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 (Sumar, 1994).

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 = Eo + k log (c)
Dimana : E = sel potensial yang diukur
Eo = konstan selama pemberian suhu
C = konsentrasi yang ditentukan

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 25o C, sedangkan gaya gerak listrik ( GGL ) pasangan elektroda itu diukur dengan bantuan potensiometer yang sesuai, dan sering digunakan peralatan elektronik (Underwood, 1998).

Potensial dalam titrasi potensiometri dapat diukur sesudah penambahan sejumlah kecil volume titran secara berturut-turut atau secara kontinu dengan perangkat automatik. Presisi dapat dipertinggi dengan sel konsentrasi. Elektroda indikator yang digunakan dalam titrasi potensiometri tentu saja akan bergantung pada macam reaksi yang sedang diselidiki. Jadi untuk suatu titrasi asam basa, elektroda indikator dapat berupa elektroda hidrogen atau sesuatu elektroda lain yang peka akan ion hidrogen, untuk titrasi pengendapan halida dengan perak nitrat, atau perak dengan klorida akan digunakan elektroda perak, dan untuk titrasi redoks (misalnya, besi(II)) dengan dikromat digunakan kawat platinum semata-mata sebagai elektroda redoks (Khopkar, 1990)

Potensiometri merupakan aplikasi langsung dari persamaan Nerst dengan cara pengukuran potensial dua elektroda tidak terpolarisasi pada kondisi arus nol. Persamaan Nersnt memberikan hubungan antara potensial relatif suatu elektroda dan konsentrasi spesies ioniknya yang sesuai dalam larutan. Dengan pengukuran potensial revensibel suatu elektroda, maka perhitungan aktivitas atau konsentrasi suatu komponen dapat dilakukan. Jika dua elektroda yang sama diletakkan pada silinder berisi larutan yang sama, (tetapi berbeda konsentrasi) serta dihubungkan dengan suatu jembatan garam, maka potensial diantara dua lektroda sesuai dengan perbandingan kedua konsentrasinya tersebut. Ini diketahui sebagai sel konsentrasi (Khopkar, 2003).

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
(Underwood, 1998).

Sejak permulaan abad ini metode potensiometri telah digunakan untuk mendeteksi titik akhir titrasi. Sekarang meode ini dapat digunakan secara langsung untuk menentukan konsentrasi suatu ion (ion selective electrode). Alat-alat yang diperlukan dalam metode potensiometri adalah :
1. Elektroda pembanding
2. Elektroda indikator
3. Alat pengukur potensial

  • 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 :

– 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.

– 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).

Kurva diatas menunjukkan gambar keiringan kurva titrasi, yaitu perubahan potensial dengan perubahan volume ∆E/∆V terhadap volume titran. Kurna naik sampai pada titik ekivalen yang maksimum. Volume pada titik ekivalen ditentukan dengan menarik garis vertical dari puncak ke sumbu volume. Semakin kompleks reaksinya, makin tajam puncaknya sehingga makin teliti letak titik ekivalen. Tentu saja masih ada sesuatu ketidakpastian dalam mencari letak puncak kurva (Underwood, 1998).

Penambahan asam maka pH menjadi turun dan harga E naik. Hal ini disebabkan karena dengan bertambahnya asam, iob H+ semakin banyak. Ini membuktikan bahwa larutan semakin asam, maka pH semakin kecil dan semakin banyak H+ maka muatan ion semakin positif dan tentunya potensial semakin besar. Begitu sebaliknya, jika adanya penambahan basa maka pH menjadi naik dan harga E turu. Ini menyebabkan pH semakin besar dan semakin banyak OH- maka muatan ion semakin negatif dan tentunya potensial semakin kecil.

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa E berbanding terbalik dengan pH. Sedangkan untuk proses titrasi jika zat penitrannya bersifat basa maka pH zat titran akan naik. Sebaliknya jika zat penitrannya bersifat asam maka pH zat titran akan turun (Underwood, 1995).

Kelebihan utama potensiometer adalah pada saat potensial dibaca, tidak ada arus yang mengalir dalam larutan (arus residual akibat tanan sel dan efek polarisasi dapat diabaikan). Sel standar yang biasanya digunakan untuk mengkalibrasi potensiometer adalah sel Weston jenuh dengan potensial 1,01864 V pada 200C yang berkurang sebanyak 4×10-5 V tiap kenaikan temperatur 10C. Suatu pH meter adalah seperangkat alat pengukur potensial elektroda tanpa aliran arus dan sekaligus menguatkan sinyal yang ditimbulkan pada elektroda gelas dengan suatu tabung vakum elektrik. Suatu pH meter dengan tipe defleksi, paling tidak mempunyai tipe panel kendali berupa tombol operasi, tombol standarisasi dengan beffer standar, tombol kompensator temperatur yang memungkinkan untuk memperbaiki kepekaannya berdasarkan ketergantungan potensial Nerst terhadap temperatur. Beberapa model dilengkapi juga dengan suatu tombol seleksi skala, dan ini dikenal sebgai pH meter dengan skala diperluas (Khopkar, 2003).

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 (Sumar, 1994).

– 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” (Underwood, 1998).

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 (Underwood, 1998).

– Elektroda Membran
Elektroda membran berbeda dalam pokoknya dari elektroda logam yang telah dibahas. Tidak ada elektron yang diberikan oleh atau kepada membran. Justru sebuah membran membiarkan jenis-jenis ion tertentu untuk menembusnya, tetepi menahan yang lain. Elektroda gelas, yang digunakan untuk menentukan pH, merupakan contoh elektroda membran yang paling luas dikenal (Underwood, 1998).

pH meter
pH meter merupakan contoh aplikasi elektroda membran yang berguna untuk mengukur pH larutan. pH meter dapat juga digunakan untuk menentukan titik akhir titrasi asam basa pengganti indikator. Alat ini dilengkapi dengan elektroda gelas dan elektroda kalomel (SCE) atau gabungan dari keadaan (elektroda kombinasi). Diagram pH meter ditunjukkan (Sumar, 1994).
Hal yang harus diperhatikan dalam menggunakan elektroda-elektroda ialah cairan dalam elektroda adalah cairan dalam elektroda harus selalu dijaga lebih tinggi dari larutan yang diukur. Peringatan ini dimaksudkan untuk mencegah kontaminasi larutan elektroda atau penyumbatan penghubung karena reaksi ion-ion analit dengan ion raksa atau ion perak (Sumar, 1994).

Titrasi Potensiometri
Potensial suatu elektroda indikator berguna untuk menentukan titik ekuivalen suatu titrasi. Penentuan titik ekivalen dengan cara ini lebih teliti dari pada penggunaan indikator. Akan tetapi metode ini memerlukan waktu yang lebih lama jka tidak menggunakan titrasi automatik. Titrasi potensiometri dapat digunakan untuk titrasi pengendapan, pembentukan komplek, netralisasi, dan redoks (Sumar, 1994).

Reaksi-reaksi yang berperan dalam pengukuran titrasi potensiometri yaitu reaksi pembentukan kompleks reaksi netralisasi dan pengendapan dan reaksi redoks. Pada reaksi pembentukan kompleks dan pengendapan, endapan yang terbentuk akan membebaskan ion terhidrasi dari larutan. Umumnya digunakan elektroda Ag dan Hg, sehingga berbagai logam dapat dititrasi dengan EDTA. Reaksi netralisasi terjadi pada titrasi asam basa dapat diikuti dengan elektroda indikatornya elektroda gelas. Tetapan ionisasi harus kurang dari 10-8. Sedangkan reaksi redoks dengan elektroda Pt atau elektroda inert dapat digunakan pada titrasi redoks. Oksidator kuat (KMnO4, K2Cr2O7, Co(NO3)3) membentuk lapisan logam-oksida yang harus dibebaskan dengan reduksi secara katoda dalam larutan encer (Khopkar, 1990).

Bermacam reaksi titrasi dapat diikuti dengan pengukuran potensiometri. Reaksinya harus meliputi penambahan atau pengukuran beberapa ion yang sesuai dengan jenis elektrodanya. Potensial diukur sesudah penambahan sejumlah kecil volume titran secara berturut-turut atau secara kontinyu dengan perangkat automatic. Presisi dapat dipertinggi dengan sel konsentrasi.

  •   Reaksi Netralisasi

Titrasi asam basa dapat diikuti dengan elektroda indikatornya elektroda gelas.

  •   Reaksi pembentukan kompleks dan pengendapan

Pembentukan endapan atau kompleks akan membebaskan ion terhidrasi dari larutan. Biasanya digunakan elektroda Ag dan Hg. Berbagai logam dapat dititrasi dengan EDTA.

  • Reaksi Redoks

Elektroda Pt atau elektroda inert dapat digunakan pada titrasi redoks. Oksidator kuat membentuk lapisan logam oksida yang harus dibebaskan dengan reduksi secara katoda dalam larutan encer (Khopkar, 2003).

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s