bromopyrogalol Red)

10.  Jingga Xilenol (Xylenol Orange)

Berat ekuivalen dalam reaksi pengendapan dan pembentukan kompleks

Berat ekuivalen dalam reaksi pengendapan dan pembentukan kompleks adalah sama dengan

Mr nya untuk kation bermuatan satu, setengah dari Mr nya untuk kation bermuatan dua, dan

sepertiga dari Mr untuk kation bermuatan tiga.

Contoh: berapakah BE untuk AlCl3 dan BiOCl, jika keduanya bereaksi dengan AgNO3

menghasilkan endapan AgCl.

Jawab: dalam hal ini BE didasarkan pada banyaknya mol ion Ag+

yang terlibat pada reaksi.

Karena 1 mol Ag+

bereaksi dengan 1 mol Cl-

 yang dihasilkan dari 1/3 mol AlCl3, maka BE AlCl3 = 1/3 Mr nya.

Untuk BiOCl, 1 mol Cl dihasilkan dari 1 mol BiOCl, maka BE BiOCl = Mr nya.

Normalitas

Suatu larutan 0,2 N HCl berarti di dalam 1 L larutan tersebut terkandung 0,2 ekuivalen HCl

Soal: berapakah normalitas 0,1 M H2SO4?

Jawab : di dalam 1 L larutan tersebut terkandung 0,1 mol H2SO4. 

BE H2SO4 = ½ Mr H2SO4 = 98/2 = 49 gram / ekuivalen

0,1 mol H2SO4 = 9,8 gram

? ekuivalen H2SO4 = 0,1 mol H2SO4 x

98 g H2SO4x 1 ekuivalen H2SO4

mol H2SO4 49 g H2SO4=  0,2 ekuivalen H2SO4

Jadi normalitas 0,1 M H2SO4 = 0,2 N

Dapat juga dihitung dari 1 mol H2SO4 = 2 ekuivalen H2SO4 

0,1 M H2SO4 = 0,1 mol H2SO4 / L larutan ?

N H2SO4 =  0,1 mol H2SO4 x 2 ekuivalen H2SO4

L larutan 1 mol H2SO4 ?

N H2SO4  =  0,2 ek H2SO4 / L larutan = 0,2 N

Persamaan aljabar penting ekuivalen zat A =gram zat A

 BE zat A ekuivalen zat A = Volume larutan x Normalitas

Dalam suatu reaksi titrasi, berlaku persamaan:

Untuk sebarang reaksi:  A + B  produk  

ekuivalen zat A = ekuivalen zat B

NAVA = NBVB

Perhitungan Normalitas Larutan Standar

Soal: Terangkan cara pembuatan larutan 0,1 N Na2CO3 sebanyak 5 L dari padatannya,

           diasumsikan larutan tadi digunakan untuk titrasi dengan reaksi:

          CO32- + 2H+  2 H2O + CO2 

Jawab: 

ekuivalen Na2CO3 = VNa2CO3 NNa2CO3 CO32- + 2H+  2 H2O + CO2

 = 5 L  x 0,1 ekuivalen/L Dari reaksi di atas, 1 mol CO32-

 = 2 ek CO32-

                  = 0,5 ek  Mr Na2CO3= 105,99

Berat Na2CO3 = ek Na2CO3 x BE Na2CO3 BE Na2CO3 =  ½ Mr Na2CO3 = 53

 = 0,5 ek x 53 g/ek 

 = 26,5 g 

Maka untuk menyiapkan larutan tersebut, timbang dengan tepat 26,5 g Na2CO3 kemudian

larutkan dengan akuades hingga volume 5 L