Yuk, Kenali Pemisahan Kation pada Analisis Kualitatif!

          Berbeda dengan analisis gravimetri, analisis untuk menentukan jumlah ion dalam sampel yang belum diketahui, analisis kualitatif secara singkatnya merupakan analisis untuk menentukan jenis ion yang berada dalam suatu larutan. Dalam hal ini kita akan memfokuskan bahasan pada pemisahan kation melalui analisis kualitatif.

           Terdapat 20 kation umum yang dapat dianalisis keberadaannya dalam suatu larutan. Kation-kation umum tersebut terbagi menjadi 5 golongan bergantung pada tingkat ketidaklarutan garamnya. Karena sebuah larutan yang ingin di analisis bisa saja mengandung 1 hingga 20 kation secara keseluruhan, analisis harus dilakukan secara sistematis dari kation golongan 1 hingga golongan 5.

Yuk, kenali prosedur umum pemisahan 20 kation umum dengan menambahkan reagen pengendap pada larutan yang ingin dianalisis…!

Kation golongan 1

Ketika larutan HCl ditambahkan pada larutan yang belum diketahui, hanya ion Ag⁺, Hg₂²⁺ dan Pb²⁺ yang akan mengendap. Ketiga ion tersebut masing-masing akan mengendap sebagai AgCl, Hg₂Cl­₂, dan PbCl₂. Kemudian endapan dapat dipisahkan dan ion-ion lainnya, yang mana merupakan klorida yang larut, akan tetap berada pada larutan.

Kation golongan 2

Setelah endapan klorida dipisahkan dengan filtrasi, hidrogen sulfida (H₂S) ditambahkan pada larutan dalam suasana asam. Dalam suasana asam, konsentrasi ion S^2- dalam larutan dapat diabaikan. Dengan begitu, pengendapan garam sulfida dapat dituliskan sebagai,

M²⁺ (aq) + H₂S (aq)  ↔  MS (s) + 2H⁺ (aq)

Penambahan asam pada larutan menggeser kesetimbangan ke kiri sehingga hanya garam sulfida yang memiliki K_sp terkecil yang akan mengendap dan terpisah dari larutan, yaitu Bi₂S₃, CdS, CuS, HgS, dan SnS.

Kation golongan 3

Pada tahap ini, natrium hidroksida (NaOH) ditambahkan pada larutan sehingga akan membuatnya bersifat basa. Suasana basa akan menggeser kesetimbangan di atas ke kanan. Sehingga garam sulfida yang lebih larut (CoS, FeS, MnS, NiS, ZnS) sekarang juga dapat memisah dari larutan sebagai garam sulfida. Perlu diketahui bahwa ion Al³⁺ dan Cr³⁺ sebenarnya cenderung mengendap sebagai hidroksida, Al(OH)₃ dan Cr(OH)₃, daripada sebagai sulfida karena hidroksida yang kurang larut. Larutan ini kemudian difiltrasi untuk menghilangkan endapan sulfida dan hidroksida.

Kation golongan 4

Setelah kation golongan 1, 2, dan 3 dipisahkan dari larutan, natrium karbonat (Na₂CO₃) ditambahkan pada larutan basa sebelumnya untuk mengendapkan ion Ba²⁺, Ca²⁺, dan Sr²⁺ sebagai garam karbonat, BaCO₃, CaCO₃, dan SrCO₃. Endapan tersebut juga dipisahkan dari larutan melalui filtrasi.

Kation golongan 5

Pada tahap ini, kation yang mungkin masih berada pada larutan ialah ion Na⁺, K⁺, dan NH₄⁺. Keberadaan ion NH₄⁺ dapat diidentifikasi dengan penambahan NaOH.

NaOH (aq) + NH₄⁺ (aq)  →  Na⁺ (aq) + H₂O (l) + NH3(g)

Keberadaan gas ammonia dapat diketahui baik dengan mengidentifikasi bau khasnya atau dengan perubahan warna kertas lakmus merah menjadi biru ketika diletakkan di atas larutan (tidak dengan mencelupkannya).

Sementara itu, untuk mengetahui keberadaan ion Na⁺ dan K⁺, biasanya dilakukan uji nyala, sebagai berikut: Sebuah kawat platina (platina dipilih karena inert) dibasahi dengan larutan dan dipanaskan dengan pembakar bunsen. Setiap ion logam memiliki karakteristik warna tersendiri ketika dipanaskan dengan prosedur ini. Sebagai contoh, warna yang dipancarkan oleh ion Na+ adalah kuning, violet untuk ion K+ dan hijau untuk ion Cu2+.

Pelajari lebih lanjut mengenai Nyala logam?

Terdapat dua hal yang harus diperhatikan pada analisis kualitatif.

Pertama, pemisahan kation dilakukan dengan seselektif mungkin, yaitu anion yang digunakan sebagai reagen ditambahkan sebanyak yang dibutuhkan untuk mengendapkan beberapa kation saja. Perlu diketahui bahwa semua kation pada golongan 1 juga bisa membentuk endapan sulfida. Oleh karena itu, jika H₂S direaksikan dengan larutan di awal, sebanyak tujuh endapan sulfida yang berbeda mungkin saja akan terbentuk (sulfida golongan 1 dan 2), sebuah hasil yang tidak diinginkan.

Kedua, penghilangan kation melalui penyaringan harus dilakukan secara cermat sehingga tidak ada yang tertinggal. Proses filtrasi yang kurang cermat akan menyebabkan beberapa kation golongan 1, misalnya, pada larutan. Kation-kation tersebut bisa saja akan mengendap bersama dengan kation golongan 2 sebagai endapan sulfida ketika penambahan H₂S dalam suasana asam. Hal ini dapat mengganggu analisis kimia berikutnya yang berujung pada kekeliruan penyimpulan.

          Sekian pembahasan analisis kation golongan 1, 2, 3, 4, dan 5. Semoga ilmunya bermanfaat. Jangan lupa berikan komentar pada kolom di bawah tentang pemikiran kamu dan apa yang ingin kalian minta untuk pembahasan berikutnya…!

Sumber: Chemistry 10^th edition by Raymond Chang