LAPORAN PRAKTIKUM & PEMBAHASAN PENETAPAN KADAR BESI (II) SULFAT / FeSO4 DENGAN METODE PERMANGANOMETRI

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANALISIS

PENETAPAN KADAR BESI(II) SULFAT DENGAN METODE PERMANGANOMETRI

Oleh: Nurshasa Awalia

A.    TUJUAN PERCOBAAN

·         Pembakuan Larutan KMnO4 0,1 N

·         Penetapan Kadar Besi(II) Sulfat Dengan Metode Permanganometri

B.     LANDASAN TEORI

Permanganometri adalah suatu cara penetapan kadar zat berdasarkan atas reaksi oksidasi reduksi dengan KMnO₄ ( Becket, 1968). Kalium Permanganat adalah oksidator kuat yang dapat bereaksi dengan cara yang berbeda-beda, tergantung pada pH larutannya (W. Harjadi, 1993)

Kekuatan KMnO₄ sebagai oksidator juga berbeda-beda sesuai dengan reaksi yang terjadi pada pH berbeda itu. Reaksi yang bermacam ragam ini disebabkan oleh keragaman valensi Mangan, dari 1 sampai dengan 7 yang semuanya stabil keciali valensi 1 dan 5 (W. Harjadi, 1993)

Reduksi MnO₄^- berlangsung sebagai berikut:

a)      Dalam larutan asam, [H⁺] 0,1 N atau lebih

MnO­₄^- + 8H⁺ + 5e D Mn²⁺ + 4H₂O                                 E^o= 1.51 volt

b)     Dalam larutan netral, pH 4-10

MnO­₄^- + 4H⁺ + 3e D MnO₂ + 2H₂O                                E^o= 1.70 volt

c)      Dalam larutan basa, [OH^-] 0,1 N atau lebih

MnO­₄^- + e D MnO­₄^2-                                                                          E^o= 0,56 volt

Kebanyakan titrasi permanganometri dilakukan dalam suasana asam seperti pada persamaan (a). Potensial standar dari larutan asam ini adalah sebesar (E^o = 1,51 volt). Jadi Kalium Permanganat merupakan oksidator yang sangat kuat (Rahman, 2007)

Dari persamaan reaksi (a) di atas dapat diketahui bahwa berat ekivalen (BE) KMnO₄ adalah seperlima dari berat molekulnya (BE=1/5 BM), karena tiap mol Kalium Permanganat setara dengan 5 elektron dan valensinya adalah 5. Sedangkan dalam medium basa atau medium yang agak netral, permanganat bersifat oksidator lemah. BE KMnO₄ dalam medium basa adalah 1/3 BMnya.

Biasanya dalam pembentukan suasana asam, yang digunakan adalah Asam Sulfat pekat (H₂SO₄) bukan Asam Klorida. Alasan kenapa asam yang digunakan harus H₂SO₄ bukan HCl adalah karena H₂SO₄ tidak bereaksi dengan KMnO_4. Berbeda dengan HCl, HCl dapat bereaksi dengan KMnO₄ dengan reaksi:

2MnO₄^- + 16H⁺ + 10Cl^- D 2Mn²⁺ + 5Cl₂ + 8H₂O

Yang diharapkan terjadi adalah reaksi antara sampel dengan KMnO_4. Sehingga setiap tetes KMnO₄ yang turun dari buret dapat menggambarkan dari 2 mol Na₂C₂O₄. Namun keberadaan Cl^- dari HCl akan mengganggu reaksi ion MnO₄^2- yang harusnya bereaksi dengan C₂O₄^2- juga akan bereaksi dengan ion Cl^- membentuk klorin. Sehinga volume titrasi yang didapat tidak benar-benar menggambarkan normalitasnya.

Reaksi ini terjadi terutama dengan garam garam besi. Adanya Mangan dapat mempercepat peruraian permanganat karena Mangan dapat bereaksi dengan permanganat membentuk mangan dioksida dengan reaksi sebagai berikut:

2MnO₄^- + 3Mn²⁺ + 2H₂O D 2MnO₂ + 4H⁺

Meski ini berjalan lambat dalam suana asam, akan tetapi dalam suasana netral berjalan sangat cepat (Rohman, 2007). Karena aquades umumnya mengandung zat-zatorganik yang dapat mereduksi, maka sering terjadi peruraian sendiri dalam penyimpanan larutan KMnO₄ menurut reaksi :

4MnO₄^- + 2H₂O D 4MnO₂ + 3O₂ + 4OH^-

Kalium Permanganat dapat digunakan sebagai indikator jika digunakan sebagai titran. Sebab kelebihan sedikit saja Kalium Permanganat menyebabkan larutan menjadi merah muda terang. Larutan KMnO₄ tidak stabil jika terkena udara secara langsung dan jika terkontaminasi zat-zat organik tertentu.

Oleh karena itu dalam Official Compendium tercantum uji “bahan yang mereduksi permanganat” dan uji “bahan yang mudah mengoksidasi”. Uji ini dibuat untuk mencek keberadaan kontaminan tertentu yang mampu menghilangkan warna larutan encer permanganat.

MONOGRAFI FERRO SULFAT/BESI (II) SULFAT (FeSO₄)

Besi (II) Sufat mengandung tidak kurang dari 80% dan tidak lebih dari 90% FeSO₄

Pemerian   : serbuk putih kebiruan, rasa logam sepat

Kelarutan  : perlahan-lahan larut hampir sempurna dalam air bebas CO₂

C.    METODE KERJA

1.      Alat

·         Neraca analitik     

·         Gelas Arloji

·         Erlenmeyer

·         Propipet

·         Pipet ukur

·         Pipet volume

·         Pipet tetes

·         Sendok

·         Termometer

·         Buret

·         Statif

·         Kompor listrik

2.      Bahan

·         KMnO₄ 0,1 N

·         H₂SO₄ pekat

·         H₂SO₄ encer

·         Aquades

·         Na₂C₂O₄

·         FeSO₄

3.      Cara Kerja

a.       Pembakuan larutan KMnO₄

Timbang seksama natrium oksalat 100mg, yang sebelumnya  telah dikeringkan pada suhu 110^oC hingga bobot tetap, larutkan dalam 50 ml air. Tambahkan 7 ml H₂SO₄ pekat, panaskan hingga suhu 70^oC dan titrasi perlahan-lahan dengan larutan KMn0₄ dari buret bertutup kaca, sambil digoyang-goyang, hingga terjadi warna merah jambu pucat yang mantap selama 15 detik. Suhu akhir titrasi tidak boleh kurang dari 60^oC (Jenkins, 1957; Anonim, 1979).

b.      Penetapan kadar Besi (II) Sulfat

Timbang seksama 200 mg Besi (II) Sulfat, larutkan dalam 25 ml air dan 25 ml asam sulfat encer, titrasi dengan KMnO₄ 0,1 N hingga warna merah muda mantap.

D.    RANCANGAN ANALISIS

E.     PERHITUNGAN

                     

F.     PEMBAHASAN

Pada praktikum ini yang kami lakukan adalah menetapkan kadar Besi (II) Sulfat dengan metode permanganometri. Sedikit diulas kembali, Permanganometri merupakan suatu metode untuk menetapkan kadar suatu zat tertentu berdasarkan pada reaksi reduksi oksidasi (redoks) dengan Kalium Permanganat.

KMnO₄ disini bertindak sebagai oksidator kuat yang daoat bereaksi dengan cara yang berbeda-beda tergantung pada pH larutannya. Begitupula dengan kekuatannya sebagai oksidator, juga berbeda-beda sesuai dengan reaksi yang terjadi pada pH yang berbeda itu.

Reaksi KMnO₄ berlangsung sebagai berikut:

a)      Dalam larutan asam, [H⁺] 0,1 N atau lebih

MnO­₄^- + 8H⁺ + 5e D Mn²⁺ + 4H₂O                           E^o= 1.51 volt

b)     Dalam larutan netral, pH 4-10

MnO­₄^- + 4H⁺ + 3e D MnO₂ + 2H₂O              E^o= 1.70 volt

c)      Dalam larutan basa, [OH^-] 0,1 N atau lebih

MnO­₄^- + e D MnO­₄^2-                                                                  E^o= 0,56 volt

Saat praktikum penetapan kadar FeSO₄ maupun pada saat pembakuan KMnO₄, reaksi yang terjadi didasarkan pada persamaan (a). Berikut pembahasan hasil percobaan yang dilakukan.

1.      Pembakuan KMnO­₄

KMnO₄ sebagai titran/larutan baku sekunder, sifatnya mudah sekali terurai. Yang mana penguraiannya dikatalisis oleh cahaya, panas, asam-basa, ion Mn(II) dan MnO^2- biasanya terbentuk dari dekomposisinya sendiri dan bersifat autokatalitik. Sehingga untuk mempersiapkan, larutan standar KMnO₄ sebelum digunakan untuk penetapan kadar FeSO₄ harus distandarisasi terlebih dahulu dengan baku primer. Baku primer yang dapat digunakan untuk menstandarisasi KMnO₄ adalah asam oksalat dan natrium oksalat.

Natrium oksalat, Na­₂C₂O₄ adalah standar primer terbaik untuk menstandarisasi larutan KMnO₄  karena dapat diperoleh dalam kondisi yang sangat murni, stabil pada saat pengeringan dan bersifat nonhigroskopis. Berikut reaksi yang terjadi: 

Reaksi antara Na₂C₂O_4­  dengan KMnO₄ ini berlangsung dalam suasana asam. Alasan kenapa asam yang digunakan harus H₂SO₄ bukan HCl adalah karena H₂SO₄ tidak bereaksi dengan KMnO_4. Berbeda dengan HCl, HCl dapat bereaksi dengan KMnO₄ dengan reaksi:

2MnO₄^- + 16H⁺ + 10Cl^- D 2Mn²⁺ + 5Cl₂ + 8H₂O

Yang diharapkan terjadi adalah reaksi antara sampel dengan KMnO_4. Sehingga setiap tetes KMnO₄ yang turun dari buret dapat menggambarkan dari 2 mol Na₂C₂O₄. Namun keberadaan Cl^- dari HCl akan mengganggu reaksi ion MnO₄^2- yang harusnya bereaksi dengan C₂O₄^2- juga akan bereaksi dengan ion Cl^- membentuk klorin. Sehinga volume titrasi yang didapat tidak benar-benar menggambarkan normalitasnya.

Selain memilih asam yang digunakan untuk memberikan suasana asam saat standarisasi KMnO₄, pada prosedur kerjanya juga dilakukan pemanasan. Berikut alasan mengapa pemanasan saat pembakuan KMnO₄ sangat diperlukan:

Reaktan (0,1 N setelah dicampur)	Waktu untuk reaksi berjalan 99% setelah dicampur	Katalisator
CeIV + FeII (H2SO4 0,5M)	~10-2 detik	-
CeIV + Fe(CN)64- (H2SO4)	~10-2 detik	-
CuII + I- (pH 3-4)	~1 detik	-
Fe2+ + MnO4- (H2SO4)	~1 detik	-
CeIV + SnII (H2SO4)	~100 detik	-
IO3- + I- (pH >7)	sangat lambat (± bereaksi 0,1% dalam 30 menit)	H+
MnO4- + C2O42- (H2SO4)	sangat lambat	MnII
FeIII + SnII (HClO4)	sangat lambat	OH-, ion halida

Pada tabel di atas terlihat bagaimana kecepatan reaksi redoks antara Na₂C₂O_{4 ­}dengan KMnO₄ berjalan sangat lambat pada suhu kamar, untuk itulah perlu dibantu dengan pemansan agar reaksi berlangsung lebih cepat.

Untuk penentuan titik akhir titrasi, metode Permanganometri ini khas sekali, yakni tidak perlu penambahan indikator dari luar. Karena kelebihan sedikit saja KMnO4 akan membuat larutan berwarna merah jambu muda terang (Jenkins, 1957). Sebanyak 0,01 ml KMnO4 dalam 100 ml larutan telah dapat dilihat warna ungunya.

Pada percobaan diperlukan 7,4 ml dan 7,5 larutan KMnO₄ untuk 2x replikasi hingga terjadi perubahan warna menjadi merah jambu pucat. Normalitas hasil pembakuan yang diperoleh adalah 0,102 N dan 0,100 N. Rata-rata normalitasnya sebesar 0,101 N.

2.      Penetapan Kadar FeSO₄

Untuk penetapan kadar kandungan FeSO₄ dalam sampel yang diujikan, prinsipnya tidak jauh berbeda dengan standariasi larutan KMnO₄ . Sama-sama mengalami reaksi reduksi oksidasi. KMnO₄ berperan sebagai oksidator, akan mengoksidasi Ferro (Fe²⁺) menjadi Ferri (Fe³⁺) dan KMnO₄nya sendiri akan mengalami reduksi menjadi ion Mn²⁺ dalam suasana asam. Berikut reaksinya:

Asam yang ditambahkan juga sama-sam H_2­SO₄. Yang membedakannya adalah pemanasan. Jika pada standarisasi larutan KMnO₄ menggunakan pemanasan pada prosedur kerja titrasinya, maka saat penetapan kadar FeSO₄ tidak perlu pemanasan. Hal ini dapat dilihat pada tabel kecepatan reaksi reduksi oksidasi antar beberapa zat (tabel sebelumnya). Dalam tabel, terlihat bahwa waktu yang diperlukan untuk berjalannya reaksi 99% setelah FeSO₄ ditambahkan KMnO₄ hanya 1 detik saja. Artinya reaksinya berjalan cepat. Tidak memerlukan pemanasan.

Kadar masing-masing FeSO­4 dalam sampel yang diuji pada ketiga replikasi yang dilakukan yakni: 56,555;54,32%;57,23% dengan rata-rata kadar sebesar 56,03%. Dari hasil uji statistik yang dilakukan, nilai CV yang diperoleh adalah <5% yakni 2,72%. Nilai ini menunjukkan sebaran/selisih data hasil percobaan tidak terlalu besar. Begitupula dengan nilai X ± LE mempunyai rentang 54,383% - 57,677% dan semua data kadar yang didapat semuanya masuk dalam rentang tersebut, tidak ada yang menyimpang lebih kecil ataupun lebih besar. Artinya semua data dapat diterima.

G.    KESIMPULAN

1.      Normalitas KMnO₄ hasil pembakuan adalah 0,101 N.

2.      Kadar FeSO­₄ dalam sampel adalah 56,03%.

H.    DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 1979. Farmakope Indonesia Edisi III. Jakarta: Departemen Kesehatan Republik Indonesia

Chang, Raymond. 2005. Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti Jilid I Edisi III. Jakarta: Erlangga

Day, R., A., & Underwood, A., 1992. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga

Khopkhar, S., M., 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press

Shevla, G, 1979. Vogel: Analisis Anorganik Kuantitatif Makro dan Semi Mikro. Jakarta: PT Kalman Media Pustaka

Rohman, Abdul. 2007. Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta, Pustaka Pelajar