TITRASI REDOKS

 

1. Prinsip Dasar

 

Reaksi titrasi redoks dapat secara umum digambarkan sebagai berikut:

Red₁ + e ↔ oks₁                   (reduksi)

Oks₂ ↔ red₂ + e                    (oksidasi)

Red₁ + oks₂ ↔ oks₁ + red₂  (redoks)

Reaksi ini menggambarkan perpindahan elektron yang menjadi dasar titrasi redoks. Pada titrasi ini ekivalen suatu zat oksidator atau reduktor setara dengan satu mol elektron.

 

Oksidator baku primer yang bisa digunakan adalah K₂Cr₂O₇, KIO₃ dan Ce⁴⁺. Larutan KMnO₄ juga dapat dipakai sebagai larutan baku, tetapi bukan baku primer karena dalam larutan asam dan dengan pengaruh cahaya matahari dapat mengurai sebagai berikut :

4MnO₄^– + 4H⁺ → 4MnO₂ (s) + 3O₂ + 2H₂O

Karena itu larutan KMnO₄ harus dibakukan terlebih dahulu setiap kali dan disimpan dalam tempat yang gelap.

Zat-zat yang dapat berperan sebagai reduktor baku primer adalah As₂O₃ dan Na₂C₂O₄. sedangkan Na₂S₂O₃ dapat dipakai sebagai baku sekunder karena cenderung mengurai seperti berikut:

S₂O₃^2– + H⁺ → HSO₃^– + S

Selama titrasi terjadi perubahan konsentrasi analit yang dapat diukur melalui potensial elektroda yang dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Nernst. Kurva titrasi diperoleh dengan mengalurkan E terhadap volume titran. Pada titik ekivalen terdapat perubahan potensial yang besar karena sebelum titik ekivalen potensial larutan ditentukan oleh sistim red₁ – oks₁ dan sesudah titik ekivalen oleh sistim red₂ – oks₂.

 

Indikator redoks umumnya adalah suatu oksidator atau reduktor yang mengalami perubahan warna jika tereduksi atau teroksidasi. Berbeda dengan indikator spesifik, perubahan warna pada indikator redoks sebagian besar tidak bergantung pada keadaan kimia analit tetapi bergantung pada potensial elektroda sistem selama titrasi berlangsung.

 

1.    Titrasi Permanganometri

 

Titrasi ini menggunakan larutan KMnO₄ sebagai oksidator kuat.

MnO₄^– + 8H⁺ + 5e ↔ Mn²⁺ + 4H₂O            E^o = 1,51 V (1 M H₂SO₄)

Pada reaksi ini 1 ekivalen MnO₄^– = 1/5 mol MnO₄^–

Karena reagen ini berwarna ungu jelas maka pada titrasi ini tidak diperlukan indikator khusus. Sebanyak 0,01 mL reagen dengan konsentrasi 0,02 M dalam 100 mL air memberikan warna yang jelas. Titik akhir titrasi ini tidak permanen sebab kelebihan MnO₄^– bereaksi secara lambat dengan Mn²⁺ yang ada dalam larutan

2MnO₄^– + 3Mn²⁺ + 2H₂O ↔ 5MnO_2(s) + 4H⁺

Untuk membakukan larutan KMnO₄ dapat dipakai larutan baku primer natrium oksalat (Na₂C₂O₄). Reaksi ini berlangsung lambat pada suhu kamar, dan karenanya biasa dipanaskan, sampai suhu sekitar 60^oC. Namun terbentuknya ion Mn²⁺ yang bertindak sebagai suatu katalis laju reaksi bertambah, sehingga reaksi ini bersifat autokatalitik.

 

2.    Titrasi Iodometri

 

Titrasi didasarkan pada sistim redoks

I₃^– + 2e ↔ 3I^–          E^o = 0,54 V

Karena I₂ mudah larut dalam I^– maka dalam reaksi setengah selnya iod dituliskan sebagai I₃^–. Iod atau ion tri iodida merupakan oksidator yang jauh lebih lemah daripada KMnO₄, K₂Cr₂O₇ dan Ce(SO₄)₂. Dalam titrasi langsung dengan iod digunakan larutan iod dalam KI sebagai oksidator, I₃^–. Semua reaksi yang mengikutsertakan iod dituliskan sebagai I₃^– bukan sebagai I₂, misalnya:

I₃^– + 2S₂O₃^2– ↔ 3I^– + S₄O₆^2–

Tetapi untuk penyederhanaan sering ditulis sebagai I₂:

I₂ + 2S₂O₃^2– ↔ 2I^– + S₄O₆^2–

Titrasi dengan menggunakan ion iodida sebagai pereduksi dimungkinkan karena sifat reduksinya yang cukup kuat untuk mereduksi berbagai zat.

2I^– → I₂ + 2e

Dua sumber kesalahan yang penting dalam titrasi ini adalah hilangnya iod karena mudah menguap dan larutan iodida dalam asam mudah dioksidasi oleh oksigen dari udara. Reaksinya:

4I^– + O₂ + H⁺ → 2I₂ + 2H₂O

Dengan adanya iodida, penguapan cukup dikurangi melalui pembentukan ion tri iodida. Pada suhu ruang, hilangnya iod melalui penguapan dari larutan yang mengandung sekurang-kurangnya 4% KI dapat diabaikan asalkan titrasinya tidak terlalu lama. Titrasi harus dilakukan dalam larutan yang dingin dan dalam labu erlenmeyer. Oksidasi atmosferik dapat diabaikan dalam larutan yang netral dan tanpa adanya katalis, tetapi laju oksidasi bertambah cepat dengan menurunnya pH. Reaksi dikatalis oleh ion logam tertentu (Cu²⁺, NO₃^–) dan cahaya kuat. Untuk itu hindarkan titrasi dari cahaya matahari langsung dan larutan yang mengandung iodida harus disimpan dalam botol coklat.

 

Indikator

Titrasi dapat dilakukan tanpa indikator dari luar karena warna I₂ yang dititrasi akan lenyap bila titik akhir tercapai; warna mula-mula coklat agak tua, menjadi lebih muda, lalu kuning, kuning muda, dan seterusnya, sampai akhirnya lenyap. Bila diamati dengan cermat perubahan warna tersebut, maka titik akhir dapat ditentukan dengan cukup jelas. Konsentrasi iod » 5 x 10^–6 M masih dapat jelas dilihat mata dan memungkinkan penghentian titrasi dengan kelebihan setetes iod 0,05 M. Namun lebih mudah dan tegas bila ditambahkan amilum ke dalam larutan sebagai indikator. Amilum dengan I₂ membentuk suatu kompleks berwarna biru tua yang masih jelas sekalipun I₂ sedikit sekali. Pada titik akhir iod yang terikat itu pun hilang bereaksi dengan titran sehingga warna biru lenyap mendadak dan perubahan warnanya tampak sangat jelas. Penambahan amilum ini harus menunggu sampai mendekati titik akhir titrasi (bila iod sudah tinggal sedikit yang tampak dari warnanya yang kuning muda). Maksudnya ialah agar amilum tidak membungkus iod dan menyebabkannya sukar lepas kembali. Hal itu akan berakibat warna biru sulit sekali lenyap sehingga titik akhir tidak kelihatan tajam. Bila iod masih banyak sekali bahkan dapat menguraikan amilum dan hasil penguraian ini mengganggu perubahan warna pada titik akhir.

 

2. Percobaan I (Permanganometri)

 

1. Tujuan:

• Dapat membuat larutan baku permanganat 0,1 N dan membakukannya
• Dapat menentukan kadar suatu zat dalam larutan
• Dapat merancang prosedur penentuan suatu zat berdasarkan titrasi redoks permanganometri

 

2. Bahan:

• KMnO₄
• Larutan KNO₂
• Na₂C₂O₄

 

3. Cara kerja:

 

a. Penyiapan larutan

 

    1) Pembuatan larutan baku Na₂C₂O₄ 0,1 N

Timbang dengan tepat 0,6699 gram natrium oksalat (Na₂C₂O₄) pada sebuah botol timbang yang bersih. Larutkan dalam labu ukur 100 mL dengan air suling secukupnya, jika telah larut tambahkan air suling sampai tepat tanda batas.

Catatan:

Agar natrium oksalat dapat digunakan sebagai larutan baku, maka sebelum ditimbang natrium oksalat harus dipanaskan dulu dalam oven pada suhu antara 105 ^oC sampai dengan 110^oC selama paling sedikit 2 jam kemudian didinginkan dalam desikator.

 

2) Pembuatan larutan KMnO₄ yang normalitasnya kira-kira 0,1 N

1. Timbang kristal KMnO₄ antara 3,2 sampai dengan 3,25 gram pada sebuah botol timbang.
2. Pindahkan ke dalam gelas piala ukuran 1500 mL dan tambahkan 1 L air suling.
3. Tutuplah dengan kaca arloji besar dan panaskan sampai mendidih selama kira-kira 15 menit.
4. Diamkan selama semalam kemudian larutan ini disaring dengan menggunakan glasswool.
5. Simpan di dalam sebuah botol berwarna yang bersih dan hindarkan dari sinar matahari langsung.

 

3) Pembakuan larutan KMnO₄ dengan larutan Na₂C₂O₄

1. Cucilah dengan bersih buret, erlenmeyer dan pipet yang akan digunakan. Sebelum digunakan, buret harus dibilas dengan larutan yang akan diisikan ke dalamnya.
2. Isilah buret dengan larutan KMnO₄ yang akan ditentukan konsentrasinya.
3. Pipet dengan tepat 25 mL larutan natrium oksalat 0,1 N dan tempatkan dalam sebuah erlenmeyer volume 250 mL, kemudian tambahkan 75 mL H₂SO₄ 4 N.
4. Titrasi larutan ini dengan larutan KMnO₄ dari buret sampai warna larutan menjadi merah muda. Kemudian panaskan sampai suhu lebih kurang 60 ^o
5. Dalam keadaan larutan masih panas dititrasi lagi dengan larutan KMnO₄ sampai terbentuk warna merah muda yang tidak hilang lagi.
6. Ulangi pekerjaan ini sekali lagi dan tentukan konsentrasi KMnO₄.

 

b.Aplikasi

 

Penentuan Kadar KNO₂ dengan larutan baku KMnO₄

1. Encerkan dengan air suling yang telah dididihkan larutan KNO₂ yang Anda peroleh dalam labu ukur 100 mL sampai tepat tanda batas.
2. Siapkan buret 50 mL yang bersih dan isilah dengan larutan KNO₂ yang akan ditentukan kadarnya.
3. Pipet dengan tepat 25 mL larutan baku KMnO₄ dan tempatkan dalam sebuah erlenmeyer volume 250 mL.
4. Tambahkan 75 mL H₂SO₄ 3 N dan panaskan sampai suhu lebih kurang 60 ^oC.
5. Titrasi larutan ini dengan larutan KNO₂ dari buret sampai warna ungu larutan KMnO₄ tepat hilang.
6. Ulangi pekerjaan ini sekali lagi dan tentukan kadar larutan KNO₂.

 

4. Perhitungan

 

Normalitas larutan KMnO₄ = 25 x N_Na-oksalat

V _KMnO4

 

Kadar KNO₂ = V KMnO₄ x N KMnO₄ x BE KNO₂ g/L

V KNO₂

 

5. Tugas

a.     Menentukan kadar larutan KNO₂ (mg/mL)

1. Membuat kurva titrasi KMnO₄ dengan H₂C₂O₄

 

C. Percobaan II (Iodometri)

1. Tujuan

• dapat membuat larutan Na₂S₂O₃ 0,1 N dan membakukannya
• dapat menentukan kadar suatu zat dalam larutan
• dapat merancang prosedur penentuan suatu zat dengan titrasi iodometri

 

2. Bahan

• Natrium tiosulfat
• Larutan KMnO₄
• Larutan CuSO₄

 

3. Cara kerja

 

a.Penyiapan Larutan

 1) Pembuatan larutan baku Na₂S₂O₃ yang kadarnya kira-kira 0,1 N

Timbang dengan tepat 25 gram kristal Na₂S₂O₃. 5H₂O. Larutkan ke dalam labu ukur 1000 mL dan encerkan dengan air suling yang telah dididihkan sampai tepat tanda batas.

 

2) Pembakuan larutan Na₂S₂O₃ dengan larutan KMnO₄ 0,1 N

1. Cucilah dengan bersih buret, erlenmeyer dan pipet yang akan digunakan. Sebelum digunakan, buret harus dibilas dengan larutan yang akan diisikan ke dalamnya.
2. Isilah buret dengan larutan Na₂S₂O₃ yang akan ditentukan konsentrasinya.
3. Pipet dengan tepat 25 mL larutan KMnO₄ 0,1 N dan tempatkan dalam sebuah erlenmeyer volume 250 mL yang bersih, kemudian tambahkan 1gram KI atau 10 mL larutan KI 10% dan 1 mL HCl pekat. Tutuplah erlenmeyer dengan kertas dan simpan dalam tempat gelap selama kira-kira 5 menit agar reaksi berjalan sempurna.
4. Titrasi larutan I₂ yang terbentuk dengan larutan natrium tiosulfat dari buret sampai warna larutan menjadi kuning pucat. Tambahkan 1 mL indikator kanji dan lanjutkan titrasi sampai warna biru tepat hilang.
5. Ulangi titrasi sekali lagi dan tentukan kadar Na₂S₂O₃.

 

b. Aplikasi

 Penentuan Kadar Cu²⁺ dengan larutan baku Na₂S₂O₃

1. Cucilah dengan bersih buret, erlenmeyer dan pipet yang akan digunakan. Sebelum digunakan, buret harus dibilas dengan larutan yang akan diisikan ke dalamnya.
2. Isilah buret dengan larutan baku Na₂S₂O₃.
3. tambahkan air suling pada larutan CuSO₄ yang anda peroleh sampai tepat tanda batas 100 mL.
4. Pipet dengan tepat 25 mL larutan CuSO₄ yang akan diperiksa dan tempatkan dalam sebuah erlenmeyer volume 250 mL yang bersih, kemudian tambahkan 1gram KI atau 10 mL larutan KI 10%. Tutuplah erlenmeyer dengan kertas agar I₂ yang terbentuk tidak menguap.
5. Titrasi larutan I₂ yang terbentuk dengan larutan natrium tiosulfat dari buret sampai warna larutan menjadi kuning pucat. Tambahkan 1 mL indikator kanji dan lanjutkan titrasi sampai warna biru tepat hilang.
6. Ulangi titrasi sekali lagi dan tentukan kadar CuSO₄ dalam larutan.

 

4. Perhitungan

 

Normalitas larutan Na₂S₂O₃ =( 25 x N _{KMnO4)    /}V _Na2S2O3

 

Kadar CuSO₄ = V Na₂S₂O₃ x N Na₂S₂O₃ x BE CuSO₄  g/L

V CuSO₄

 

 

_____________________

 

untuk lebih jelasnya silahkan download disini

Titrasi Redoks (Ref.1)