TITRASI REDUKSI OKSIDASI

Titrasi Reduksi oksidasi (redoks) adalah suatu penetapan kadar reduktor atau oksidator berdasarkan atas reaksi oksidasi dan reduksi dimana redoktur akan teroksidasi dan oksidator akan tereduksi.

Secara umum oksidasi diartikan sebagai reaksi pengikatan oksigen dan reduksi sebagai pelepasan oksigen. Berdasarkan konsep elektron dari suatu zat, istilah redok digunakan untuk reaksi-reaksi dimana terjadi pelepasan dan pengikatan elektron. Pelepasan elektron disebut oksidasi sedangkan pengikatan elektron disebut reduksi.

Agar dapat digunakan sebagai dasar titrasi, maka reaksi redoks harus memenuhi persyaratan umum sebagai berikut :

Reaksi harus cepat dan sempurna.

Reaksi berlangsung secara stiokiometrik, yaitu terdapat kesetaraan yang pasti antara oksidator dan reduktor.

Titik akhir harus dapat dideteksi, misalnya dengan bantuan indikator redoks atau secara potentiometrik.

Bilangan oksidasi

Untuk menentukan bobot ekivalen pada titrasi redoks dapat juga dilakukan tanpa melengkapkan koefisien reaksi, yaitu dengan menggunakan bilangan oksidasi(tingkat oksidasi). Perubahan bilangan oksidasi menunjukkan jumlah elektron yang diikat atau dilepaskan pada reaksi redoks.

Untuk menetapka bilangan oksidasi digunakan ketentuan berikut :

Bilangan oksidasi dari ion sederhana (monnoatomik) sama dengan muatannya.

Jumlah bilangan oksidasi dari molekul adalah nol.

Jumlah bilangan oksidasi dari atom-atom yang menyusun ion sama dengan muatan dari ion tersebut.

Bilangan oksidasi dari H = +1 (kecuali pada gas Hidrogen dan hidrida, masing-masing adalah -1, 0 dan +2).

Bilangan oksidasi dari H = +1 (kecuali pada gas Hidrogen dan hidrida, masing-masing adalah 0 dan -1).

Bilangan oksidasi dari logam, yaitu sama dengan valensinya dan diberi tanda positif.

Indikator redoks

Disamping secara potensiometrik (dengan mengukur loncatan potensial larutan), titik akhir dari titrasi redoks dapat juga ditetapkan secara visual apabila sistem redoks itu sendiri memperlihatkan peruabahan warna pada titik akhir titrasi (misalnya KmnO₄), atau dengan menambahkan indikator redoks. Indikator adalah senyawa organik yang bila dioksidasi dengan atau direduksi akan mengalami perubahan warna. Perbedaan warna dari bentuk tereduksi dengan bentuk teroksidasi harus tajam, sehingga penggunaannya dapat sesedikit mungkin untuk mengurangi kesalahan titrasi.

Titrasi redoks melibatkan reaksi oksidasi dan reduksi antara titrant dan analit. Titrasi redoks banyak dipergunakan untuk penentuan kadar logam atau senyawa yang bersifat sebagai oksidator atau reduktor. Aplikasi dalam bidang industri misalnya penentuan sulfite dalam minuman anggur dengan menggunakan iodine, atau penentuan kadar alkohol dengan menggunakan kalium dikromat.

Titik akhir titrasi dalam titrasi redoks dapat dilakukan dengan membuat kurva titrasi antara potensial larutan dengan volume titrant, atau dapat juga menggunakan indikator. Dengan memandang tingkat kemudahan dan efisiensi maka titrasi redoks dengan indikator sering kali yang banyak dipilih. Beberapa titrasi redoks menggunakan warna titrant sebagai indikator contohnya penentuan oksalat dengan permanganate, atau penentuan alkohol dengan kalium dikromat.

Beberapa titrasi redoks menggunakan amilum sebagai indikator, khususnya titrasi redoks yang melibatkan iodine. Indikator yang lain yang bersifat reduktor/oksidator lemah juga sering dipakai untuk titrasi redoks jika kedua indikator diatas tidak dapat diaplikasikan, misalnya ferroin, metilen, blue, dan nitroferoin.

Macam-macam titrasi redoks :

• Permanganometri
• Iodin : iodimetri, iodometri, iodatometri
• Brom : bromometri, bromatometri
• Cerimetri
• Dikromatometri
• Nitrimetri

 TITRASI POTENSOMETRI

Potensiometri adalah cabang dari ilmu kimia yang mempelajari ilmu pengukuran potensial dari sutau elektrode. Pengukuran potensial elektroda banyak digunakan untuk dalam ilmu kefarmasian terutama untuk pengukuran pH dan titrasi potensiometrik. Karena itu harus dipelajari dulu apa yang disebut elektroda parsial. Seperti diketahui bahwa logam atau ion kadang-kadang mendapat tambahan atau kehilangan elektron. Demikian pula suatu senyawa kimia dalam suatu system dapat menerima dan memberikan elektron atau menerima dan memberikan proton sehingga mereka itu bermuatan. Karena kemampuan mengikat elektron atau mengikat proton berbeda maka perbedaan potensial antara 2 sistem akan terjadi.

Metode analisis didasarkan pada hubungan antara potensial elektrode relative dengan konsentrasi larutan dalam suatu sel kimia. Dalam metode potensiometri, informasi mengenai komposisi yang terdapat dalam sampel diperoleh melalui perbedaan potensial antara dua elektroda.

Secara singkat titrasi potensiometri adalah metode penetapan kadar suatu zat dengan mengukur beda potensialnya.

 

Titrasi iodometri adalah salah satu titrasi redoks yang melibatkan iodium. Titrasi iodometri termasuk jenis titrasi tidak langsung yang dapat digunakan untuk menetapkan senyawa-senyawa yang mempunyai potensial oksidasi yang lebih besar daripada sistem iodium-iodida atau senyawa-senyawa yang bersifat oksidator seperti CuSO₄.5H₂O.

Berbeda dengan titrasi iodimetri yang mereaksikan sample dengan iodium (langsung), maka pada iodometri, sampel yang bersifat oksidator direduksi dengan kalium iodida (KI) berlebihan dan akan menghasilkan iodium (I₂) yang selanjutnya dititrasi dengan larutan baku natrium thiosulfat (Na₂S₂O₃). Banyaknya volume Natrium Thiosulfat yang digunakan sebagai titran setara dengan banyaknya sampel.

Pada titrasi iodometri perlu diawasi pHnya. Larutan harus dijaga supaya pHnya lebih kecil dari 8 karena dalam lingkungan yang alkalis iodium bereaksi dengan hidroksida membentuk iodida dan hipoiodit dan selanjutnya terurai menjadi iodida dan iodat yang akan mengoksidasi tiosulfat menjadi sulfat, sehingga reaksi berjalan tidak kuantitatif. Adanya konsentrasi asam yang kuat dapat menaikkan oksidasi potensial anion yang mempunyai oksidasi potensial yang lemah sehingga direduksi sempurna oleh iodida. Dengan pengaturan pH yang tepat dari larutan maka dapat diatur jalannya reaksi dalam oksidasi atau reduksi dari senyawa.

Indikator yang digunakan dalam titrasi ini adalah amylum. Amylum tidak mudah larut dalam air serta tidak stabil dalam suspensi dengan air, membentuk kompleks yang sukar larut dalam air bila bereaksi dengan iodium, sehingga tidak boleh ditambahkan pada awal titrasi. Penambahan amylum ditambahkan pada saat larutan berwarna kuning pucat dan dapat menimbulkan titik akhir titrasi yang tia-tiba. Titik akhir titrasi ditandai dengan terjadinya hilangnya warna biru dari larutan menjadi bening.

Reaksi :

Reduksi : I2 (aq) + 2e → 2I‾ (aq)

Oksidasi : 2S2O3²‾ (aq) → S4O6²‾(aq) + 2e +

Redoks : I2 (aq) + 2S2O3²‾ (aq) → 2I‾ (aq) + S4O6²‾(aq)

Atau :

I2 (aq) + 2Na2S2O3(aq) → 2NaI(aq) + Na2S4O6(aq)

KOMPLEKSOMETRI

Titrasi kompleksometri atau kelatometri adalah suatu jenis titrasi dimana reaksi antara bahan yang dianalisis dan titrat akan membentuk suatu kompleks senyawa. Kompleks senyawa ini dsebut kelat dan terjadi akibat titran dan titrat yang saling mengkompleks. Kelat yang terbentuk melalui titrasi terdiri dari dua komponen yang membentuk ligan dan tergantung pada titran serta titrat yang hendak diamati. Kelat yang terbentuk melalui titrasi terdiri dari dua komponen yang membentuk ligan dan tergantung pada titran serta titrat yang hendak diamati.

Kelatometri dalam perkembangan analisis kimia sempat mengalami kemunduran karena kelemahan-kelemahannya serta karena adanya cara-cara baru yang lebih baik. Akan tetapi hal ini diperbaiki dengan berkembangnya penelitian-penelitian tentang pengkelat polidentat. Perhatian baru terhadap kompleksiometri ini diawali oleh Schawazenbach tahun 1954, ia menyadari bahwa potensi pengkelat dalam analisis volumetrik sangat baik. Ahli kimia asal Swiss in mengkhususkan perhatiannya pada penggunaan asam-asam aminopolikarboksilat, salah satunya Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA).

Salah satu tipe reaksi kimia yang berlaku sebagai dasar penentuan titrimetrik melibatkan pembentukan (formasi) kompleks atau ion kompleks yang larut namun sedikit terdisosiasi. Kompleks yang dimaksud di sini adalah kompleks yang dibentuk melalui reaksi ion logam, sebuah kation, dengan sebuah anion atau molekul netral.

Titrasi kompleksometri juga dikenal sebagai reaksi yang meliputi reaksi pembentukan ion-ion kompleks ataupun pembentukan molekul netral yang terdisosiasi dalam larutan. Persyaratan mendasar terbentuknya kompleks demikian adalah tingkat kelarutan tinggi. Selain titrasi komplek biasa seperti di atas, dikenal pula kompleksometri yang dikenal sebagai titrasi kelatometri, seperti yang menyangkut penggunaan EDTA.

Faktor-faktor yang mempbuat EDTA ampuh sebagai pereaksi titrimetri antara lain:

1)    Selalu membentuk kompleks ketika direaksikan dengan ion logam.

2)   Kestabilannya dalam membentuk kelat sangat konstan sehingga reaksi berjalan sempurna (kecuali dengan logam alkali).

3)   Dapat bereaksi cepat dengan banyak jenis ion logam

4)   telah dikembangkan indikatornya secara khusus

5)   mudah diperoleh bahan baku primernya dan dapat digunakan baik sebagai bahan yang dianalisis maupun sebagai bahan untuk standardisasi.

Faktor-faktor inilah yang membuat syarat-syarat untuk titrasi telah terpenuhi dengan baik jika menggunakan EDTA.

ethylene diamine tetra acetic acid (EDTA)

EDTA merupakan asam lemah dengan empat proton. Bentuk asam dari EDTA dituliskan sebagai H₄Y dan reaksi netralisasinya adalah sebagai berikut :

Sebagai penitrasi/pengomplek logam, biasanya yang digunakan yaitu garam Na₂EDTA (Na₂H₂Y), karena EDTA dalam bentuk H₄Y dan NaH₃Y tidak larut dalam air.

EDTA dapat mengomplekkan hampir semua ion logam dengan perbandingan mol 1 : 1 berapapun bilangan oksidasi logam tersebut.

Kestabilan senyawa komplek dengan EDTA, berbeda antara satu logam dengan logam yang lain. Reaksi pembentukan komplek logam (M) dengan EDTA (Y) adalah :

M + Y → MY

Konstanta pembentukan/kestabilan senyawa komplek dinyatakan sebagai berikut ini :

Besarnya harga konstante pembentukan komplek menyatakan tingkat kestabilan suatu senyawa komplek. Makin besar harga konstante pembentukan senyawa komplek, maka senyawa komplek tersebut makin stabil dan sebaliknya makin kecil harga konstante kestabilan senyawa komplek, maka senyawa komplek tersebut makin tidak (kurang) stabil.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kestabilan kompleks, yaitu :

a.  Kemampuan mengkompleks logam-logam.

Kemampuan mengkompleks relatif (dari) logam-logam digambarkan dengan baik menurut klarifikasi Schwarzenbach, yang dalam garis besarnya didasarkan atas pembagian logam menjadi asam Lewis (penerima pasangan elektron) kelas A dan kelas B.

b.  Ciri-ciri khas ligan itu.

Di antara ciri-ciri khas ligan yang umum diakui sebagai mempengaruhi kestabilan kompleks dalam mana ligan itu terlibat, adalah :

1.     kekuatan basa dari ligan itu,

2.    sifat-sifat penyepitan (jika ada), dan

3.    efek-efek sterik (ruang).

Keinertan atau kelabilan kinetik dipengaruhi oleh banyak faktor, tetapi pengamatan umum berikut ini merupakan pedoman yang baik akan perilaku kompleks-kompleks dari berbagai unsur, yaitu diantaranya :

1.     Unsur grup utama, biasanya membentuk kompleks-kompleks labil.

2.    Dengan kekecualian Cr(III) dan Co(III), kebanyakan unsur transisi baris-pertama, membentuk kompleks-kompleks labil.

3.    Unsur transisi baris kedua dan baris ketiga, cenderung membentuk kompleks-kompleks inert.

Suatu reaksi kompleks dapat dipakai dalam penitaran apabila:

·         Kompleks cukup memberikan perbedaan pH yang cukup besar pada daerah titik setara.

·         Terbentuknya cepat.

Beberapa jenis senyawa Kompleks

Ada 2 jenis lignand dilihat dari jumlah atom donor di dalamnya :

1.     Ligand monodentat : terdapat 1 atom di dalamny

2.    Ligand polidentat : terdapat lebih dari 1 atom donor di dalamnya

Faktor-faktor yang akan membantu menaikkan selektivitas, yaitu :

1.     Dengan mengendalikan pH larutan dengan sesuai

2.    Dengan menggunakan zat-zat penopeng

3.    Kompleks-kompleks sianida

4.    Pemisahan secara klasik

5.    Ekstraksi pelarut

6.    Indikator

7.    Anion-anion

8.    ‘Penopengan Kinetik’

Macam-macam indikator logam, yaitu diantaranya :

1.     Mureksida (C.I. 56085)

2.    Hitam Solokrom (Hitam Eriokrom T)

3.    Indikator Patton dan Reeder

4.    Biru Tua Solokrom atau Kalkon

5.    Kalmagit

6.    Kalsikrom (calcichrome)

7.    Hitam Sulfon F Permanen (C.I. 26990)

8.    Violet Katekol (Catechol Violet) atau Violet Pirokatekol (Pyrocatechol Violet)

9.    Merah Bromopirogalol (Bromopyrogalol Red)

10. Jingga Xilenol (Xylenol Orange)

11.  komplekson Timolftalein (Timolftalein)

12. Biru Metiltimol (Komplekson Biru Metiltimol)

13. Zinkon (Zincon) atau 1-(2-hidroksi-5-sulfofenil)-3-fenil-5-(2-karboksifenil)-formazan

14. Biru Variamina (C.I. 37255)

Kesalahan titrasi kompleksometri tergantung pada cara yang dipakai untuk mengetahui titik akhir. Pada prinsipnya ada dua cara, yaitu kelebihan titran yang pertama ditunjukkam atau berkurangnya konsentrasi komponen tertentu sampai batas yang ditentukan, dideteksi.

1.     Kesalahan titrasi dihitung dengan cara yang sama pada titrasi pengendapan.

2.    Digunakan senyawa yang membentuk senyawa kompleks yang berwarna tajam dengan logam yang ditetapkan. Warna ini hilang atau berubah sewaktu logam telah diikat menjadi kompleks yang lebih stabil. Misalnya EDTA.

Larutan buffer adalah larutan yang terdiri dari garam dengan asam lemahnya atau garam dengan basa lemahnya. Komposisi ini menyebabkan larutan memiliki kemampuan untuk mempertahankan pH jika kedalam larutan ditambahkan sedikit asam atau basa. Hal ini disebabkan larutan penyangga memiliki pasangan asam basa konyugasi.

Larutan penyangga sangat penting dalam kehidupan; misalnya dalam analisis kimia, biokimia, bakteriologi, zat warna, fotografi, dan industri kulit. Dalam bidang biokimia, kultur jaringan dan bakteri mengalami proses yang sangat sensitif terhadap perubahan pH. Darah dalam tubuh manusia mempunyai kisaran pH 7,35 sampai 7,45, dan apabila pH darah manusia di atas 7,8 akan menyebabkan organ tubuh manusia dapat rusak, sehingga harus dijaga kisaran pHnya dengan larutan penyangga.

Adanya larutan penyangga ini dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat-obatan, fotografi, industri kulit dan zat warna. Selain aplikasi tersebut, terdapat fungsi penerapan konsep larutan penyangga ini dalam tubuh manusia seperti pada cairan tubuh. Cairan tubuh ini bisa dalam cairan intrasel maupun cairan ekstrasel. Dimana sistem penyangga utama dalam cairan intraselnya seperti H2PO4- dan HPO42- yang dapat bereaksi dengan suatu asam dan basa. Adapun sistem penyangga tersebut, dapat menjaga pH darah yang hampir konstan yaitu sekitar 7,4. Selain itu penerapan larutan penyangga ini dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat tetes mata. Pada obat tetes mata mempunyai pH yang sama dengan cairan tubuh kita, agar tidak menimbulkan efek samping.