Gravimetri

Analisis Gravimetri

Analisa gravimetri merupakan suatu cara analisa kimia kuantitatif yang didasarkan pada prinsip penimbangan berat yang di dapat dari proses pemisahan analit dari zat – zat lain dengan metode pengendapan. Zat yang telah di endapkan ini di saring dan dikeringkan serta ditimabang dan diusahakan endapan itu harus semurni mungkin. Untuk memisahkan endapan tersebut maka sangat dibutuhkan pengetahuan dan teknik yang cukup.

Metode gravimetri bukanlah metode analisis yang spesifik, sehingga dapat digantikan dengan metode instrumen modern spektruskopi dan kloromedografi. Metode gravimetri dapat juga digunakan untuk analisis kuantitatif bahan organik tertntu seperti kolesterol, pada cerea dan loktosa pada produk susu.

Analisis gravimetri adalah proses isolasi serta penimbangan suatu unsur atau suatu senyawaan tertentu dari unsur tersebut dalam bentuk yang semurni mungkin.

Pada analisis secara gravimetri ini memeiliki kelebihan, diantaranya adalah bahan penyusun zat telah diisolasi dan dapat diselidiki terhadap ada tidaknya zat pengotor dan diadakan koreksi. Namun analisis gravimetri memiliki kelemahan yaitu pada umumnya metode ini memakan banyak waktu.

Langkah-langkah dalam analisis Gravimetri dapat dilakukan dengan :

1.      Melarutkan analat

Yaitu analat yang diendapkan haruslah berupa suatu larutan atau campuran yang homogen,sehingga sejumlah tertentu analat yang berupa padatan  atau cairan keruh perlu dilarutkan dalam sejumlah pelarut yang sesuai misalkan unruk melarutkan NaCl cukup digunakan pelarut air suling, tetapi untuk CaCO3 tidak dadat larut dalam air, maka digunakan pelarut asam,yaitu HCl encer.Larutan analat ini sangat penting dan perlu disiapkan dengan baik agar analat berupa ion-ionnya.Sehingga mempermudah kesempurnaan pembentukan endapannya setelah ditambahkan larutan pereaksi yang berisi ion-ion pengendapannya.

2.      Membentuk endapan

Yaitu endapan dari suatu zat akan terjadi bila harga Kspnya dilampaui. Harga Ksp dapat dilampaui bila konsentrasi dari ion-ionnya diperbesar.Proses pengendapan ini dilakukan dengan jalan larutan zat yang diselidiki dimasukan ke dalam gelam gelas beker,kemudian larutan yang dipakai untuk mengendapkan ditambahkan pelan-pelan (misalnya tetes demi tetes melalui pipet atau buret) sambil mengaduknya pelan-pelan dan kontinyu.Penambahan larutan pengendapan ini dilakukan terus sampai tidak terjadi endapan lagi (telah terbentuk endapan sempurna) untuk lebih meyakinkan ditambahkan 1-2 tetes larutan pengendapan lagi.

3.      Menyaring endapan

Berarti memisahkan endapan dari cairannya melalui suatu dinding yang poreous yang dapat menahan endapannya.

Untuk menyaring endaoan biasanya digunakan :

Kertas saring

Krus Gooch yang telah diberi asbes

Krus gelas sinter

     Penyarinagn yang dipakai biasanya disesuaikan dengan keadaan endapan itu sendiri      disamping juga ditentukan oleh biaya praktikum yang tersedia.

4.      Mencuci endapan

Kebanyakan endapan yang disaring juga mengandung satu atau lebih zat lain yang bercampur didalamnya. Jika zat-zat itu tidak menguap pada temperature endapan dikeringkan maka sangat perlu dilakukan mencuci endapan, biasanya menggunakan larutan pencuci sedikit mungkin dan jangan sampai endapan-endapan yang dicuci larut dalam cairan pencuci,sehinnga jumlah endapan berkurang. Suatu larutan pencuci diharapkan adalah suatu zat yang menguap pada temperature pengeringan endapan.

5.      Mengeringkan, memijarkan dan menimbang

Endapan yang akan ditimbang harus dikeringkan dahulu agar zat yang ditimbang konstan. Pemijaran juga bertujuan untuk mendapatkan berat yang konstan.

Jenis-jenis Larutan

Bermacam-macam larutan dapat diklasifikasikan berdasarkan tingkat kelarutan, konsentrasi zat terlarut dan daya hantar listrik.

1. Konsentrasi Zat Terlarut

Dalam pembuatan larutan di laboratorium, kita kenal istilah “konsentrasi”. Bila larutan pekat berarti konsentrasinya tinggi, dan bila larutan encer berarti larutan tersebut mempunyai konsentrasi rendah. Larutan dengan konsentrasi tinggi berarti memerlukan lebih banyak zat terlarut daripada larutan dengan konsentrasi rendah.

2. Kelarutan

Pengertian Kelarutan

Kita sering melarutkan suatu bahan untuk beberapa keperluan. Kadang-kadang ada bahan yang sukar larut dan ada juga bahan yang mudah larut. Umumnya zat terlarut larut dalam pelarut tertentu dan temperatur tertentu. Kelarutan suatu zat tergantung pada suhu, volume pelarut, dan ukuran zat terlarut. Suatu larutan dengan jumlah maksimum zat terlarut pada temperatur tertentu disebut larutan jenuh. Sebelum mencapai titik jenuh, disebut larutan tidak jenuh. Sedangkan suatu keadaan dengan zat terlarut lebih banyak dari pada pelarut, disebut larutan lewat jenuh.

Pelarut yang sering digunakan adalah air. Hal ini disebabkan karena air merupakan zat yang mudah di dapat dan mempunyai kemampuan tinggi untuk melarutkan zat. Jika kita sedang memasak sayur, bermacammacam bumbu kita masukkan untuk mendapatkan rasa yang sedap. Rasa tersebut merupakan kombinasi rasa dari beberapa macam bumbu yang telah terlarut dalam air (kuah). Karena kemampuan yang tinggi dalam melarutkan zat, air dinamakan sebagai “pelarut universal”. Di dalam tubuh kita pun air melarutkan makanan sehingga mudah dicerna.

                                                                                                   

1 Metode Pengendapan

Gravimetri dengan cara pengendapan, analat direaksikan sehingga terjadi suatu pengendapan dan endapan itulah yang ditimbang. Atas dasar cara membentuk endapan, maka gravimetri dibedakan menjadi 2 macam :

(1) Endapan dibentuk dengan reaksi antara analat dengan sutau pereaksi, endapan biasanya berupa senyawa. Baik kation maupun anion dari analat mungkin diendapkan, bahan pengendapnya anorganik mungkin pula organik. Cara inilah yang biasa disebut dengan gravimetri.

(2) Endapan dibentuk dengan cara elektrokimia, dengan perkataan lain analat dielektrolisa, sehingga terjadi logam sebagai endapan. Cara ini biasa disebut dengan elektrogravimetri.

Penerapan konsep diatas akan ditemukan pada prosedur-prosedur yang telah diakui dalam analisis gravimetri.

1.    Pengendapan biasanya dilakukan dalam larutan panas (kelarutan bertambah dengan kenaikan temperatur)

2.    Pengendapan dilakukan dalam larutan encer dan reagensia ditambahkan perlahan-lahan, sambil diaduk dengan seksama.

3.    Penambahan reagensia untuk memperbesar kelarutan endapan.

4.    Untuk mencegah terjadinya keadaan lewat-jenuh dengan pengendapan dari kelarutan yang homogen.

Adapun beberapa tahap dalam analisa gravimetri adalah sebagai berikut :

1.Memilih pelarut sampel

Pelarut yang dipilih harus lah sesuai sifatnya dengan sampel yang akan di larutkan,

Misalnya : HCl, H2SO4, dan HNO3 digunakan untuk melarutkan sampel dari logam – logam.

2.Pengendapan analit

Pengendapan analit dilakukan dengan memisahkan analit dari larutan yang mengandungnya dengan membuat kelarutan analit semakin kecil, dan pengendapan ini dilakukan dengan sempurna.

Misalnya : Ca+2 + H2C2O4 => CaC2O4 (endapan putih)

3.Pengeringan endapan

Pengeringan yang dilakukan dengan panas yang disesuaikan dengan analitnya dan dilakukan dengan sempurna. Disini kita menentukan apakah analit dibuat dalam bentu oksida atau biasa pada karbon dinamakan pengabuan.

4.Menimbang endapan

Zat yang ditimbang haruslah memiliki rumus molekul yang jelas

Biasanya reagen R ditambahkan secara berlebih untuk menekan kelarutan endapan (Day and Underwood, 2002).

Partikel hasil proses pengendapan ditentukan oleh proses nukleasi dan pembentukan nukleus. Dalam analisa gravimetri harus selalu diupayakan agar terdapat endapan yang murni dan partikel-partikelnya cukup besar sehinggamudah disaring dan dicuci.

1). Kemurnian endapan

Endapan murni adalah endapan yang bersih, artinya tidak mengandung molekul-molekul lain (zat-zat lain yang biasanya disebut pengotor atau kontaminan). Pengotor oleh zat-zat lain mudah terjadi, karena endapan timbul dari larutan yang berisi macam-macam zat. Sedangkan endapan kasar adalah endapan yang butir- butirnya tidak kecil, halus melainkan besar. Hal penting untuk kelancaran penyaringan dan pencucian endapan. Adapun tujuan dari pencucian endapan adalah untuk menyingkirkan kotoran yang teradsorpsi pada permukaan endapan maupun yang terbawa secara mekanis (Harjadi, 1993).

Endapan yang telah terjadi akan mengandung zat-za pengatur dan itu akan bergabtung pada sifat endapan dan pada kondisi kondisi dimana endapan itu terjadi, yang menyebabkan terjadinya kontraminasi dapat terjadi karena adsorpsi pada permukaan kristal yang berbeda dengan larutan, dan jika luas permukaannya besar maka juml zat yang terdsopsi bertambah banyak. Kopresipitasi juga dapat terjadi secara oklusi yaitu zat-zat asing masuk kedalam kristal pada proses pertumbuhan kristal.
Bila proses pertumbuhan kristal lambat, maka zat pengatur akan larut dan kristal yang terjadi lebih besar dan murni. Kopresipitasi tidak dapat dihilangkan dengan pencucian dan untuk mengatasinya dengan endapan itu di larutkan kembali dan kemudian di endapakan kembali dank arena ion yang berkontaminasi sekarang konsentrasinya lebih rendah, sehingga endapan lebih murni. Postpresipitasi yaitu terjadinya endapan kedua pada permukaan endapan pertama. Hal ini terjadi dengan campuran garam yang sukar larut.
Untuk mendapatkan endapan yang besar dan murni, biasanya endapan di degrasi (didegest) atau dimatangkan yaitu dengan endapan dibiarkan kontak dengan larutan induknya selama beberapa jam pada temperature 60-70oC.
2. Menyaring dan mencuci endapan
Endapan yang disaring dikotori oleh zat-zat yang mudah larut dan harus dihilangkan dengan cara pencucian endapan. Yang menjadi dasar pada pencucian adalah :
a)dapat melarutkan zat pengotor dengan baik tetapi tidak melarutkan endapan
b)dapat mencegah terjadinya peptisasi pada waktu pencucian
c)dapat menyebabkan pertukaran ion-ion yang teradsorpsi diganti oleh ion lain yang pada pemanasan dapat menguap
d)endapan yang terjadi dapat disaring dengan kertas saring bebas abu, cawan penyaring dengan asbes atau penyaring gelas.
3. Penyaring dan Pemanasan endapan.Endapan yang terjadi disaring, dicuci, dikeringkan, diabukan, dan dipijarkan sampai beratnya konstan. Pengeringan endapan untuk menghilangkan air dan zat yang mudah menguap. Pemijaran untuk merubah endapan itu kedalam suatu senyawa kimia yang rumusnya diketahui dengan pasti.

Syarat-syarat endapan Gravimetri

Suatu endapan gravimetri, haruslah endapan yang :

1.      Sempurna

Maksudnya semua ion yang diendapkan harus habis bereaksi dengan pereaksinya. Untuk ini diperlukan pereaksi yang sedikit berlebih agar Ksp suatu senyawa juga mempengaruhi kesempurnaan endapannya.Semakin kecil Ksp suatu senyawa,semakin mudah diendapkan senyawa tersebut.

2.      Murni

Yakni reaksi endapan itu harus bersih,tidak mengandung ion-ion atau molekul-molekul yang lain yang disebut pengotor.

3.      Susunannya tertentu dan pasti

Ialah suatu endapan gravimetric haruslah diketahui susunannya dengan pasti,yakni mempunyai rumus molekul tertentu baik sebelum maupun sesudah dipanaskan atau dipijarkan.

Sebagai contoh ialah endapan Fe(OH)3 senyawa ini mempunyai susunan tetap dan tertentu, namun sebagai endapan selalu berbentuk hidroksida yang berarti kristal Fe(OH)3nH2O.Jelas bahwa jumlah molekul H2O yang tidak tentu yaitu n .Endapan ini kalau hanya dikeringkan saja akan berakibat terjadinya kesalahan.Namun bila dipijarkan pada suhu 1000oC akan diubah menjadi Fe2O2 yang rumus molekulnya pasti.

A.    PengertianPemisahan

Pemisahan memilikili lima pengertian. Yaitu:

 Mengambil zat-zat yang dikehendaki

 Menghilangkan zat yang mengganggu dari zat yang diperlukan untuk kepentingan analisis

 Pemurnian zat yang dikehendaki

 Isolasizat yang dikehendaki dari suatu bahan

 Memisahkan zat dari komponen-komponennya untuk keperluan analisa total

B.     Teknik-teknik Pemisahan Endapan

1.      Penyaringan (Filtrasi)

Filtrasi adalah operasi dimana campuran yang heterogen antara fluida dan partikel-partikel padatan dipisahkan oleh media filter yang meloloskan fluida tetapi menahan partikel-partikel padatan.

Hal yang paling utama dalam filtrasi adalah mengalirkan fluida melalui media berpori.

Filtrasi dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu:

 Pemisahan kertas saring tanpa tekanan (sangat cocok untuk campuran heterogen dimana jumlah cairannya lebih besar dibandingkan partikel zat padatnya)

Cara: Kertas saring kita potong melingkar jika masih bentuk lembaran empat persegi panjang atau persegi, jika telah berbentuk lingkaran lipat dua, sebanyak tiga atau empat kali. Selanjutnya buka dan letakkan dalam corong pisah sehingga tepat melekat dengan corong pisah. Tuangkan campuran heterogen yang akan dipisahkan, sedikit demi sedikit, kira-kira banyaknya campuran tersebut adalah sepertiga dari tinggi kertas. Lakukan berulang-ulang, sehingga kita dapat memisahkan partikel padat dengan cairannya.

 pemisahan dengan pompa vakum (sangat cocok dilakukan, jika jumlah partikel padatnya lebih besar dibandingkan dengan cairannya).

2.      Sedimentasi

Sedimentasi merupakan pemisahan padatan dari suatu suspense dengan cara mendiamkan. Pemisahan ini berdasarkan perbedaan berat partikel dalam suspensi. Cara paling mudah adalah dengan membiarkan padatan mengendap dengan sendirinya karena pengaruh gravitasi. Setelah pengendapan dirasa sempurna, air yang jernih dapat dipisahkan dari endapan yang tersuspensi di dasar bak pelarut. Kecepatan pengendapan dapat dipengeruhi oleh berat jenis, viskositas serta bentuk dan ukuran partikel. Contoh pemisahan lumpur dari air sungai pada proses pengolahan air.

3.      Sentrifugasi

Metode yang digunakan dalam untuk mempercepat proses pengendapan dengan memberikan gaya sentrifugasi pada partikel-partikelnya. Pemisahan sentrifugal menggunakan prinsip dimana objek diputar secara horizontal pada jarak tertentu. Apabila objek berotasi di dalam tabung atau silinder yang berisi campuran cairan dan partikel, maka campuran tersebut dapat bergerak menuju pusat rotasi, namun hal tersebut tidak terjadi karena adanya gaya yang berlawanan yang menuju kearah dinding luar silinder atau tabung, gaya tersebut adalah gaya sentrifugasi. Gaya inilah yang menyebabkan partikel-partikel menuju dinding tabung dan terakumulasi membentuk endapan.

4.      Kristalisasi

Pemisahan dengan teknik kristalisasi didasari atas pelepasan pelarut dari zat terlarutnya dalam sebuah campuran homogen atau larutan, sehingga terbentuk kristal dari zat terlarutnya. Proses ini adalah salah satu teknik pemisahan padat-cair yang sangat penting dalam industri, karena dapat menghasilkan kemurnian produk hingga 100%. Kristal dapat terbentuk karena suatu larutan dalam keadaan atau kondisi lewat jenuh (supersaturated). Kondisi tersebut terjadinya karena pelarut sudah tidak mampu melarutkan zat terlarutnya, atau jumlah zat terlarut sudah melebihi kapasitas pelarut. Sehingga kita dapat memaksa agar kristal dapat terbentuk dengan cara mengurangi jumlah pelarutnya, sehingga kondisi lewat jenuh dapat dicapai.

Cara mencapaikondisi lewat jenuh:

 Pendinginan

Yaitu mendinginkan larutan yang akan dikristalkan sampai keadaan lewat jenuh dimana konsentrasi larutan lebih besar dari konsentrasi larutan jenuh pada suhu tersebut.

 Penguapan Solvent

Larutan disiapkan dalam evaporator untuk dipekatkan, lalu dikristalkan dengan pendingin. Cara ini digunakan untuk zat yang mempunyai kurva kelarutan agak dalam.

 Evaporasi Adiabatis

Larutan dalam keadaan panas bila dimasukan ke dalam ruang vacum, maka terjadi penguapan dengan sendirinya, sebab tekanan totalnya menjadi lebih rendah dari tekanan uap solvent pada suhu itu. Penguapan dan turunnya suhu disertai kristalisasi.

 Penambahan zat lain yang dapat menurunkan kelarutan zat yang akan dikristalisasi, misalnya larutan NaOH ditambah gliserol, maka kelarutan NaOH menjadi turun dan larutan NaOH mudah diendapkan.

Kelemahan kertas saring adalah:

a.      Dapat rusak oleh asam dan basa kuat               

b.     Kekuatan mekanisnya kurang dan mudah sobek jika terkena pengaduk sehingga bocor dan mengotori endapan karena serat-seratnya terbawa, terutama untuk penyaringan vakum agak menyulitkan

c.      Dapat mengadsorbsi bahan-bahan dari larutan yang disaring

d.     Untuk gravimetric perlu di bakar habis karena tidak dapat di keringkan sampai mencapai bobot tetap

Keuntungan kertas saring

Murah, mudah di dapat, efesiensi penyaringan tinggi di sebabkan antara lain karena permukaannya yang luas , teknik dan peralatan penunjangnya sederhana.

Untuk kecepatan penyaringan tersedia kertas dengan pori- pori halus medium, dan kasar. Untuk menyaring di gunakan corong dengan kerucut bersudut 60 derajat. Endapan yang akan dipijarkan harus di saring dengan kertas saring tak