POTENSIOMETRI

BAB 1

PENDAHULUAN

1.      Latar Belakang

Pengukuran kuantitatif dalam kimia analitik secara umum dibedakan menjadi potensiometri (berdasarkan potensial sel) dan voltammetri (berdasarkan arus sel). Potensiometri adalah istilah yang digunakan untuk menjelaskan pengukuran potensial atau voltage dari suatu sel elektrokimia yang terdiri dari elektroda dan larutan. Larutan tersebut berisi komponen utama yang mempunyai kemampuan mengion.

Dasar metode potensiometri adalah membuat sel elektrik dari analat suatu larutan sehingga perbedaan potensial sel tersebut berkaitan dengan konsentrasi larutan.

Potensiometri adalah metode analisa kimia untuk menentukan potensial listrik dengan menggunakan elektroda dan alat yang digunakan  dalam potensiometri ini adalah potensiometer. Potensiometri merupakan aplikasi langsung dari persamaan Nernst dengan cara pengukuran potensial dua elektroda tidak terpolarisasi pada kondisi arus nol. Persamaan Nersnt memberikan hubungan antara potensial relative suatu elektroda dan konsentrasi spesies ioniknya yang sesuai dengan larutan. Dengan pengukuran potensial reversible suatu elektroda, maka perhitungan  aktivitas atau konsentrasi suatu komponen dapat dilakukuan.

Metode potensiometri memerlukan setidaknya dua macam elektroda, yaitu elektroda referensi eksternal yang memiliki potensial konstan dan elektroda selektif ion atau biasa disebut juga elektroda referensi internal yang digunakan untuk pengukuran dan dipisahkan dari larutan oleh suatu membran.(Wang 2001) Elektroda yang dipakai pada percobaan adalah elektroda membran gelas yang digunakan pada potensiometer. Elektrodanya adalah Ag-AgCl yang dirancang sebaik mungkin sehingga voltage hanya bergantung pada konsentrasi ion H⁺ yang terletak di luar tabung elektroda.

2.      Rumusan Masalah

1.      Apa pengertian dari analisis potensiometri

2.      Bagaimana prinsip kerja Potensiomteri

3.      Apa saja jenis jenis indikator dalam analisis potensiometri

4.      Bagaimana keunggulan dan kekurangan analisis secara potensiometri

3.      Tujuan Penulisan

1.      Mempelajari pengertian dari analisis potensiometri

2.      Mengetahui prinsip kerja Potensiomteri

3.      Mengetahui jenis jenis indikator dalam analisis potensiometri

4.      Membandingkan keunggulan dan kekurangan analisis secara potensiometri

  

BAB 2

PEMBAHASAN

1.      Pengertian Analisis Potensiometri

Potensiometri merupakan metode analisis kimia berdasar hubungan antara potensial elektroda relatif dengan konsentrasi larutan dalam suatu sel kimia. Metode ini berguna untuk menentukan titik setara suatu titirasi secra instrumental sebagai pengganti indikator visual. Alat yang digunakan untuk melakukan percobaan ini adalah potensiometri atau pH meter dengan elektroda kerja dan referensi yang tercelup dalam larutan yang diukur. Hasil pengukuran berupa harga potnsional elektroda yang dapat dibuat kurva hubungan antara potensial (E) dan volume pereaksinya.

Potensiometri adalah suatu cara analisis berdasarkan pengukuran beda potensial sel dari suatu sel elektrokimia. Pada potensiometri mempelajari hubungan antara konsentrasi dengan potensial. Metode ini digunakan untuk mengukur potensial, pH suatu larutan, menentukan titik akhir titrasi dan menentukan konsentrasi ion-ion tertentu dengan menggunakan elektroda selektif ion. Susunan alat pada potensiometri meliputi elektroda pembanding (reference electrode), elektroda indikator (indicator electrode), dan alat pengukur potensial.

2.      Prinsip Kerja Potensiometri

a.      Dasar pengukuran dengan potensiometri

Potensiometri merupakan salah satu cara pemeriksaan fisik kimia yang menggunakan peralatan listrik untuk mengukur potensial elektroda, besarnya potensial elektroda ini tergantung pada kepekatan ion–ion tertentu dalam larutan, karena itu dengan memakai persamaan Nernst :

E = E^o + K log (c)

Dimana :    E = sel potensial yang diukur

E^o = konstan selama pemberian suhu

C = konsentrasi yang ditentukan

K = RT log ( 10 ) / n F

Dimana:     R = gas konstan

T = suhu absolut

F = suhu faraday konstan

N = nomer dari elektron atau diambil dari satu molekul yang ditentukan

Tetapi dalam kenyataan ( n ) tidak diperlukan, itu terjadi jika ( n ) merupakan muatan yang sama dan telah terbentuk menjadi ionic dari yang telah ditentukan. Sehingga kepekatan ion dalam larutan dapat dihitung langsung dari harga potensial yang diukur itu.

Potensial suatu elektroda tidak dapat diukur tersendiri, tetapi dapat ditentukan dengan menggunakan elektroda indikator dengan elektroda pembanding yang hanya memiliki harga potensial yang tetap selama pengukuran.

Elektroda pembanding yang diambil sebagai baku international adalah elektroda hidrogen baku. Harga potensial elektroda ini ditetapkan nol pada kesadahan baku ( H⁺ )= 1 M, tekanan gas H₂ = 1 atm dan suhu 25^o C, sedangkan gaya gerak listrik ( GGL ) pasangan elektroda itu diukur dengan bantuan potensiometer yang sesuai, dan sering digunakan peralatan elektronik ( volt meter ).

b.      Titrasi Potensiomteri

Pada dasarnya setiap titrasi (asam–basa), kompleksiometri, ataupun titrasi redoks dapat dilakukan secara potensiometri dengan bantuan elektroda indikator dan elektroda pembanding yang sesuai. Dengan demikian kurva titrasi yang diperoleh dengan menggambarkan grafik potensial terhadap volume penitran yang ditambahkan mempunyai kenaikan yang tajam disekitar titik kesetaraan, dari grafik tersebut dapat diperkirakan titik akhir titrasi.

Cara potensiometri cocok untuk menentukan titik akhir titrasi jika dalam percobaan tidak ada indikator yang cocok, misalnya saja analisa untuk larutan yang keruh atau bila daerah kesetaraannya sangat pendek.

Dalam suatu titrasi potensiometri titik akhir ditemukan dengan menentukan volume yang menyebabkan perubahan relative besar dalam potensial apabila titran ditambahakan beberapa metode menyalurkan beberapa data titrasi dapat digunakan untuk semua reaksi digunakan untuk tujuan titrimetri asam basa, reaksi pengendapan dan pembentukan kompleks. Dipilih suatu alat elektroda indicator yang tepat untuk suatu elektroda pembanding seperti kalomel untuk melengkapi sel titrasi potensiometri dapat digunakan dengan tangan ataupun dengan potensioautomatik penekanan kurva titrasi secara automatic pada titik akhir.

Dalam titrasi manual potensial terukur setelah penambahan tiap tetes berurutan dari titran dan hasil pengamatan digambarkan pada suatu kertas grafik pada volume titran unutk diperoleh suatu kurva titrasi. Dalam banyak hal, suatu potensiometer sederhana dapat digunakan, akan tetapi jika tersangkut elektroda gelas, seperti dalam kebanyakan titrasi asam basa suatu peralatan pengukur dengan ipedansi masukan tinggi diperlukan suatu adanya tahanan tinggi dari gelas, digunakan pH meter khusus. pH meter ini digunakan secara meluas untuk semua jenis titrasi, bahkan dalam hal penggunaannya tidak diwajibkan.

Meskipun kurva titrasi sudah tersedia suatu unsur subjektif masuk kedalam prosedur seorang analisis harus menentukan tempat pada kurva yang paling curam, biasanya digunakan jenis pemeriksaan suatu reaksi yang berlangsung lengkap dengan baik, maka kurva titrasi menjadi demikian cuiramnya dekat dengan titik ekuivalen sehingga ketidaktentuannya adalah kecil, ketelitian untuk membuat lagi titik akhirnya kemungkinannya lebih jelek.

Suatu alur arah lereng suatu kurva titrasi, yakni perubahan potensial dengan berubhanya volume (DE/DV) terhadap volume titran. Kurva yang dihasilkan naik sampai suatu maksimum pada titik ekivalen.

Volume pada titik ekivalen ditentukan dengan menurunkan garis vertikal dan puncak dengan sumbu volume. Ada sedikit ketidaktentuan dalam menetapkan secara tepat puncak dari kurva semakin kompleks reaksinya semakin tajam puncaknya dan dengan demikian makin teliti letak titik ekivalen.

Suatu alur dari perubahan arah lereng suatu kurva titrasi (DE²/DV²) terhadap volume titran. Pada titik tempat kemiringan DE/DV merupakan suatu maksimum, turunan kemiringan adalah nol. Titik akhir terletak pada penggambaran suatu garis vertikal dari tempat D²E/DV² adalah nol ke sumbu volume. Bagian kurva yang menghubungkan harga – harga maksimum dan minimum dari D²E/DV²  adalah lebih curam semakin lengkap reaksi titrasi.

Contoh-contoh reaksi yang simetrik asam basa redoks dan pengendapan:

·         H₃O⁺ +  OH^-                       2H₂O

·         Ag⁺ +  CL^-                          AgCL _(s)

·         FE²⁺ +  Ce⁴⁺               FE³⁺ +  Ce³⁺

Untuk reaksi –reaksi demikian, titik tengah bagian curam dari kurva sesuai dengan titik ekuivalen.

Untuk reaksi-reaksi tidak simetrik seperti:

2Ag⁺  + CrO₄^2-Ag₂CrO_4(s)      dan  Sn²⁺    +  2Ce⁴⁺  Sn⁴⁺ + 2Ce³⁺

Maka titik ekuivalen tidak terletak pada titik tengh kurva. Potensial pada titik ekuivalen dalam titrasi dari timah putih (II) (e⁰₁ ) dengan ion-ion serum (IV) (e^o₂) adalah (2e^o₁ + e^o₂ )/3. Demikian pula, harga maksimal dari DE/DVuntuk suatu reaksi tidak simetrik tidak secara tepat berhimpit dengan titik ekuivalen. Sekalipun demikian, maksimum biasanya diambil sebagai titik akhir titrasi.kesalahan yang dibuat oleh prosedur ini adalah sangat kecil.

Ada kemungkinan untuk menentukan tempat titik akhir dengan cara yang sederhana yang didasarkan pada data nyata tanpa menggunakan bantuan suatu grafik. Hanya pengamatan potensial dekat dengan titik ekuivalen yang perlu direkam. Beberapa penambahan volume tertentu misalkan 0,10 ml dipilih dan sejumlah pengamatan diambil, berjarak 0,10 ml dan tiap sisi titik ekuivalen. Sebuah contoh diberikan pada tabel, yang juga memuat harga – harga turunan ke – 1 dan ke – 2. Dapat dilihat dari harga – harga ke – 2 bahwa kemiringan berubah tanda sehingga melewati nol, antara 25,00 dan 25,10 ml titran. Volume pada saat harga  nol dicapai terlebih dahulu dekat dengan 25,00 daripada 25,10 karena pembacaan sebesar + 120 adalah lebih dekat dengan nol dan pada – 224. Karena, 0,10 ml menyebabkan perubahan total dalam turunan kedua dari 120 – (-224) = 344, bagian  (120 /344)*0,10 ml adalah jumlah perkiraan ml kelebihan dari 25,00 yang diperlukan untuk membuat turunan kedua mencapai harga nol maka volume yang dihitung pada titik ekuivalen adalah :

V = 25,00 + 0,10  ()= 25,035

3.      Jenis Jenis Elektroda

a.      Elektroda Pembanding

Elektroda pemanding adalah suatu elektroda dengan harga potensial setengah sel yang diketahui, konstan, dan sama sekali tidak peka terhadap komposissi larutan yang sedang disilidiki. Pasangan elektroda pembanding adalah elektroda eektroda indikator yang potensialnya tergantung pada konsentrasi zat yang sedang diselidiki. Bebrapa contoh elektroda pembanding :

ü  Elektroda Kalomel

Setengah sek elektoda kalomel dapat ditunjukkan sebagai :

ll Hg₂Cl₂ (sat’d), KCl (xM) l Hg

Dengan x meunjukkan konsentrasi KCl didalam larutan. Reaksi elektroda dapat dituliskan sebagai

Hg₂Cl₂ + 2e^-  2Hg + 2Cl^-

Potensial sel ini akan bergantung pada konsentrasi klorida x, dan harga konsentrasi ini harus dituliskan untuk memperjelas elektroda.

ü  Elektroda Perak / Perak Klorida

Elektroda pembanding yang mirip dengan elektroda adalah terdiri dari suatu perak yang dicelupkan kedalam larutan Cl yang dijenuhkan dengan AgCl. Setengah sel elektroda perak dapat ditulis

ll AgCl (sat’d), KCl (xM) l Hg

Reaksi setengah selnya adalah

AgCl + e^_  Ag + Cl^-

Biasanya elektroda ini terbuadari suatu larutan jenuh atau 3,5M KCl yang harga potensialnya adalah 0.199 V (jenuh) dan 0.205 V (3,5M) pada 25⁰C. Elektroda ini dapat digunakan pada suhu yag lebih tinggi sedangkan elektroda kalomel tidak (Sumar, 1994).

b.      Elektroda Kerja

Elektroda indikator dibagi menjadi dua kategori, elektroda logam dan elektroda elektroda membran. Elektroda logam dapat dikelompokkan kedalam elektroda jenis pertama, jenis kedua, jenis ketiga dan elektroda redoks

ü  Elektroda Logam

Beberapa logam seperti perak, raksa, tembaga, dan timbal dapat bekerja sebagai elektroda indikator, apabila berhubungan dengan suatu larutan dari ionnya. Misalnya potensial yang ditimbulkan pada sepotong kawat perak yang tercelup dalam suatu larutan perak nitrat berubah-ubah dengan aktivitas ion perak sesuai dengan ramalan persamaan Nernst. Kiranya pemindahan elektron reversibel terjadi antara permukaan logam dan ion-ion di dalam larutan. Elektroda jenis ini yang ionnya dapat bgertukar secara langsung dengan logam disebut “elektroda jenis pertama”

Elektroda perak-perak klorida, sebagai suatu elektroda pembanding merupakan suatu contoh “elektroda jenis kedua”. Pada suatu elektroda jenis kedua, ion dalam larutan tidak bertukar eletron secara langsung dengan elektroda logam.

Suatu “elektroda jenis ketiga” yang secara luas dipakai adalah elektroda raksa – EDTA. Telah diamati oleh Reilley dan Schmid bahwa potensial elektroda suatu raksa bersangkut secara reversibel dengan ion-ion logam lain dalam larutan dengan adanya kompleks raksa.

ü  Elektroda Inert

Logam mulia seperti platina, emas, dan paladium bertindak sebagai elektroda indikator pada reaksi redoks. Fungsi logam semata-mata untuk membangkitkan kecenderungan system tersebut dalam mengambil atau melepaskan electron; logam itu sendiri tidak ikut serta secara nyata dalam reaksi redoks, potensialnya merupakan fungsi Nersnt dari rasio aktivasi a_Fe2+/a_Fe3+. Tentu saja, inert merupakan ukuran relatif, dan platina tidak kebal dari serangan-seranga oksidator kuat, terutama dalam larutan dimana kompleksasi bias menstabilkan Pt(II) melalui pembentukan spesies.

Platina juga bisa menimbulkan masalah dengan reduktor-reduktor yang sangat kuat: reduksi H⁺ (atau H₂O) kadang-kadang berlangsung sedemikian lambat sehingga analit-analit bias direduksi lebih dahulu dalam larutan air tanpa interfensi dari pelarutnya, tetapi karena H⁺ e = ½ Hkek₂ dikatalis oleh platina, keuntungan kinetik ini  mungkin hilang.

Contoh potensial elektroda platina di dalam larutan yanfg mengandung ion-ion Ce³⁺ dan Ce⁴⁺ adalah,

              E = E0 – 0,059 log [Ce³⁺]/[Ce⁴⁺]

Dengan demikian elektroda platina dapat bertindak sebagai elektroda indikator di dalam titrasi cerimetri.

4.      Kelebihan dan Kelemahan Potensiometri

ü  Kelebihan metode potensiometri

1.      Bisa dilakukan untuk semua titrasi

2.      Kurva titrasi berhubungan antara potensial terhadap volume titran

3.      Digunakan bila :

·         Tidak ada indikator yang sesuai

·         Daerah titik equivalen sangat pendek

ü  Kekurangan metode potensiometri

1.      Diperlukan pencampuran yang akurat dari volume standar maupun sampel yang akan diukur.

2.      Diperlukan perhitungan yang lebih rumit.

3.      Konsentrasi sampel harus diketahui 

BAB 3

PENUTUP

1.      Kesimpulan

Dari pembahasan tersebut maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :

a.       Potensiometri adalah metode analisa kimia untuk menentukan potensial listrik dengan menggunakan elektroda dan alat yang digunakan  dalam potensiometri ini adalah potensiometer. Potensiometri merupakan aplikasi langsung dari persamaan Nernst dengan cara pengukuran potensial dua elektroda tidak terpolarisasi pada kondisi arus nol.

b.      Potensiometri merupakan salah satu cara pemeriksaan fisik kimia yang menggunakan peralatan listrik untuk mengukur potensial elektroda, besarnya potensial elektroda ini tergantung pada kepekatan ion–ion tertentu dalam larutan

c.       Jenis jenis elektroda yang dapat digunakan dalam metode potensiometri adalah  elektroda kerja dan elektroda pembanding.

d.      Metode potensiometri mempunyai kelebihan dan kekurangan yang harus dimanfaatkan dan disiasati untuk kesempurnaan analisis.

2.      Saran

Hendaknya kita menggunakan metode yang sesuai dalam menganalisis suatu sampel,, dan jika kita tetap menggunakan metode potensiometri maka haruslah lebih maksimal dalam pelaksanaannya.

Penulis mengharapkan kritik dan saran untuk kesempurnaan tulisan ini.

DAFTAR PUSTAKA

Arkhablog. 2012. Analisa Potensiometri. http://arkhablog.wordpress.com /2012/06/19/potensiometri/ (diakses tanggal 2 Juni 2013 pukul 15.00 Wita)

Hapsari, Juliana. 2012. Metode Potensiometri. http://julialinahapsari. wordpress.com /2012/06/19/potensiometri/ (diakses tanggal 4 Juni 2013 pukul 18.00 Wita)

Khusnul, Anna. 2012. Potensiometri. http://wwkhusnul.blogspot. com/2012/06/potensiometri.html (diakses tanggal 2 Juni 2013 pukul 15.00 Wita)

Ulfah, Muthia. 2012. Potensiometri. http://muthiaura.wordpress.com /2012/06/16/potensiometri/ (diakses tanggal 4 Juni 2013 pukul 17.00 Wita)