1. VOLUMETRI

Volumetri adalah cara analisis kuantitatif berdasarkan pengukuran volume larutan standar yang bereaksi sempurna dengan analit
Titrasi adalah cara pengukuran volume larutan standar yang bereaksi dengan analit dengan penambahan sedikit demi sedikit sampai reaksi sempurna
Larutan standar larutan yang konsentrasinya sudah diketahui dengan tepat
Syarat-syarat larutan standar

1. Stabil
2. Bereaksi cepat dengan analit
3. Bereaksi sempurna dengan analit
4. Bereaksi selektif dengan analit

Standar primer adalah zat murni digunakan untuk pembanding dalam titrasi. Bila dijadikan larutan, konsentrasinya dapat ditentukan dengan teliti dari masa yang ditimbang dan volume larutan.
Syarat standar primer:

• Kemurnian tinggi
• Stabil (diudara dan dalam larutan)
• Tidak mengandung air hidrat dan tidak hidroskopis
• Mempunyai masa molekul (Mr) tinggi
• Mudah didapat dengan harga yang pantas
• Mudah larut
• Tidak banyak senyawa yang memenuhi syarat tersebut

Larutan standar sekunder
Larutan standar sekunder adalah larutan standar yang konsentrasinya ditentukan dengan standar primer secara titrasi

Titik ekivalen adalah titik pada titrasi dimana jumlah standar ditambahkan tepat sama dengan jumlah analit dalam sampel

Titik akhir adalah saat terjadi perobahan dimana jumlah titran sama dengan jumlah analit hingga titrasi diakhiri

Larutan adalah campuran homogen dari dua senyawa atau lebih
Larutan terdiri dari solute (terlarut) yang terdispersi merata dalam solvent (pelarut).
Bagaimana larutan terbentuk?

1. Molekul pelarut penyerang ion permukaan.
2. Masing-masing ion dikelilingi oleh molekul pelarut.
3. Entalpi (DH) berubah setiap terjadi pemutusan atau pembentukan interaksi.

Pembagian volumetri
Titrasi asam basa (asidi-alkalimetri)
Asidimetri → titasi dengan standar asam
Alkalimetri → titrasi dengan standar basa
Titrasi oksidasi reduksi
Permanganometri → titrasi dengan kalium permanganat (KMnO4)
Iodometri → reduksi dengan KI menghasilkan I2 selanjutnya I2 terbentuk dititrasi dengan natrium tiosulfat
Iodimetri → titrasi dengan larutan I2
Titrasi pengendapan
Argentometri → titrasi menggunakan standar perak nitrat (AgNO3)
4. Titrasi kompleksometri → titrasi dengan etilen diamina tetra asetat (EDTA)

TITRASI OKSIDASI REDUKSI
Titrasi dengan standar oksidator atau standar reduktor

1. Permanganometri → titrasi dengan kalium permanganat
2. Dikromatometri → titrasi dengan standar kalium dikromat
3. Bromatometri → titrasi dengan kalium bromat
4. Serimetri → titrasi dengan seri sulfat
5. Iodimetri → titrasi dengan standar iod
6. Iodometri → Reduksi dengan kalium iodida membentuk iod, kemudian iod yang terbentuk dititrasi dengan larutan standar natrium tiosulfat

Reaksi Oksidasi Reduksi
Oks + n e → Red
Ce4+ + Fe2+ → Ce3+ + Fe3+
Ce4+ + e → Ce3+
Fe2+ → Fe3+ + e

• Oksidasi → pembuangan elektron
• Reduksi → pengambilan elektron
• Redoks → serah terima elektron
• Pengoksidasi (oksidator) → penerima elektron
• Pereduksi (reduktor) → pemberi elektron

Kurva titrasi
Kurva titrasi dibuat antara potensial sel dengan volume pentitrasi. Sel merupakan sel galvani menggunakan elektroda platina yang dimasukkan kedalam larutan yang dititrasi, kemudian dianggap bergabung dengan elektroda hidrogen
Potential sebelum titik equivalen Hanya Fe3+ dan Fe2+ yang berada dalam keseimbangan
Sebelum titrasi
Kemungkinan ada Fe3+ dalam jumlah kecil dalam larutan, tetapi jumlahnya tidak dapat ditentukan, maka potensialnya tidak dapat dihitung
Setelah penambahan beberapa MnO4-
Semua MnO4- bereaksi dengan Fe2+ membentuk Fe3+
E = 0,68 – 0,0592 log [Fe2+]/[Fe3+]
= 0,68 – 0,0592 log (mmol F2+ sisa)/ (5 x mmol MnO4- ditambahkan)
Indikator
Syarat suatu indikator
Daerah perubahan warna(potential transisi) berada didaerah tegak pada kurva titrasi
2. Indikator spesifik
a. MnO4- pada permanganometri
b. Amilum pada iodometri and iodimetri
c. KSCN pada titrasi Fe(III) dengan Ti(III)

TITRASI ASAM BASA
Asidi-alkalimetri
Alkalimetri adalah cara menentukan konsentrasi asam secara titrasi dengan larutan standar basa

Larutan standar basa : NaOH, KOH
Basa tersebut tidak memenuhi syarat standar primer, maka harus distandarisasi dengan standar primer

Standar Primer:
1. Kalium hidrogen ftalat, KHC8H4O4 (Mr = 204,224)
2. Kalium hidrogen iodat, KH(IO3)2 (Mr = 390,001)
3. Asam oksalat, H2C2O4.2H2O (Mr = 126,066)
Pengaruh CO2 terhadap standar basa
1.Basa mudah bereaksi dengan CO2
CO2 + 2 OH-  CO32- + H2O
2.Ion karbonat beraksi dengan 2 ion asam
CO32- + 2 H3O+  H2CO3 + 2 H2O
3.Reaksi ini terjadi dalam suasana asam (menggunakan indikator asam)
4.Dengan indikator fenolftalein hanya terjadi
CO32- + H3O+  HCO3- + H2O
5.Karena hanya bereaksi dengan 1 H3O+ terjadi kesalahan.
6.Jadi larutan standar NaOH harus bebas dari CO2

Fenolftalein

1. Dalam asam tidak bewarna
2. Dalam basa bewarna merah
3. Pada alkali metri perobahan warna terjadi dari tak bewarna menjadi merah muda (pink)

Asidimetri
Penentuan konsentrasi basa dengan cara titrasi dengan standar asam

Larutan standar asam: HCl, H2SO4, HClO4
Asam-asam tersebut tidak bisa sebagai standar primer

Standar primer:
1. Natrium karbonat, Na2CO3 (Mr = 105,989)
2. Natrium tetraborat, Na2B4O7.10 H2O
(Mr = 381,372)

Gravimetri
Metoda analisis berdasarkan pengukuran masa. Analit dipisahkan menjadi senyawa murni, kemudian ditimbang.
1. Pengendapan
2. Penguapan

Gravimetri Pengendapan
Analit dirobah menjadi senyawa tidak larut (endapan). Endapan tersebut kemudian disaring, dicuci, dirobah menjadi senyawa dengan komposisi tertentu kemudian ditimbang.
Contoh: Penentuan kalsium dalam air
Kalsium diendapkan dengan asam oksalat dalam suasana amonia
Ca2+ + C2O42-  Ca C2O4
Setelah dipisahkan, kalsium oksalat dibakar
Ca C2O4  CaO + CO2
CaO terbentuk kemudian ditimbang, selanjutnya kandungan Ca dapat dihitung

Metoda Penguapan (1)
Analit diuraikan menjadi senyawa menguap. Senyawa tersebut kemudian ditangkap dan selanjutnya ditimbang.
Contoh: Menentukan kandungan natrium bikarbonat dalam antasida.
Sampel ditambahkan H2SO4
NaHCO3 + H2SO4  NaHSO4 + H2O + CO2
CO2 yang lepas ditangkap dengan NaOH. NaOH sebelum dan sesudah menangkap CO2 ditimbang

Metoda Penguapan (2)
Analit diuapkan dengan pemanasan. Selisih berat sebelum dan sesudah pemanasan adalah masa analit. Harus diusahakan agar hanya analit yang menguap selama pemanasan
Contoh: Penentuan kadar air
Sampel ditimbang dalam cawan porselin. Dimasukkan kedalam oven bersuhu 100-105 oC, didinginkan dan ditimbang kembali. Pemanasan dan penimbangan diulangi sampai masanya tidak berubah lagi. Pengurangan masa sampel adalah masa air dalam sampel

Gravimetri Pengendapan
Reaksi: aA + rR  AaRr endapan
Syarat endapan:
1.Mudah disaring, dicuci dan bebas dari kontaminasi
2.Mempunyai kelarutan rendah hingga tidak ada yang hilang dalam penyaringan dan 3.pencucian
4.Tidak reaktif dengan komponen udara
5.Mempunyai komposisi yang jelas sesudah dikeringkan atau dibakar

Kelebihan Gravimetri

• Pengerjaan sederhana dan ilegan
• Tepat (Accurate)
• Teliti (Precise) (0.1-0.3 %)
• Teknik makro, minimal10 mg endapan diperlukan untuk ditimbang dengan teliti

Kekurangan

• Waktu kerja yang lama (1/2 hari?)
• Tidak bisa untuk konsentrasi rendah

Latihan; Kerapatan Logam
Radius atom perak adalah 0,144 nm. Dengan mengetahui bahwa perak berstruktur kubus berpusat muka, hitung kerapatan perak (g/cm3).
Jawab.
Anda perlu menentukan volume dan jumlah atom perak dalam satu sel satuan. Karena panjang diagonal adalah 4r, d dapat ditentukan dengan teorema Pythagoras,
d2 + d2 = (4r)2 Jadi d = r√8 = 0,144√8 = 0,407 nm.
Jumlah atom perak dalam satu sel satuan dapat diperoleh dari Gambar sebelumnya. Terlihat terdapat enam separuh bola dan delapan 1/8 bola. Sehingga totalnya ada 4 bola per sel satuan.
Massa atom perak adalah m = 107,9 (g mol–1) / 6,022 x 1023 (atom mol–1) = 1,792 x 10–22 (g atom–1).
Karena kerapatan adalah (massa/volume), maka kerapatan perak
dAg = [4.(atom) x 1,792 x 10–22 (g.atom–1)]/(0,407 x 10–7)3 (cm3) =
10,63 (g.cm–3).
Nilai yang didapat dari percobaan adalah 10,5 (g.cm–3) pada temperatur 20 °C.
Analisis kristalografi sinar-X
Besarnya sel satuan dapat ditentukan dengan hukum Bragg, yang diusulkan oleh fisikawan Inggris William Lawrence Bragg (1890-1971) di tahun 1912.
Untuk mendapatkan informasi detail susunan akurat partikel dalam kristal, pengukuran intensitas puncak difraksi perlu dilakukan.
Teknik analisis kristalografi sinar-X pertama dikenalkan di awal abad 20, dan sejak itu telah digunakan dengan meluas untuk penentuan struktur berbagai senyawa.
Teknik ini dengan sempurna telah menyelesaikan berbagai masalah yang sebelumnya tidak dapat diselesaikan.
Tahap awal dicapai oleh William Henry Bragg (1862-1942), sang ayah, dan William Laurence Bragg (1890-1971), anaknya, yang menentukan struktur garam dan intan.
Difraksi cahaya terjadi dalam zat bila jarak antar partikel-partikelnya yang tersusun teratur dan panjang gelombang cahaya yang digunakan sebanding.
Gelombang terdifraksi akan saling menguatkan bila gelombangnya sefasa, tetapi akan saling meniadakan bila tidak sefasa. Bila kristal dikenai sinar-X monokromatis, akan diperoleh pola difraksi.
Pola difraksi ini bergantung pada jarak antar titik kisi yang menentukan apakah gelombang akan saling menguatkan atau meniadakan.
Andaikan panjang gelombang sinar-X adalah λ.
Bila selisih antara lintasan optik sinar-X yang direfleksikan oleh atom di lapisan pertama dan oleh atom yang ada di lapisan kedua adalah 2d sinθ,
gelombang-gelombang itu akan saling menguatkan dan menghasilkan pola difraksi.
Intensitas pola difraksi akan memberikan maksimum bila:
nλ = 2dsinθ
Persamaan ini disebut dengan kondisi Bragg.
Kondisi Bragg dapat diterapkan untuk dua tujuan.
Bila jarak antar atom diketahui, panjang gelombang sinar-X dapat ditentukan dengan mengukur sudut difraksi. Moseley menggunakan metoda ini ketika ia menentukan panjang gelombang sinar X berbagai unsur.
Di pihak lain, bila panjang gelombang sinar-X diketahui, jarak antar atom dapat ditentukan dengan mengukur sudut difraksi.
Prinsip inilah dasar analisis kristalografi sinar-X.
Latihan: Kondisi Bragg
Sinar-X dengan panjang gelombang 0,154 nm digunakan untuk analisis kristal aluminum. Pola difraksi didapatkan pada θ = 19.3°. Tentukan jarak antar atom d, dengan menganggap n = 1.
Jawab
d = nλ / 2sinθ =
(1 x 0,154)/(2 x 0,3305) = 0,233 (nm)

Kristalografi

Klasifikasi padatan

padatan kristalin yang partikelnya tersusun teratur.

padatan amorf yang keteraturannya kecil atau tidak ada sama sekali.

Bahan Kristalin

Dalam beberapa bahan kristalin, partikel penyusunnya tersusun sehingga keteraturannya kadang nampak dengan mata telanjang. Kristal yang umum kita lihat adalah natrium khlorida, tembaga sulfat hidrat, dan kuarsa.

Lokasi partikel penyusun padatan kristalin (ion, atom atau molekul) biasanya dinyatakan dengan kisi, dan lokasi setiap partikel disebut titik kisi. Satuan pengulangan terkecil kisi disebut dengan sel satuan.

14 jenis kisi kristal (kisi Bravais)

Faktor yang mendefinisikan sel satuan adalah jarak antar titik dan sudut antar sumbu. Faktor-faktor ini disebut dengan tetapan kisi (kadang disebut juga parameter kisi).

Kristal diklasifikasikan dalam 14 kisi Bravais dan 7 sistem kristal sbb:

Struktur padatan kristalin

Susunan terjejal Banyak senyawa, khususnya kristal logam dan molekular mempunyai sifat umum yang memaksimalkan kerapatannya dengan menyusun partikel-partiklenya serapat mungkin. Sruktur kristal semacam ini disebut dengan struktur terjejal.

Perhatikan susunan terjejal kristal logam yang terdiri atas atom sferik (bola). Bola-bola ini disusun dalam lapisan.

Lapisan pertama harus disusun seperti gambar 8.4(a) untuk mendapatkan susunan terjejal.

Setiap bola di lapisan kedua menempati lubang yang dibentuk oleh tiga bola di lapisan pertama. Ini adalah cara yang paling efisien untuk menggunakan ruang yang tersedia.

Ada dua cara untuk meletakkan lapisan ketiganya. Salah satunya adalah dengan meletakkan langsung di atas bola lapisan pertama (Gambar 8.4(c)),

dan cara yang kedua adalah dengan meletakkannya di atas lubang lapisan kedua (Gambar 8.4(d)).

Untuk mudahnya, cara pertama disebut dengan susunan abab, dan sruktur yang dihasilkan disebut dengan heksagonal terjejal.

Cara yang kedua disebut dengan susunan abc dan sruktur yang dihasilkan disebut dengan kubus terjejal.